Ruimte-elektronica, nu ook 3D geprint - artikel

Plant & Factory 12/02/2018 14:03:17

3D-printing sluipt binnen in de ruimtevaart via de elektronica, omdat de sector nog steeds zweert bij radiosignalen. 3D Systems Leuven drukte een RadioFrequentie-filter (RF).

Lees hieronder verder   
Verwant

Limburgse bedrijven gebaat bij unieke 3D-printing infrastructuur

Elektromotor voorzien van metaal 3D-geprinte koelschil

Bioprinten wordt heel gewoon. Straks... - artikel

Trideus brengt 3D printing naar Autosalon

Robotisch 3D-geprinte vervormbare materialen getest

Derde IN(3D)USTRY show: metaalprinten binnenkort aan zet

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Advanced Engineering

Flanders Expo Gent

van 22/05/2019 tot 23/05/2019

Practical training: EN ISO13849-1

Pilz Zonhoven

woensdag 22 mei 2019

Navingo Career Event

RDM Rotterdam – Onderzeebootloods

donderdag 23 mei 2019

COMSOL Day

imec - Leuven

donderdag 23 mei 2019

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Keuze van de redactie

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

(13/5) Vlaanderen investeert 8 miljoen euro in alternatieven voor vrachtvervoer

(13/5) Knelpuntsectoren zoeken 18.200 hooggeschoolde profielen

(9/5) Primeur: Posetron gaat ‘Nearly Off Grid’

(9/5) Imec bluetooth sleutel voorkomt autodiefstal

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Twee jaar geleden had Airbus Defence and Space in het VK een designstudie lopen voor een RF-filter. Met de steun van het Europees Agentschap voor Ruimtevaart (ESA). Er was wat budget over om enkele demo’s te bouwen. Er werd o.a. bij 3D Systems Leuven voor een offerte aangeklopt.

“Voor die site in Stevenage (VK) hadden we eerder al enkele mechanische onderdelen geprint en ze spraken ons opnieuw aan”, vertelt Koen Huybrechts, projectingenieur. Aanvankelijk ging het enkel om het maken van een demo-onderdeel om hun design te valideren. Vervolgens identificeerden ze ook een satellietprogramma waarvoor ze een gelijkaardige filter nodig hadden. “Zo kwamen wij in beeld en konden we met een 3D-print een betere filter leveren. Zelfs zonder de design verder te optimaliseren voor 3D-printing.”

Typisch wordt zo’n filter gemaakt uit twee helften. De binnenzijde heeft immers een bijzondere vorm, afgestemd op de te filteren golflengte. Die wordt uitgefreesd of gevonkerodeerd. Vervolgens worden beide delen/deksels met elkaar verbonden.

Men schroeft ze vast. 3D-printen kon alvast die assemblagestap eruit gooien. Daardoor was de 3D-geprinte filter niet alleen sneller klaar én goedkoper maar hij weegt slechts de helft. En laat gewicht nu wel zeer kostbaar zijn in de ruimtevaart. Airbus onderwierp de geprinte component aan een breed gamma van controles, waaronder CT-scans. “We kwamen succesvol uit de kwalificatie.”



Seconds
Die eerste opdracht dateert van 2015. Met testen en documentatie gaat er snel tijd over, merkt Huybrechts op. Ondertussen ging die ene, originele RF-filter al de ruimte in. De naam van de satelliet wordt niet genoemd. Vandaag werkt LayerWise echter aan een verder doorgedreven design. Het is de bedoeling om een tweede 3D-geprinte RF-fliter met een volgende satellietvlucht in 2018 of 2019 te lanceren. Het is allemaal nog ‘stukwerk’.

Grote geostationaire communicatiesatellieten, zoals de Eutelsat KA-SAT van Airbus Defence and Space, zouden bijna 500 dergelijke RF-filters kunnen tellen. De RF-filters en de holle geleiderbuisjes of golfpijpen waartussen ze gemonteerd worden, zijn allemaal ‘passieve’ hardware componenten. De elektromagnetische golven resoneren over de oppervlakte van de buis, in de plaats van via vezels of kabels. Afmeting en vorm van de golfpijp bepalen de optimale frequentie die ze kan geleiden.

Robuustheid
“Wat je in de ruimte nodig hebt, is robuustheid”, zegt Huybrechts. De huidige aanpak verschilt dan ook niet zo erg van wat in de zestigerjaren ‘state of the art’ was. “De frequenties en hoeveelheid megabits per tijdseenheid zijn hoger maar het principe van communiceren is nog steeds hetzelfde.”

Er wordt ondertussen wel geëxperimenteerd met optische systemen zoals laser voor de signaaloverdracht. “Maar je hebt steevast te maken met de atmosfeer en weersomstandigheden die een robuuste opstelling vereisen. Daarbij komt ook de afstand van 35.786 km tussen de aarde en de satellieten. En dan is werken met het spectrum van radiogolven in de ruimte nog steeds een ideale manier.”

“Airbus had een toeleverancier nodig en kwam bij ons omdat we een high-end maakbedrijf zijn. LayerWise bouwt immers functionele onderdelen, veeleer dan een prototypeshop”, weet Huybrechts. Het ontwerp zelf kwam van de klant. “De vraag was alleen of we het konden 3D-printen.” Hoewel er nog gewicht af kon, hoefde er verder niets geoptimaliseerd te worden. In het vervolgproject wordt het gewicht verder naar beneden gebracht.

