Engineeringnet Mobile



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

Verwant

Satelliet levert real-time data over dikte van het ijs op de noordpool

QinetiQ Space sleept nieuw ESA-contract in de wacht

Luiks bedrijf ontwikkelt ’s werelds grootste zonnetelescoop

Astronomen meten voor het eerst windkracht uit zwarte gaten

Korea kiest opnieuw voor Europese Ariane raket

ESA lanceert voor het eerst ruimteveer

>> 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

Uniek samenwerkingsplatform voor meer laadpalen in de stad

Kaspersky Labs voorspelt APT bedreigingen voor 2015

Water op aarde dan toch niet afkomstig van kometen

Revamping ArcelorMittal Gent: koudwalserij houdt machines up to date - artikel

OVAM en Recupel weerleggen tendentieuze berichtgeving VRT-journaal

Belgische baggeraars slepen monstercontracten binnen voor Suez kanaal

Agenda

Hydraulica niveau 2

Festo Brussel

van 28/04/2015 tot 9/06/2015

Veilig werken aan elektrische installaties BA4/BA5

Festo Brussel of in uw bedrijf

van 15/06/2015 tot 16/06/2015

Keuze van de redactie

(28/5) Marc Coucke investeert nu ook in spin-off van imec

(26/5) De Francqui prijs gaat naar wiskundige Stefaan Vaes

(21/5) Nieuw ziekenhuis AZ Maria Middelares voorziet patiënt-bewakingssystemen

(21/5) Koud water uit Indische Oceaan moet Frans departement koelen

(18/5) Eandis twijfelt over nut verdere uitbouw aardgasdistributie

(12/5) Imec en JSR kondigen uitgebreidere samenwerking aan

>> 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...

Rittal RiLine: gelijk- en wisselstroom voor het eerst op één rail - techniek

Als eerste producent wereldwijd biedt Rittal een beproefd railsysteem aan, dat optimaal geschikt is voor zowel AC- als DC-toepassingen.

Geert Bourgeois toont zich koningsgezind

Geert Bourgeois, Vlaams minister van onroerend erfgoed, kent een premie van 182.000 euro toe voor de restauratie van de Koningsmolen in de Landense deelgemeente Eliksem.

Levensreddende app ’EVapp’ krijgt ondersteuning van iMinds

‘Emergency Volunteer Application’ (EVapp) onderzoekt hoe we er met hedendaagse technologie voor kunnen zorgen dat mensen in nood sneller hulp kunnen krijgen.

RS Components breidt assortiment 3D-DLP-desktopprinters uit - techniek

RS Components heeft onlangs zijn assortiment 3D-DLP-desktopprinters uitgebreid met professioneel systeem van marktleider EnvisionTEC.

Economische dynamiek rond diepe geothermie stimuleren

Om de economische dynamiek rond geothermie te stimuleren, organiseerden Voka KvK-Kempen en Smart Grids Flanders op 4 mei een handelsmissie naar Grünwald.

Onderzoek: nieuwe inzichten in strategie tegen alzheimer

Een typisch kenmerk in de hersenen van iemand met de ziekte van Alzheimer is de aanwezigheid van onoplosbare aggregaten van het Tau-eiwit.

Frankrijk kiest consortium voor bouw twee nieuwe 500 MW-offshore windparken

De Franse overheid heeft het consortium van Engie (GDF Suez), DP Renewables, Neoen Marine en Areva geselecteerd voor de bouw en exploitatie van de offshore windparken nabij Le Tréport en Yeu

De Francqui prijs gaat naar wiskundige Stefaan Vaes

Professor Stefaan Vaes, Faculteit Wetenschappen - KUL, heeft de Francqui-prijs gewonnen. Dit is de belangrijkste wetenschappelijke onderscheiding in België.

Imog start bouw CNG-tankinstallatie

Op de Imog-site in Harelbeke zijn de werken gestart voor de bouw van een CNG-tankinstallatie. Die moet tegen begin oktober operationeel zijn.

Colruyt opent nieuw distributiecentrum in Henegouwen

Op vrijdag 22 mei huldigde Colruyt Group officieel zijn nieuwe logistieke centrum in Ath/Lessines in. De site kwam er dankzij de steun van de Europese Unie en het Waalse Gewest.

Nieuwe publiek-privé partnerschap voor ontwikkeling onshore projecten

Wind4Flanders is een publiek-privé partnerschap tussen Electrabel en 5 financierings-intercommunales voor de ontwikkeling van onshore projecten in Vlaanderen.

NMBS bespaart door modernisering en renovatie bestaande vloot

In deze tijden van besparingen wil overheidsbedrijf NMBS de kwaliteit van zijn materiaal blijven verbeteren. De renovatie van de bestaande vloot is hier een concreet voorbeeld daarvan.

Tara Oceans expeditie toont belang van plankton aan

Bij de longen van de wereld denkt iedereen spontaan aan het tropisch regenwoud, maar dat doet afbreuk aan onze oceanen. De weelde aan plankton is namelijk onze belangrijkste zuurstofbron.

Engagor overgenomen door Clarabridge

Clarabridge, leverancier van softwareoplossingen voor Customer Experience Management (CEM), heeft Engagor, platform voor realtime webcare en engagement via sociale media, overgenomen.