Engineeringnet Mobile



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

Verwant

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

ERC starting grant van 1,5 miljoen euro voor VUB-prof Stijn Buitink

Nederlander toont zinkgaten op komeet aan dankzij Rosetta-sonde (+video)

>> 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

Universiteit Gent brouwt bier met afvalwater

Onderzoek: blokkeren PHD1 zorgt voor verminderde chemoresistentie

Total waarschuwt voor frauduleuze e-mails

Onderzoek: uitzaaiing borstkanker afremmen

Nieuwe technieken kunnen terugkerende uitzaaiingen verminderen

UGent en Caloritum winnen prestigieuze prijs met chemische warmtepomp

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

Siemens Integrated Drive Systems Roadshow

Huizingen (start, verkorte sessie) bij Siemens

vrijdag 9 oktober 2015

Smart Grid School - op 3 dagen wegwijs in de slimme energiewereld

Brussel (13-14/10) - Zaventem (15/10)

van 13/10/2015 tot 15/10/2015

Siemens Integrated Drive Systems Roadshow

Gent - Flanders Expo

dinsdag 20 oktober 2015

Siemens Integrated Drive Systems Roadshow

Kortrijk - Kortrijk Xpo

maandag 26 oktober 2015

Siemens Integrated Drive Systems Roadshow

Herentals - Industriepark Klein Gent

woensdag 28 oktober 2015

Keuze van de redactie

(26/8) Coca-Cola al in 2015 eerste volledig waterneutrale drankenbedrijf

(24/8) Jan De Nul neemt Algemene Ondernemingen Soetaert over

(20/8) Overname centrale Langerlo: ”Deze oude knar is geen overheidssteun waard”

(20/8) Imtech België naar Cordeel en Imtech Toegangstechniek naar Agta Record

(18/8) Belgische ziekenfondsen waarschuwen voor illegale geneesmiddelen

(18/8) Twee offshore hoogspanningsonderstations op weg naar Gemini windpark

>> 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...

Base Company opent nieuw ecologisch datacenter

Omdat steeds meer smartphone gebruikers meer mobiele data zullen gaan gebruiken, heeft Base Company een bijkomend ecologisch datacenter geopend.

TNF-eiwit tegenwerken in strijd tegen acute ontstekingen

Het cytokine TNF-eiwit speelt een belangrijke rol bij acute ontsteking en bij tal van autoimmuun-aandoeningen. VIB-onderzoekers zoeken een behandeling die dit eiwit moet werken.

Newtonline: ACE brengt nieuwe serie industriële gasveren op de markt - techniek

Het is ACE gelukt om in de nieuwe generatie industriële gasveren, genaamd Newtonline, in één keer meerdere belangrijke innovaties te integreren.

Nieuw vakevent Prototyping 2015 is een aanrader

Kortrijk Xpo en Industrial Design Center van Howest willen brug slaan tussen creatieve industrie en maakindustrie. "De industriële prototype community bleef tot nu op zijn honger zitten".

Sony’s waagt zich aan inspecties met drones (+video)

Sony en Japanse ZMP wagen zich op de markt van de professionele UAVs. Dat is een relatief grote sprong in het duister voor twee bedrijven die geen ervaring hebben met dronetechnologie.

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

Deze vraag stellen wetenschappers zich al 70 jaar. Onderzoekers van de KU Leuven konden nu voor het eerst vaststellen hoe magnetische golven hierbij een rol spelen.

Antwerpse haven reikt eerste korting voor fijn stof reductie uit

Het Antwerpse Havenbedrijf keerde voor het eerst een korting uit aan een zeeschip met alternatieve technologieën, die bijdragen tot een vermindering van de uitstoot van fijn stof.

Technologiestudies winnen steeds meer aan belang

Technologiefederatie Agoria meldt dat er op dit ogenblik al 18% meer inschrijvingen voor technologiestudies zijn ten opzichte van vorig jaar. Er werden al 4.082 inschrijvingen genoteerd.

Onderzoek & Innovatie: welke rol kunnen ingenieurs spelen? - artikel

Door zowat alle trendwatchers is 'disruptie' het kernwoord van 2015 genoemd. Organisaties beseffen dat ze op alle vlakken moeten innoveren. Welke rol kunnen ingenieurs daarin spelen?

Intrum Justitia: ’phishing e-mails in onze naam niet openen!”

Incassobureau Intrum Justitia in Gent waarschuwt voor een hele reeks e-mails die sinds enkele maanden frauduleus in zijn naam worden verzonden.

Europese Odysseus competitie over ruimtewetenschap weldra van start

Ben je gefascineerd door ruimtevaart en -wetenschap? Via de Odysseus-wedstrijd kun je als wetenschapper in spe aan je trekken komen. Voor jongeren van 7 tot 22 jaar oud.

Europump: Europese pompenmarkt blijft volgende 5 jaar groeien

Volgens de overkoepelende Europese vereniging voor de pompindustrie zal interne markt in de periode 2015-2019 een gemiddelde groeivoet kennen van 1,64%.

Renovatie startbaan 25L/07R Brussels Airport sneller klaar dan voorzien

Brussels Airport meldt dat de grondige renovatie van de start- en landingsbaan 25L/07R door aannemer Aswebo vroeger dan gepland afgerond werd.

Jan De Nul neemt Algemene Ondernemingen Soetaert over

Jan De Nul heeft het bedrijf Algemene Ondernemingen Soetaert (AOS) overgenomen. De overname moet nog wel goedgekeurd worden door de Belgische Mededingingsautoriteit.

DOSSIERS

Productietechniek

Eco & Energy

Onderhoud

Procestechniek

HR & Werk