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

Plastic bekers worden gerecycleerd tot zitbank

Elektromotor volledig in 3D geprint

Mijlpaal: Materialise krijgt FDA Clearance voor 3D-printsoftware

Nieuwe tool voor configuratie slijtvaste kunststof tandwielen

Onderzoek: voorkomen dat 3D-geprinte muren inzakken of omvallen

Ruimte-elektronica, nu ook 3D geprint - artikel

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Expert in lean en productiemanagement: productieplanning

SBM Gent

van 28/02/2018 tot 5/09/2018

Club onderhoudsmanagers

Mercure Hotel - Roeselare

van 19/03/2018 tot 26/11/2018

Expert in onderhouds­management - modulair programma

Bluepoint Antwerpen

van 19/04/2018 tot 22/11/2018

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

MGH Antwerpen

donderdag 6 september 2018

Inleiding in de machinebouw

Zwijnaarde (Gent)

van 10/09/2018 tot 3/12/2018

Saltex 2018

Messe Dornbirn

van 12/09/2018 tot 13/09/2018

Engineeringnet Mobile



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

Tip: maak zelf een sneltoets op de startpagina van je smartphone. Voor Android: “Sneltoets Startpagina” of "Toevoegen aan startscherm". Voor iPhone: “Zet in beginscherm”.

Meest gelezen nieuws

Haven Gent en Zeeland Seaports fuseren tot North Sea Port

Logistieke oplossingen gezocht voor hoge kosten leeggoed

LRM investeert 250.000 euro in fietsleasing-bedrijf

Vorig jaar 25% meer warmtepompen geïnstalleerd

40% meer ruimte voor groene energie dankzij slimme netten

Ecochem investeert 10 miljoen in uitbreiding Willebroekse fabriek (+video)

Keuze van de redactie

(9/8) Spam blijft favoriete techniek van cybercriminelen

(7/8) AB InBev wil duurzaamheids-uitdagingen aanpakken via 100+ Accelerator

(6/8) Veldproeven met 5G in autoproductie gestart

(26/7) ArcelorMittal realiseert All Weather Terminal in North Sea Port

(12/7) North Sea Port maakt klimaatambities waar met buisleidingen

(11/7) Groeiende waterrisico’s opvangen met ’Internet of Water’

>> 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...

Eplan Data Portal: de weg naar de ideale set apparaatgegevens - techniek

De beschikbaarheid van digitale apparaatgegevens vormt de sleutel tot efficiënte engineering. De grootste uitdagingen zijn zowel de gegevenskwaliteit als de omvang van deze gegevens.

Derde proefboring diepe geothermie op Balmatt-site afgerond

Eind juli heeft Smet-Daldrup de derde boring in Mol-Donk succesvol afgerond. De put heeft een lengte van maar liefst 4.905 meter en is tot op een verticale diepte van 4.235 meter geboord.

Hot topic op Valve World Expo 2018: gasopslag-installaties

Omdat hernieuwbare energie steeds meer aan belang wind in Europa, zal er om pieken op te vangen steeds vaker gebruik van gas gemaakt worden om elektriciteit te produceren.

AB InBev wil duurzaamheids-uitdagingen aanpakken via 100+ Accelerator

AB InBev nodigt academici, ondernemers, wetenschappers en technologen uit om deel te nemen aan de 100+ Accelerator om enkele wereldwijde duurzaamheids-vraagstukken op te lossen.

Duitse Bank KfW wordt partner van Elia in 50Hertz

Elia heeft de laatste 20% aandelen van IFM in Eurogrid gekocht. De bijkomende participatie zal onmiddellijk verkocht worden aan Duitse staatsbank Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW).

Bezoek de Staübli Robotics Days - uitnodiging

Tijdens de Stäubli Robotics Days worden bezoekers vergast op interessante lezingen maar ook kunnen ze er talrijke democellen en een ruim gamma robotica randapparatuur aan de slag zien.

Veldproeven met 5G in autoproductie gestart

Audi en Ericsson gaan 5G technologie proefdraaien in de autoproductie. Ze onderzoeken hoe ver ze met de draadloze 5G kunnen als toekomstbestendige communicatietechnologie.

GeoSea voltooit installatie ‘suction bucket jackets’ voor Duits windpark

Eind juli landde de laatste ‘suction bucket jacket’-fundering op de zeebodem van het Duitse offshore windturbinepark Borkum Riffgrund 2. Het einde van de installatie van 20 funderingen.

Partners