Engineeringnet Mobile



Scan de QR-code
of klik hier om mobiel te surfen.

Tip: maak zelf een sneltoets op de startpagina van je smartphone. Voor Android: “Sneltoets Startpagina” of "Toevoegen aan startscherm". Voor iPhone: “Zet in beginscherm”.
Verwant

Eerste beSPACE Award voor het QB50 team

Nieuw Vlaams ruimte-incubatieprogramma

Succesvolle lancering van satelliet Sentinel-2B

SAS boort naar water op de maan

Testbank van Qinetiq aangekomen op ISS

Sonaca neemt het Amerikaanse LMI Aerospace over

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Actief op zoek naar een nieuwe functie als werknemer of een opdracht als zelfstandige? Meld je aan bij Engineeringnet Techpost
Meest gelezen nieuws

Kwetsbaarheid WhatsApp en Telegram accounts aangetoond

Eneco kondigt partnerschap met Duitse Lichtblick aan

DEME laat nieuw ’dual fuel’ multipurpose-schip bouwen

Onderzoek mucoviscidose richt pijlen opnieuw op gentherapie

Armband met slimme functies voor senioren

Site Ecotron Hasselt University krijgt bezoek koningspaar

Agenda

Club continu verbeteren

Hotel-restaurant Van Der Valk
Autostrade E-17 - 9810 Nazareth

van 17/10/2016 tot 19/06/2017

Expert in lean en productiemanagement: totaalopleiding

Tramstraat 63 - 9052 Zwijnaarde (Gent)

van 19/10/2016 tot 14/06/2017

Productieplanning

Tramstraat 63 - 9052 Zwijnaarde

van 15/02/2017 tot 3/05/2017

Basisopleiding Hydraulica

Brussel

van 13/03/2017 tot 27/03/2017

Total productive maintenance (TPM)

Tramstraat 63 - 9052 Zwijnaarde

van 16/03/2017 tot 30/03/2017

Smart@Sea - IoT / Big Data / Industry 4.0 / Blue Growth

GreenBridge, Oostende

donderdag 20 april 2017

Keuze van de redactie

(23/3) Studie: biomassacentrale in Langerlo overbodig?

(20/3) Zonnekaart kan stimulans zijn voor groei PV

(17/3) Eerste passagierstrein op brandstofcellen getest (+video)

(15/3) Punch Powertrain bouwt fabriek in Iran

(14/3) Personeelsbestand status quo in 2e kwartaal 2017

(9/3) ’Slimme’ energiemeters geven tot 582% te hoog verbruik aan

>> Meer blikvangers
Bedrijfspagina's

ESA experimenteert met Vlaamse knowhow in Additive Layered Manufacturing - artikel
Plant & Factory 6/05/2013 9:12:31

3D-printing zit in de lift. En Vlaamse bedrijven zitten in de kopgroep van het onderzoek en de toepassing van de technologie in de praktijk.

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE -- Dat is bijvoorbeeld het geval met LayerWise, een spin-off van de KULeuven, dat samen met het Europees Ruimtevaartagentschap experimenteert met Additive Layered Manufacturing. De bedoeling: de mogelijkheden aftasten voor de constructie van een bi-drijfgas motor, bestemd voor een communicatiesatelliet.

ESA heeft in dit project de ontwerpkansen van Additive Layered Manufacturing – of ALM - aangegrepen om functioneel gescheiden ontwerpen te construeren voor een aantal satellietonderdelen, zoals de injectoren, verbrandingskamers en uitstroomstraalpijpen.

Dat is onder meer het geval met een ontwerp uit één stuk van de verbrandingskamer, waarin dan een dunnewanddrukvat met een ondersteunend externe structurele scaffold wordt versterkt. Die constructie bespaart op gewicht, de montage wordt vereenvoudigd, de productie versneld en aanpassingen zijn tot in een laat stadium van het ontwerp mogelijk.

De huidige stand van ALM
Communicatiesatellieten zijn van essentieel belang voor mobiel internet en beveiligde financiële communicatie tussen banken, rechtstreekse tv-uitzendingen en aardobservatie ten behoeve van weervoorspellingen. Een van ESA's taken is toezicht houden op de ontwikkeling van in-space satellietmotortechnologie.

Als onderdeel van een intern gefinancierd programma onderzoekt ESA de huidige stand van Additive Layered Manufacturing bij metaal, waarbij het potentieel en de volgroeidheid van de technologie worden bekeken in het licht van te verwachten ontwikkelingen op het gebied van motoren.

ESA koos voor het Vlaamse LayerWise naar verluidt 'vanwege de expertise van dit bedrijf op het gebied van ALM-technologie': de overeenkomst was dat LayerWise de 'klassieke' ontwerpen van de drie kritische motoronderdelen mocht maken, maar als onderdeel van het onderzoeksproject tegelijk ook alternatieve, door ALM mogelijk gemaakte, functionele ontwerpvarianten zou ontwikkelen.