De heilige graal
Huybrechts geeft toe dat de geprinte RF-filter niet het meest complexe stuk is dat ooit uit hun productieafdeling kwam. Het wordt nu wel verder geoptimaliseerd naar gewicht. Maar… hij houdt de blik op de toekomst.

“Met 3D-printen is het uiteindelijk niet de bedoeling om een conventioneel geproduceerd stuk één op één te vervangen door een 3D-geprint stuk. De techniek bezorgt je vrijheid van ontwerp. Ingenieurs kunnen zo, vertrekkende vanuit de vereiste functionaliteiten met minder beperkingen qua productiemogelijkheden meer performante componenten vervaardigen. We evolueren ook naar het integreren van meerdere aparte onderdelen in één 3D-geprinte structuur. Met onze technologie kunnen we dan een heel grote impact hebben, niet alleen op de functionaliteit en de bouwtijd, maar ook op de montage- en de controletijd. Dat is de ‘heilige graal’.”<<
Door Luc De Smet

KADER
RF-filter 3D geprint
De RF-filter werd opgebouwd rond zijn inwendig profiel dat een bijzondere organische vorm meekreeg: een snoer van ingedeukte super-ellipsoïde caviteiten. Het werd niet horizontaal of verticaal opgebouwd. “We printten het in onze met Argongas gevulde poederbedmachine onder een ietwat speciale hoek met een beperkte ondersteuning”, zegt Koen Huybrechts, projectingenieur bij 3D Systems Leuven (LayerWise nv).

Er werd een standaard aluminiumlegeringspoeder (AlSi10Mg) gebruikt dat gemiddeld een korrelgrootte heeft van 50 micrometer. “We hanteerden wel hoge kwaliteitsettings binnen onze standaard productie-instellingen.” Het bouwen zelf vergde een tiental uren. Daarna volgde nog een warmtebehandeling vooraleer het van de bouwplaat werd verwijderd en de kleine supportering weggehaald werd. Naderhand werd op de filteroppervlakte ook een 15 micrometer dikke zilvercoating gedeponeerd (silver electroplating).

“De radiogolven lopen over de oppervlakte van de buisjes. De zilvercoating verlaagt de elektrische weerstand van die oppervlakte verder waardoor er minder signaalverlies is en je signaal een betere kwaliteit behoudt.” <<



KADER
3D Systems LayerWise
Ondertussen telt 3D Systems Leuven - LayerWise in Haasrode 130 medewerkers. In 2016 nam het bedrijf niet minder dan 44 nieuwe medewerkers in dienst. Er is niet alleen een grote R&D afdeling en een 3D-productie met 25 machines.

Het bedrijf ontwikkelde en bouwde van bij de start (opgericht in 2008 door Jonas Van Vaerenbergh en Peter Mercelis als een spin-off van de KULeuven) de eigen Selective Laser Melting 3D-printers. De wereldwijde commercialisatie van deze machines is na de overname door 3D Systems in 2014 ingezet met o.a. de 3D Systems ProX DMP 320 die ook gebruikt werd om de RF-filter voor Airbus te printen. <<

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Interreg Vlaanderen-Nederland investeert 1,7 miljoen euro in duurzaamheid

Het project GREENER is gericht op de ontwikkeling van een biogebaseerde vervanger voor polyacrylzuur en RESANAT experimenteert met natuurlijke saneringstechnieken op verontreinigde gronden.

Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

Volvo Car Gent is gestart met de bouw van een gloednieuw fabrieksgedeelte, waar batterijen voor elektrische wagens zullen worden samengesteld. Een belangrijke investering voor deze fabriek.

Internationale prijzen voor Antwerpse duurzaamheidsprojecten

Twee Antwerpse duurzaamheidsprojecten zijn bekroond met een prijs op de Guangzhou 2019 World Ports Conference in China, tijdens de eerste IAPH World Ports Sustainability Awards.

Kennametal introduceert nieuwe generatie tangentieel schouderfrezen - techniek

Kennametal kondigt haar nieuwe Mill 4-12KT aan, de volgende generatie tangentiële schouderfrezen, die hoogwaardige oppervlakken produceert voor bijna alle toepassingen in staal en gietijzer.

Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

Het allereerste specifieke opleidingscentrum voor de farma- en biotech-industrie in Vlaanderen, ViTalent, komt op het Wetenschapspark in Niel en zou zijn deuren moeten openen in 2021.

Fluoride maakt perovskiet zonnecellen sterker

Onderzoekers van TU Eindhoven, DIFFER, Universiteit Twente en Peking University hebben ontdekt dat een beschermend fluoride-laagje zonnecellen van perovskiet een stuk stabieler maakt.

Zelfrijdende shuttlebus getest op Brussels Airport

De komende dagen maakt de shuttle van constructeur 2getthere naast de terminal enkele demonstratieritten zonder reizigers aan boord. Hierbij wordt de technologie getest in een reële omgeving.

Oprichting Flanders Future Techfund goedgekeurd

De Vlaamse Regering heeft onlangs de ontwerpstatuten van dit nieuwe Flanders Future Techfund (FFTF) goedgekeurd en trekt nu 75 miljoen euro uit voor de oprichting ervan.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners