OPLEIDINGEN VACATECH JOBS
Verwant nieuws

(17/9) NASA sluit commerciële overeenkomst voor transport astronauten

(15/9) ESA kiest landingsplaats voor Rosetta

(11/9) Afbraak vervuiling atmosfeer noordelijk halfrond trager dan gedacht

(20/8) Samenstelling interstellaire deeltjes NASA-missie Stardust bekend gemaakt

(6/8) Ruimtesonde Rosetta bereikt na 10 jaar komeet

(1/8) ESA lanceert cargosonde met Belgische naam naar ISS

>> Meer verwant nieuws
Zoek een job
Meest gelezen nieuws

(21/8) Electrabel: materiaalproeven Doel 3 en Tihange 2 vorderen wél goed

(13/8) Mechelse snacksfabriek van Kellogg produceert welgeteld nul percent afval

(13/8) Malariageneesmiddel vermindert uitzaaiingen bij kanker

(11/8) Spectaculair tanktransport over Antwerpse Scheldelaan naar raffinaderij

(30/7) Studenten bouwen verbeterde drone die pakketten levert (+video)

(4/7) Belgian Eco Energy plant grote biomassacentrale in Gentse haven

Agenda

Master Class Creating Value During Business Conflict Resolution

Kasteel Tivoli - Mechelen

van 17/09/2014 tot 3/10/2014

Cursus herkenning en preventie corrosievormen (deel 1)

The Faculty Club, Groot Begijnhof 14, 3000 Leuven

dinsdag 23 september 2014

Technische regulering voor aansluitingen van decentrale productie

Ingenieurshuis Antwerpen

woensdag 24 september 2014

Cursus herkenning en preventie corrosievormen (deel 2)

The Faculty Club, Groot Begijnhof 14, 3000 Leuven

donderdag 25 september 2014

Studiedag VOM: De impact van REACh bij het aanbrengen van conversielagen op (verzinkt) staal

Salons de Romrée in Grimbergen

donderdag 25 september 2014

Feest van de Innovatie (Kempische Innovatieraad)

Turnhout

vrijdag 26 september 2014

Meer >>

Keuze van de redactie

(18/9) Kleine aanpassingen interieur maken lijnbus aantrekkelijker

(15/9) FANC stelt voorwaarden aan langer openhouden Doel 1 en 2

(12/9) 10 startups voor acceleratorprogramma Telenet Idealabs bekend gemaakt

(10/9) Duitse studie vindt plastic deeltjes in 24 bieren

(8/9) Cristal Arena KRC Genk wil energiezuinigste stadion worden

(4/9) Ook Vlaamse 3D-print techbedrijf Layerwise in buitenlandse handen

>> Meer blikvangers
Bedrijven bloggen...
Op uw website

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

 

Reageer of publiceer aanvullende informatie
recent nieuws

Limburgse ‘proeftuin’ rond innovatieve zorg treedt toe tot Europees netwerk

CareVille, de Limburgse ‘Proeftuin’ van de Vlaamse overheid rond innovatieve (ouderen)zorg, is toegetreden tot het Europees netwerk voor living labs (ENoLL).

Meettafel toont aan: niets isoleert zo goed als een ACEolator - techniek

Trillingen vanuit de omgeving, die op meetmachines kunnen worden overgebracht, worden het best geïsoleerd met de ACEolatoren van ACE Stoßdämpfer.

Nieuw belsignaal aan spooroverwegen kan levens redden

Infrabel is sinds vorige week begonnen aan de vernieuwing van de belsignalen aan alle Belgische spooroverwegen. De reden voor de vervanging is dat het nieuwe geluid de veiligheid verhoogt.

Massale productie koolzaad voor biodiesel af te raden

Onderzoekers aan de Nederlandse Universiteit Twente tonen aan dat Europese productie van biodiesel op basis van koolzaad voorlopig geen duurzame oplossing is voor het energieprobleem.

FANC stelt voorwaarden aan langer openhouden Doel 1 en 2

Het FANC reageert hiermee op de federale regeringsonderhandelingen waar het langer openhouden van Doel 1 en 2 op tafel ligt als oplossing voor een eventueel stroomtekort.

ESA kiest landingsplaats voor Rosetta

In augustus naderde ruimtesonde Rosetta de komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Dit najaar zal ESA de eerste poging ooit ondernemen om een onbemande verkenner af te zetten op een komeet.

WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR: voor standaard te eXTReem, voor 750 XTR standaard - techniek

Het WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR is bestand tegen temperaturen van -40° C tot +70 °C, spanningvast tot 5 kV piekspanning, ummuun aan interferentie en trillingsbestand tot 5g versnelling.

Heeft u nieuws voor de Engineeringnet bezoekers?

Engineeringnet Magazine