OPLEIDINGEN VACATECH JOBS
Verwant nieuws

(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

(10/7) Amateur wetenschappers krijgen 36 jarige oude satelliet weer aan de praat

(9/7) Echografie bepaalt leeftijd jonge sterren (+video)

(30/6) NASA gebruikt ’vliegende schotel’ om technologie voor Mars te testen

>> Meer verwant nieuws
Zoek een job
Meest gelezen nieuws

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

(2/7) ExxonMobil investeert meer dan 1 miljard dollar in Antwerpse raffinaderij

(30/6) Investering van 300 miljoen voor verhoging bruggen Albertkanaal

(23/6) Besparen door herstelling persluchtlek - artikel

(18/6) Onderzoek bevestigt dat kreeften angst en pijn voelen

(17/6) Atlas Copco’s Ronny Leten: ”België goedkoper dan China voor nieuwe verspaningslijn”

Agenda

Cursus basismateriaalkunde

The Faculty Club, Groot Begijnhof 14, 3000 Leuven

dinsdag 9 september 2014

Studiesessie EMAB/BEMAS: Energiecultuur en gedragswijziging als sleutel voor reductie van energieverbruik

Eriks+Baudoin Technology Center in Hoboken

dinsdag 9 september 2014

Cursus roestvast staal

The Faculty Club, Groot Begijnhof 14, 3000 Leuven

woensdag 10 september 2014

Agoria Workshop: Uitdagingen in process engineering, een ontmoeting met twee Belgische studiebureaus

bij ALM in Berchem

woensdag 10 september 2014

Cursus staal

The Faculty Club, Groot Begijnhof 14, 3000 Leuven

donderdag 11 september 2014

Festo Webinar Process Automation: wat heeft u nodig om te mengen, temperen, koelen, afvullen, ...

Online registratie

vrijdag 12 september 2014

Meer >>

Keuze van de redactie

(27/8) Vlaams student onthult lek in Apple’s implementatie van WPA2-Enterprise

(25/8) Dreigend stroomtekort: ”WKK’s kunnen 1.000 MW extra leveren tegen 2020”

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

(21/8) Mobiele containerkraan die zichzelf ’on the fly’ op energienet aansluit

(18/8) Grote ingenieursenquête ontkracht clichés over generaties... - artikel

(13/8) Malariageneesmiddel vermindert uitzaaiingen bij kanker

>> 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

Na eerste week drie procent meer technologiestudenten in Vlaanderen

Voor het derde jaar op rij zal Engineeringnet de Technologiebarometer van partnerorganisatie Agoria op de voet volgen. De eerste inschrijvingscijfers voor het hoger onderwijs ogen goed: +3%.

Formula Group T sluit seizoen in Barcelona af

Het Formula Group T-team van de KU Leuven is aangekomen in Barcelona om de laatste wedstrijd van het seizoen van de Formula Student competitie te rijden.

Inbreken? Geen probleem, zet even de 3D-printer aan (+video)

Met een 3D-printer kan je niet alleen wapens maken, met de juiste software is het ook een handig stukje gereedschap voor… inbrekers, meldt een slotenbrekend duo van beveiligingsconsultants.

Seminar slimme fabrieken in Beveren - uitnodiging

Gedurende dit event leert u hoe gegevens in industriële automatiseringssystemen inzichtelijk te maken en deze naadloos te integreren in bestaande ICT systemen.

Is de ‘groene batterij’ terug van weggeweest? - artikel

Terwijl de hele wereld op zoek is om duurzame energie efficiënt te stockeren, lijkt de technologie ons nu uit een ver verleden in de schoot geworpen te worden.

Vlaams student onthult lek in Apple’s implementatie van WPA2-Enterprise

Op een congres in Oxford heeft UHasselt-informaticastudent Pieter Robyns belangrijk veiligheidsrisico blootgelegd bij Apple's implementatie van het WPA2-Enterprise protocol. Apple bevestigt.

Vlaamse grondreiniging in dalende lijn

Deze daling is toe te schrijven aan het uitblijven van grote Vlaamse bodemsaneringsprojecten en een gewijzigd bodemsaneringsbeleid.

Chemie: ICT-medewerker bij Proviron

Development Manager - Plasticizers

Heeft u nieuws voor de Engineeringnet bezoekers?

Engineeringnet Magazine

THEMADOSSIERS

Productietechniek

Eco&Energy

Onderhoud

Procestechniek

Vacatech
Carrière