Additive manufacturing met een kraagje

Aan het Fraunhofer Instituut is een nieuwe methode ontwikkeld voor het 3D printen van metalen die het principe van het booglassen combineert met het gebruik van een laser. Op zich wordt dit hybride proces al langer toegepast in het lassen maar om het praktischer te maken – ook bij het lassen – ontwikkelden de onderzoekers een coaxiale kop waarin de laser een kraagje vormt rond de lasboog.

De twee methodes die in het nieuwe project van het Fraunhofer Instituut gecombineerd worden, heten Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) en Wire Laser Material Deposition (WLMD).

WAAM is een methode die in 3D printen wel vaker gebruikt wordt – met name als het over grotere werkstukken gaat. Men kan met deze methode relatief snel, veel materiaal toevoegen, maar dat gaat dan wel ten koste van het uitzicht en de nauwkeurigheid. Wire Laser Material Deposition (WLMD) is een veel minder gekende methode, precies omdat ze zo een lage depositiesnelheid heeft en daardoor ook erg duur is.

Door de twee te combineren krijgt men het beste van twee werelden – naar analogie met hybride lassen. In hybride lassen wordt aan het klassieke proces met een lasboog een laser toegevoegd die extra energie levert om het smeltbad in stand te houden. Daardoor moet minder energie van de lasboog zelf komen, wat het eenvoudiger maakt om die te controleren.

Het gebruik van de hybride technologie in additive manufacturing beoogt een gelijkaardige synergie. Men kan er de snelheid van het printen aanzienlijk mee verhogen en/of de afwerkingsgraad van de werkstukken verbeteren.

De grootste nieuwigheid in het onderzoek is dat een coaxiale kop ontwikkeld werd waarmee het mogelijk is om de laserstraal rond de lasboog te plaatsen. Daardoor ontstaat een kraagje dat de lasboog gevangen houdt wat nog bijdraagt tot een grotere precisie. Het nieuwe proces wordt door de onderzoekers COLLAR genoemd, wat met wat goede wil als letterwoord ook verwijst naar common coaxial laser arc.

Het creëren van dat kraagje was nochtans niet de eerste bedoeling bij de ontwikkeling van de nieuwe print- en laskop. In de traditionele uitvoering van hybride lassen staan de laskop en de laser achter elkaar wat het moeilijk maakt om hoeken te lassen omdat de oriëntatie van de kop dan gewijzigd moet worden zonder het lasproces te zeer te verstoren. Door de coaxiale uitvoering stelt dat probleem zich niet langer.

© Productivity.be, 30/08/2022