Een consortium onder leiding van het Italiaanse Prima Industrie ontwikkelt een nieuw concept voor hybride AM-processen. Hiermee wil men grote, kostbare onderdelen repareren. De machine moet zowel in fabrieken als in off-shore omgevingen zoals boorplatformen ingezet kunnen worden. De eerste resultaten van dit 4D Hybrid project zijn inmiddels gepresenteerd.
4D Autonomous Robot scant en repareert met 3D metaalprinten grote oppervlakken
4D Hybrid, zo hebben de 20 partners (12 uit de industrie) die in dit Horizon 2020 project samenwerken, hun nieuwe concept gedoopt. Ze mikken met hun oplossing op MRO-toepassingen in zowel de olie- en gasindustrie, energiesector alsook de luchtvaartindustrie. De deelnemers aan het 4DHybrid project zijn veelal al actief met MRO-activiteiten en brengen zowel kennis als bestaande technologieën in. Prima Industrie brengt bijvoorbeeld de DED-printtechnologie in; robotfabrikant Comau komt binnenkort met een nieuwe generatie robots speciaal ontwikkeld voor additive manufacturing en frezen.
Modulair concept ontwikkelen
In het 4D Hybrid project willen de bedrijven een modulair concept ontwikkelen waarin meerdere technologieën geïntegreerd worden, met additive manufacturing als belangrijkste technologie. Deze low cost modules, zoals de laserbron, de printkop, sensoren en de besturing, kunnen eveneens geïntegreerd worden in zowel bestaande robots als CNC-machines. Qua printtechniek denkt men zowel aan Direct Energy Deposition (DED) als ook aan Cold Spray, een nog relatief onbekende technologie waarvan er echter al meerdere aanbieders in de markt zijn. Ze moeten eenvoudig en snel te integreren zijn in de bestaande productieomgeving. Hiermee willen de projectpartners voorkomen dat in de MRO-industrie bestaande machines massaal vervangen moeten worden door nieuwe technologie. De laatste wil men quasi toevoegen aan wat al standaard is in de sector. Uiteindelijk wil men met de nieuwe ontwikkelingen, waaronder sensoren en monitoringsystemen, prototypes bouwen met TRL-niveau 7. In de praktijk betekent dit dat het rijp is voor een commerciële partij om er vervolgens een marktrijpe oplossing van te maken.
Autonome 3D printrobot
Een van de eerste resultaten is de ontwikkeling van een 4D Autonome Robot. Deze kan autonoom grote oppervlakken inspecteren op beschadigingen. Met 3D scanners, de Artec Space Spider, wordt een oppervlak gescand om automatisch de spots te detecteren waar gerepareerd moet worden, met name vanwege beschadiging en corrosievorming. Met Cold Spray technologie wordt het metaal op deze plek aangebracht. Dit kunnen zowel RVS als aluminiumlegeringen zijn. Een van de grootste uitdagingen was hoe kun je niet gebruikt poeder opvangen en opnieuw gebruiken, omdat de Cold Spray techniek in een open omgeving wordt toegepast en niet in een afgesloten machine. Hiervoor is een systeem ontwikkeld dat het poeder opzuigt en meeneemt totdat de autonome robot klaar is. Deze autonome robot kan zowel op gecorrodeerde oppervlakken werken als niet gecorrodeerde. De omgevingstemperatuur mag tussen de 3 en 35 graden C liggen. Een andere demonstrator die ontwikkeld wordt, is de reparatie van turbineschoepen uit een energiecentrale van Siemens. Daarbij gaat het om producten tussen 250 en 300 mm hoog. Op dit moment kan Siemens deze complexe onderdelen niet repareren.
Direct van lab naar praktijk
De projectpartners werken samen met ARM Labs, waar de ontwikkelingen direct getest kunnen worden. Daarmee wil men concepten sneller testen op hun inzetbaarheid in de markt. Meer informatie over het 4DHybrid proect kun je hier vinden.
Tijdens de MTC3 conferentie van Oerlikon over additive manufacturing is er een presentatie van 4D Hybrid.