Innovatieve injector manifolding
Het injectorgedeelte van een satellietmotor brengt op een gecontroleerde manier twee drijfgassen samen waarbij deze spontaan ontbranden en vervolgens continu blijven branden. De venturi-vormige verbrandingskamer versnelt de chemische uitlaatgassen naar het vermogen dat nodig is om de satelliet naar zijn juiste baan te brengen.

Het expansiemondstuk beïnvloedt de bewegingskarakteristieken door de gasdoorstroming verderop in de stroom te regelen. «ALM biedt innovatieve manifolding om de doorstroming van de drijfgasregelkleppen naar de verbrandingskamer te optimaliseren», zegt Simon Hyde van ESA.

«De ontwerpvrijheid die ALM biedt, maakt het ESA mogelijk om het aantal onderdelen van de injectorsamenstelling terug te brengen tot één, waar dit bij conventionele fabricage vijf onderdelen waren. Hierdoor worden veel risicovolle afdichtingslassen overbodig, die bij de oude werkwijze nodig waren om een betrouwbaar hydraulisch inspuiten te waarborgen.

Dit leidt zowel tot lagere kosten als tot een aanzienlijk kleiner risico.» Door verwerving van de volledige controle over het ALM-productieproces bereikt LayerWise een homogene microstructuur met een relatieve dichtheid tot 99,98% voor een toenemend aantal metalen en legeringen inclusief titanium.

ALM is ook geschikt voor het fabriceren van een thermisch injector-ontwerp dat voorkomt dat warmte teruggezogen wordt naar de gevoelige aandrijfkleppen en naar het ruimtevaartuig zelf. De afwezigheid van toegangsbeperkingen voor gereedschappen maakt een herontwerp van de thermische standoff mogelijk door het beheersen van de geleidbaarheid met in plaats daarvan gebruikmaking van een metalen stellage.

Gebouwd uit vluchtgeschikt titaniummateriaal (Ti6Al4V), benaderen de injectoronderdelen naar verluidt 'momenteel al de productbetrouwbaarheidswaarborgen van de ruimtevaartsector en de ontwerpbehoeften van de raketmotorontwerper'.

Gescheiden kamerfuncties
De verbrandingskamers van compacte in-satellite motoren bestaan doorgaans uit een convergent-divergent mondstuk met een niet-ondersteund mondstuk als uitgang. De drijfgasreacties gaan nog door in de convergente sectie, voordat de uitstromende gassen door de smalle opening naar de divergente sectie stromen waar ze supersonisch uitzetten.



Bestaande kamers zijn ontworpen om niet-operationele belastingen tijdens de lancering te kunnen weerstaan, waarbij met een grotere wanddikte deze tijdelijke belastingen het hoofd worden geboden. Eenmaal onderweg en operationeel hoeven de kamers niet een dergelijke wanddikte te bezitten.

Simon Hyde zegt dat ALM het toeliet om de kamerfuncties te scheiden tussen operationele en niet-operationele belastingen. Intuïtief vertaalt zich dit in strut-werk ribben die de dunne verbrandingskamerwand en de gelaste flens voor de bevestiging van het expansiemondstuk ondersteunen.

In plaats van het ruwe strut-werk produceerde LayerWise de draagstructuur als ALM low-density mesh. Omdat de volumetrische dichtheid slechts 12% is, levert ALM potentieel een grote reductie in verbrandingskamergewicht en verbetering van de structurele veiligheidsmarges.

De werkelijke verbrandingskamer bestaat niet uit Ti6Al4V-materiaal, maar uit een legering met een zeer hoog smeltpunt (bijvoorbeeld op basis van niobium, molybdeen, tantaal, wolfraam en/of rhenium) om de extreme verbrandingswarmte te kunnen weerstaan.

Nader onderzoek van dit revolutionaire verbrandingskamerontwerp omvat de studie van de isotropie van deze scaffold in het spanningsveld evenals de gedetailleerde thermische impact ervan. Aan de ene kant verhoogt deze mesh de effectieve oppervlak-emissiviteit, en aan de andere kant beïnvloedt het de warmtefluxen rond de kamer.

Grootschalige ALM
Bijkomend onderzochten ESA-ingenieurs ALM voor het vervaardigen van een expansiemondstuk met een uitgangsdiameter van bijna 50 centimeter. Dit is overigens waarschijnlijk het grootste SLM-onderdeel ooit gebouwd.

De spanning in het mondstuk is verhoudingsgewijs laag en het minimaliseren van de overhangende massa is van cruciaal belang voor een betere marge op het cantilevermotorontwerp. Het ALM-expansiemondstuk werd in titanium (Ti6Al4V) gefabriceerd, dat grotendeels aan de mechanische en thermische vereisten voor expansie voor het mondstuk voldoet.

