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

Zwaartekrachtsgolven gedetecteerd 100 jaar na Einsteins voorspelling

Rosetta ontdekt zuurstofgas in een komeetatmosfeer

Onderzoek: ’waarom is de zonne-atmosfeer zoveel warmer dan de zon zelf’

Antwerpse studenten gaan kosmische straling doorheen atmosfeer meten

VUB-professor Pattyn naar Antarctica voor ruimteonderzoek

Vito en Flight Plus kondigen nieuwe drone software aan

>> 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

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

Universiteit Gent brouwt bier met afvalwater

Agenda

Diepgaande opleiding Maintenance en Asset Management: de enige complete & Nederlandstalige training

Op verschillende locaties in Vlaanderen

van 8/10/2015 tot 27/05/2016

Opleiding Shutdown en Turnaround Management 2015-2016

Praktijkgericht leer- en verbetertraject van 8 sessies voor een (nog) beter verloop van de volgende Turnaround in uw bedrijf. Op locatie bij Evonik Antwerpen.

van 10/12/2015 tot 17/03/2016

Keuze van de redactie

(12/2) Zwaartekrachtsgolven gedetecteerd 100 jaar na Einsteins voorspelling

(10/2) Chemie en life sciences-sector lanceert Demografiefonds

(4/2) Onderzoek: trager licht maakt internet sneller

(1/2) Maleisische Elite Advanced Technologies kiest België als Europese basis

(27/1) Slimme netten kunnen de uitstoot van CO2 sterk terugdringen

(25/1) Resultaten Limburgs seismisch onderzoek diepe geothermie

>> 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...

Sensoren waken over welzijn, gezondheid en productie van vleesvarkens

ILVO- en KUL-onderzoekster Jarissa Maselyne ontwikkelde een nieuw sensorsysteem om afwijkend eet- en drinkgedrag bij vleesvarkens sneller op te sporen.

81% Belgen: ”energieprijs voor industrie moet in lijn zijn met buurlanden”

8 op 10 Belgen is voorstander van energienorm, waarbij energieprijzen deze van buurlanden niet mogen overstijgen. En ook: "Klimaatmaatregelen zijn OK, maar niet ten koste van jobs."

Raceauto accelereert beter met ACE gasveren - techniek

Industriële gasveren worden vaak toegepast bij het openen en sluiten van kappen, deksels en kleppen. In de auto-industrie zijn ze vaak van nut voor de motorkap en de achterklep.

Subcon Europe haalt Brits contract binnen

Subcon Europe, gevestigd in de GreenBridge Incubator in Oostende, heeft het contract voor de herstellingswerken aan de strekdam van de jachthaven van Brighton (UK) binnengehaald.

Van Hool bouwt 2 brandstofcel bussen voor Rotterdam

Van Hool heeft een contract afgesloten met RET, het openbaar vervoerbedrijf van de Nederlandse stadsregio Rotterdam, voor de bouw van 2 waterstofbussen van de nieuwste generatie.

Xylem wint RIONEDinnovatieprijs 2016 met zelfreinigende pompfunctie (video)

Zelfreinigende functie die verstoppingen in afvalwaterpompen zelf oplost komt als winnaar van Innovatieprijs 2016 van de Nederlandse stichting RIONED uit de bus.

Cassantec vertaalt IoT naar voorspellende onderhoudssoftware - artikel

Het Zwitserse Cassantec won vorig jaar de «Innovation Award of Things» in Berlijn. Het bedrijfje is een van de weinige starters die zich in de industrieel-technische sfeer bewegen.

UHasselt SEE start nieuw postgraduaat Cleantech Management

Vorige week werd Universiteit Hasselt School of Expert Education (UHasselt SEE) een nieuw postgraduaat Cleantech Management gestart.

Brussels Airport zet in op vergroening dienstvoertuigen

Naast de aankoop van 30 elektrische bussen heeft Brussels Airport Company beslist om de komende twee jaar 40 eigen dienstvoertuigen te vervangen door exemplaren die rijden op aardgas.

Zeven nieuwe fabrieken van de toekomst gelauwerd

Agoria en Sirris hebben de Factory of the Future Awards 2016 uitgereikt aan zeven nieuwe fabrieken van de toekomst, die klaar zijn voor Industrie 4.0

Onderzoek: trager licht maakt internet sneller

Onderzoekers van de VUB hebben een nieuwe techniek ontdekt om licht juist te vertragen. De snelheid van die netwerken kan hierdoor paradoxaal genoeg sterk worden verhoogd.

Groen licht van Europese Commissie voor overname Base door Telenet

De Europese Commissie heeft vandaag haar goedkeuring gegeven aan de geplande overname van Base Company door Telenet.

Hoogstraats Storm-windpark ingehuldigd door Annemie Turtelboom

Het Storm-windpark in Meer (Hoogstraten) werd officieel geopend door Vlaams minister Annemie Turtelboom. Het windpark is met een tiphoogte van 200 meter het hoogste van het land.

eBay onlangs doelwit van succesvolle cyberaanval (+video)

IT-security specialist Check Point heeft een ernstig lek gevonden in het eBay-platform. eBay werd al gewaarschuwd om een deze fout dringend op te lossen.

Technische copywriter nodig?

We zijn gespecialiseerd in het schrijven en begeleiden van nieuwsbrieven, persberichten, white papers, klantengetuigenissen, jaarverslagen, blogs en webcontent over techniek en technologie. Meer info nodig? Stuur vrijblijvend een mailtje naar timesaver@skynet.be

DOSSIERS

Productietechniek

Eco & Energy

Onderhoud

Procestechniek

HR & Werk