Nieuwe processen voor Additive-Subtractive Manufacturing

Een internationaal consortium van onderzoeksinstellingen werkt aan het optimaliseren van de productie van 3D geprinte werkstukken in metaal door de hele procesketen, inclusief nabewerking, verder op punt te stellen. Het ambitieuze project kreeg de wat vreemde naam Ad-Proc-Add, wat staat voor Advanced Processing of Additively Manufactured Parts.

Het project rond Additive-Subtractive Manufacturing (ASM) startte in 2019 aan het Stuttgart Institute for Machine Tools (IfW). Eind juni zullen resultaten van het onderzoek gepresenteerd worden op de METAV vakbeurs in Düsseldorf.

In het onderzoek wordt ASM als uitgangspunt genomen omdat zowat 90% van werkstukken in metaal die via 3D printen gemaakt worden, nog nabewerkingen nodig hebben, bijvoorbeeld om de gewenste toleranties te halen. Daarom wordt de focus op 3D printen als standalone productietechnologie door de onderzoekers een misvatting genoemd. Wat telt, is het volledige productieproces, inclusief nabewerkingen zoals frezen en slijpen.

De ASM benadering bestaat erin van bij het 3D printen al rekening te houden met de nabewerkingen die nadien nog moeten gebeuren. En bij die nabewerking rekening te houden met specifieke vereisten van 3D geprinte werkstukken. Daar komt nog bij dat die nabewerkingen ook een invloed kunnen hebben op de materiaaleigenschappen – iets wat in de ASM benadering ook van in het begin meegenomen moet worden.

Een voorbeeld van de benadering is het doordacht gebruikmaken van support structuren tijdens het 3D printen. Als men enkel naar het additieve proces kijkt, dienen die support structuren om optimaal gebruik te maken van de beschikbare ruimte in een 3D printer. In de ruimere benadering kunnen ze ook een rol spelen in de nabewerking. Deels omwille van de geometrie, maar ook omdat ze als warmtebruggen fungeren tussen de componenten.

Een wat complexer voorbeeld is het beheren van de microstructuur van het product, wat tijdens het 3D printen kan gebeuren door met de snelheid en de energietoevoer te spelen. In de ASM benadering echter dient ook rekening gehouden te worden met het feit dat de nabewerkingen de microstructuur verder zullen beïnvloeden.

Een cruciaal element in dit alles is volgens het onderzoeksteam in Stuttgart de opvolging van het proces, zowel tijdens het 3D printen als de nabewerkingen. In-line meetsystemen in de machines kunnen een belangrijke rol spelen om een zicht te krijgen op de fysieke effecten die tijdens de opeenvolgende processtappen plaatshebben.

Later dit jaar wordt een compendium gepubliceerd met bevindingen van het onderzoek.

© Productivity.be, 10/05/2022