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

Trideus brengt 3D printing naar Autosalon

Robotisch 3D-geprinte vervormbare materialen getest

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

Plastic bekers worden gerecycleerd tot zitbank

Elektromotor volledig in 3D geprint

Mijlpaal: Materialise krijgt FDA Clearance voor 3D-printsoftware

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Club Logistiek & Supply Chain Managers

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

van 19/09/2018 tot 30/04/2019

Facility manager: 10 aparte modules

Zwijnaarde (Gent)

van 1/10/2018 tot 27/06/2019

Kwaliteitscoördinator

SBM Kortrijk

van 9/10/2018 tot 28/05/2019

Expert in onderhoudsmanagement

Zwijnaarde (Gent)

van 11/10/2018 tot 25/04/2019

Club Productiemanagers

Mercure Hotel Roeselare

van 17/10/2018 tot 4/09/2019

Club Continu Verbeteren

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

van 22/10/2018 tot 11/09/2019

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”.

Keuze van de redactie

(17/1) Aldi bouwt duurzaamste Belgisch distributiecentrum

(16/1) INEOS gaat 3 miljard euro investeren in Antwerpse haven

(15/1) België blijft Europees leider op gebied van celtherapie

(14/1) Warmtenet krijgt slimme warmtecontrollers

(10/1) Magnetische steigerankers ontwikkeld voor slim en veilig onderhoud

(9/1) Nederlands-Vlaams initiatief voor hergebruik van aluminiumslib

>> 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...

VEB gaat nadruk leggen op klimaatdoelstellingen

In de nieuwe samen­werkings­overeen­komst tussen Vlaanderen en het VEB wordt het strategisch kader voor 5 jaar vastgelegd. Klimaat­doel­stellingen krijgen hierin een centrale rol.

Mazaro neemt een volgende versnelling - artikel

“We focussen vooral op grotere brandstofbesparing en dito vermindering van de CO2-uitstoot”, zegt Filip De Mazière, bedrijfsleider van Mazaro, dat automatische transmissies ontwikkelt.

SPIE ICS gaat voor Internet of Things

Systemat, dat vorig jaar in april overgenomen werd door SPIE, heet voortaan SPIE ICS. Het is de bedoeling de ICT-expertise van de eerste te combineren met de technische vakkennis van SPIE.

Ontwerpstudie voor cirkelversneller van 100 kilometer omtrek op CERN

In de Future Circular Collider (FCC)-versneller kunnen deeltjesbundels op elkaar worden geschoten met tot bijna 10 keer meer energie als het maximum van de huidige LHC-versneller.

FIT nomineert naar jaarlijkse gewoonte buitenlandse investeerders

Flanders Investment & Trade (FIT) richt opnieuw de schijnwerpers op buitenlandse bedrijven met opvallende inves­terings­projecten in Vlaanderen. Er zullen 3 trofeeën uitgereikt worden.

Bouw apps zonder programmeren met innovatieve VUB tool

DISCOPAR is een nieuwe visuele programmeertaal, waarmee burgers op een gebruiksvriendelijke website makkelijk een app voor een eigen citizen science project in elkaar kunnen knutselen.

Haven Zeebrugge verwerkte vorig jaar 40,1 miljoen ton goederen

Voor de Haven van Zeebrugge is dit een stijging van 8% ten opzichte van 2017, wat voornamelijk is toe te schrijven aan de voor Zeebrugge belangrijke sectoren roll-on/roll-off en LNG.

Helikopter wordt drone - artikel

Sagita Helicopter verraste toen het in 2013 een model van zijn ‘Sherpa’ tweezitter toonde op ware grootte tijdens de luchtvaarshow in Le Bourget. Prototypevluchten waren gepland voor 2015.

Partners