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

European Space Agency lanceert UHasselt-project de stratosfeer in

ESA geeft UHasselt-studenten groen licht voor experiment in stratosfeer

Engie Axima België verwerft contract voor Ariane 6-lanceerinstallaties

Verhaert verwerft ESA-contract om 400 ruimtevaart spin-offs te creëren (+video)

Amelia Earhart fellowship voor Angelique Van Ombergen van AUREA

Belgisch olie-experiment aan boord van Chinese ruimtesatelliet

>> 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

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

Formula Electric Belgium behaalt vierde plaats in Tsjechië

Agenda

Expert in Reliability en maintenance engineering

Tramstraat 63 - 9052 Zwijnaarde (Gent)

van 15/10/2016 tot 24/01/2017

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

Reduceren van omsteltijden en doorlooptijden

ALM Groep - Berchem

van 10/01/2017 tot 24/01/2017

Expert in onderhoud: Technische documentatie en wisselstukkenbeheer

Tramstraat 63 - 9052 Zwijnaarde

van 2/02/2017 tot 16/02/2017

Rittal neemt deel aan Indumation 4.0 ! Bezoekers zijn welkom in hal 6 - stand C01

Kortrijk Xpo

van 8/02/2017 tot 10/02/2017

Keuze van de redactie

(18/1) AB InBev en Katoen Natie verlengen samenwerking voor 5 jaar

(16/1) Voertuigindustrie heeft 600 openstaande vacatures

(11/1) Tweede aanmeersteiger LNG-terminal Zeebrugge in gebruik genomen

(6/1) Tesla trekt productie van lithium-ion batterijen in Gigafactory op gang

(21/12) Revolutionair in bouwsector: slimme ramen

(19/12) Vlaamse Energiecluster voor snellere energietransitie en jobcreatie

>> 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...

AB InBev en Katoen Natie verlengen samenwerking voor 5 jaar

AB InBev en Katoen Natie gaan zich 5 jaar langer in haven van Antwerpen verankeren. Dit hernieuwd partnerschap zal een bron van economische groei vormen in de Antwerpse haven.

Tandimplantaat met intern reservoir vermindert infectiekans

Onderzoekers van de KU Leuven hebben een nieuw tandimplantaat ontworpen, dat uit poreus composietmateriaal bestaat en een ingebouwd reservoir onder de tandkroon bevat.

Processie van Echternach: metafoor voor inefficiënt onderhoud? - column

Iedereen kent de processie van Echternach waarbij in oude tijden drie stappen naar voor en vervolgens twee stappen naar achter werden gezet. Het blijft een leuke metafoor voor inefficiëntie.

Limburg Startup breidt uit met 2 nieuwe partners

Het Limburg Startup partner-netwerk breidt uit met MIA-H en VITO als nieuwe partners. Dit netwerk werd in het leven geroepen ter ondersteuning van Limburgse startups.

Total Ertvelde zette 25 jaar geleden een technologische reuzenstap - artikel

Total’s smeermiddelenfabriek in Ertvelde wordt voortdurend ge-upgraded en geoptimaliseerd. In zoverre dat men er in eigen rangen zelfs vandaag nog altijd van de «Nieuwe Fabriek» spreekt.

E313 Antwerpen - Hasselt dicht voor plaatsing brugliggers - verkeer

Op zaterdag 21 januari 2017 wordt de E313, ter hoogte van de werken aan de snelwegbrug over de spoorlijn Lier-Herentals in Grobbendonk, volledig afgesloten in beide richtingen.

Umicore huldigt Thaise autokatalysatorenfabriek in

Umicore heeft haar nieuwe fabriek voor uitstootkatalysatoren in het Thaise Rayong officieel geopend. Deze fabriek zal uitstootkatalysatoren produceren voor diesel- en benzinewagens.

Nieuw algoritme maakt robots menselijker

Gabriël Van De Velde heeft aan de VUB een techniek ontwikkeld waarmee mondbewegingen van robots heel precies kunnen worden afgeregeld, waardoor deze een veel menselijker indruk wekken.

Vorig jaar 3 keer meer duurzaam gereden kilometers

De laadpunten van Eneco in België hebben in 2016 voor 2 miljoen kilometer aan elektrische energie geleverd. Dat is bijna drie keer zo veel als in 2015 en ruim twintig keer meer dan in 2014.

imec.istart lanceert call voor media, telecom en entertainment industrie

imec lanceert zijn eerste imec.istart call voor 2017, met een nieuw, specifiek incubatietraject voor start-ups actief in de media, telecom en entertainment sectoren.

VIB-expo Science meets Life van start gegaan

Met de rondreizende expo Science meets Life zet VIB het belang van biotechonderzoek in de kijker. De expo biedt een overzicht van 20 jaar gerichte investeringen in dit onderzoek.

DAF Trucks maakt complexe transportplanning transparanter - artikel

Complexiteit en maatwerk zijn de sleutelwoorden die de productielocaties van DAF Trucks in Westerlo, Eindhoven en Leyland kenmerken. Manager Logistic Innovations Janco Spiekhout rapporteert.

Voertuigindustrie heeft 600 openstaande vacatures

Uit een rondvraag van technologiefederatie Agoria naar aanleiding van het Autosalon, blijkt dat een 30-tal bedrijven uit de voertuigindustrie 600 openstaande vacatures hebben openstaan.

essenscia vlaanderen kan zich vinden in hervorming secundair onderwijs

essenscia vlaanderen reageert tevreden op het akkoord van het secundair onderwijs. Vooral de positieve aandacht voor STEM-studies in deze hervorming wordt toegejuicht.