Volgens Hyde biedt ALM onmiskenbare fabricagevoordelen ten opzichte van traditionele spin-forming van metalen plaatmateriaal, wat in feite alle ontwerpflexibiliteit doodt. Met ALM kunnen de motorprestaties worden getuned naar klantspecifieke voortstuwingsprofielen, wat vele ontwerpopties tot laat in het productieproces open houdt. << (foto's: LayerWise)
door Rob Snoeijs, LayerWise

Registreer voor e-Krant

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Debat “Industrial Internet of Things in de procesindustrie” - uitnodiging

"Industrie 4.0 of IIoT” is dé hype van het moment in de technisch-industriële wereld én in de procesindustrie. Machines, apparaten en devices staan volcontinu met elkaar in verbinding.

Draadloos trillingen meten op 90 meter hoge portaalkraan - artikel

Het Hobokense bedrijf Smulders kreeg af te rekenen met een falende tandwielkast op zijn gigantische centrale portaalkraan. Het gaat om een kritische applicatie voor de productie.

Winstmarge DDoS-aanval loopt op tot 95%

Deskundigen van Kaspersky Lab hebben zich verdiept in DDoS-diensten die via de zwarte markt verkrijgbaar zijn om te bepalen hoe deze illegale handel zich ontwikkelt.

Bij IEXT: Ex-toebehoren voor gas- en stofzones - techniek

IEXT levert Ex-toebehoren voor gas- en stof-zones in alle takken van de industrie: (petro)chemie, farmaceutica, drukkerijen, verf- en voedingsindustrie.

Renewi heropent Recydel vestiging in Luik

Op die locatie verwerkt de WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) recycler afgedankte elektronische en elektrische apparatuur tot hoogwaardige secundaire grondstoffen.

Studie: biomassacentrale in Langerlo overbodig?

Uit een nieuw rapport van onderzoeksinstelling EnergyVille blijkt dat België meer dan genoeg zonne- en windenergie kan opwekken om de biomassacentrale in Langerlo te vervangen.

Unit voor verdrijven van lucht uit gevulde bierflesjes - techniek

Voedingsmiddelen, zoals bier, zijn onderhevig aan oxidatie doordat zij in contact komen met lucht. Lucht bevat namelijk ca. 20% O2. Door oxidatie zijn voedingsmiddelen minder lang houdbaar.

Oude watertoren Oostende krijgt nieuwe bestemming

De Vlaamse overheid kent een premie van 1.700.000 euro toe aan het stadsbestuur van Oostende voor de restauratie van een oude watertoren uit 1900.

Vlaanderen krijgt zijn slimme energiemeters - opinie

Vanaf 2019 zal de Vlaamse consument stap voor stap overschakelen naar slimme energiemeters. Niets te vroeg: bijna alle Europese landen hebben zich intussen al tot 'smart metering' bekeerd.

Bouwbedrijf Nizet treedt toe tot VMA

Bouwbedrijf Nizet uit Louvain-La-Neuve maakt voortaan deel uit van VMA. Onder die koepel ressorteerden al eerder Vanderhoydoncks (Alken) en VMA West (Waregem).

Bij Bea Nederland: ongeëvenaarde voorraad studbolts - techniek

De Italiaanse moedermaatschappij van Bea Nederland, actief sinds 1964, is toonaangevend marktleider op het gebied van speciale bevestigingsartikelen met een kwaliteits-kritische toepassing.

imec wetenschapper krijgt ERC beurs voor ontwikkeling video-holografie

Imec heeft laten weten dat Jan Genoe, een van zijn prominente onderzoekers, een ERC Advanced Grant heeft gekregen. Hij krijgt deze beurs voor de ontwikkeling van video-holografie.

Drone inventariseert magazijn (+video)

De Franse Hardis Group, een IT consulting bedrijf en software uitgever, pakt uit met Eyesee, een drone die het inventariseren van magazijnen automatiseert.

Dispatcher bij Elia, een job onder hoge stroom - techniek

Kenny Hendrickx werkt als dispatcher bij Elia. Samen met zijn collega’s bedient de bachelor Elektromechanica het Belgisch hoogspanningsnet. Een uitdagende job, met veel verantwoordelijkheid.

Nieuw: compacte lineaire
actuator van JVL

De NEMA34 motor van JVL is samengevoegd met een kogelomloopspindel. De hiermee ontstane compacte lineaire actuator biedt een geïntegreerde controller en ruime mogelijkheden voor aansluiting op diverse bussystemen. Daarnaast hoeven er minder kabels gebruikt te worden. >>

Heeft u nieuws voor de Engineeringnet bezoekers?

Publiceer het zelf op onze website. Hoe? Dat ontdekt als leverancier op onze Customer Support website: Engineeringnet@Work.

Neem alvast vrijblijvend een kijkje