Prenormatief onderzoek: WAAMMEC : Wire Arc Additive Manufacturing: Lasbaarheid en mechanische eigenschappen van structurele componenten

Laatst gewijzigd: 
28-01-2020

Het Belgisch Instituut voor Lastechniek en UGent zullen een prenormatief project opstarten over Wire Arc Additive Manufacturing. In dit project zal data gegenereerd worden over kwaliteitseisen, parameterinstellingen, mechanische eigenschappen (statisch alsook vermoeiing), geometrische kenmerken aanbevelingen voor beproevingen voor WAAM geprinte stukken. Dit zal dienen als input voor de EN of ISO normeringen.

 

Additive Manufacturing vormt een essentiële schakel binnen Industrie 4.0. Vlaanderen is één van de koplopers op het gebied van Metal Additive Manufacturing, ofwel het 3D-printen van metalen onderdelen. Een kansrijke technologie die in Vlaanderen echter sterk onderbelicht is, is Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Met deze techniek kunnen metalen onderdelen met behulp van een standaard lasrobot worden opgebouwd uit lasdraad.

WAAM kan, net als andere 3D-printtechnieken, worden ingezet voor het produceren van unieke stukken, kleine series of prototypes. Onderdelen met een complexe (interne) geometrie of producten die uit meerdere materialen bestaan, kunnen door middel van 3D-printen efficiënter vervaardigd worden dan met conventionele processen. WAAM maakt gebruik van standaard lasrobots. Een lasrobot kan meerdere kilo’s materiaal per uur lassen, waardoor grotere onderdelen kostenefficiënter en sneller geproduceerd kunnen worden dan met andere 3D-printtechnieken (meestal op basis van poeder). Bijkomend voordeel is dat bedrijven hun bestaande investering in een lasrobot beter kunnen laten renderen, doordat de robot ingezet kan worden voor 3D-printwerk op momenten dat hij anders stil zou staan (‘s nachts, weekends).

Voorbeeld van een stuk geprint met WAAM 

Voorbeeld stuk geprint met WAAM

Doel van het project

De voornaamste doel van het onderzoeksproject is het genereren van data aangaande:

  • kwaliteitseisen,
  • parameterinstellingen,
  • mechanische eigenschappen (statisch alsook vermoeiing),
  • geometrische kenmerken
  • aanbevelingen voor beproevingen voor WAAM geprinte stukken

Dit zal dienen als input voor de EN of ISO normeringen.

De resultaten zullen vervat worden in een technisch rapport waarnaar verwezen zal worden vanuit de normen:

  • ISO 17296-3: Additive manufacturing — General principles — Part 3: Main characteristics and corresponding test methods
  • AWS D20.1: sSpecification for fabrication of metal components using additive manufacturing

Een andere doelstelling van het project is het formuleren van aanpassingen voor een aantal toepassingsnormen voor structurele componenten, zoals bijvoorbeeld :

  • Staalconstructies EN 1090-2 en Eurocode 3 (wetgeving CPR 305/2011/EU)
  • Drukvaten prEN 13455-14: Unfired pressure vessels – Part 14: Additional  requirements for pressure equipment and pressure components fabricated with additive manufacturing methods (wetgeving PED 2014/68/EU)

Projectomschrijving

Hoe kan dit project voor jullie een meerwaarde betekenen ?

Het project zal helpen bij de verdere verspreiding van deze innovatieve 3D print technologie. Het creëren van een normatief kader zal drempelverlagend werken voor het implementeren ervan in de industrie. Dit project zal bedrijven op vele manieren een aanzienlijk concurrentievoordeel verschaffen: 

  • versneld maken en aanpassen van prototypes
  • “one-off” producten zoals gietstukken of kleine series 
  • reparaties/herstellingen
  • reduceren van conventioneel frees- en draaiwerk

Industriële cases

Het proces zal gevalideerd worden voor een aantal representatieve industriële materialen (o.a. staal). Dit onderzoeksproject zal zeer toepassingsgericht zijn, wat zal resulteren in een beter inzicht in de flexibiliteit van het proces en waardoor een snelle en vlotte industriële implementatie mogelijk zal zijn.

Op dit ogenblik zijn voor de ontwerpingenieur nog maar weinig data beschikbaar inzake de mechanische eigenschappen (in het bijzonder de vermoeiingseigenschappen) en de te verwachten las- en printkwaliteit voor een bepaalde toepassing. Dit verhindert de verdere implementatie van het 3D WAAM proces in de industrie. 

Concreet zijn we op zoek naar bedrijven die willen participeren in de begeleidingsgroep.

  • Bedrijven/machinebouwers/constructeurs die gebruik maken van het metaalprinten
  • Bedrijven met interesse in metaalprinten.
  • Leveranciers van machines, software en toebehoren (gas, draad, poeders).

Wat houdt dergelijk engagement in ?

  • U stuurt mee het onderzoek en bepaalt de richting van de te onderzoeken zaken.
  • U definieert de industriële case studies/materialen, die uitgewerkt zullen worden in het project.
  • U ontvangt alle projectresultaten.
  • Als lid van de begeleidingsgroep neemt u deel aan diverse overlegmomenten (max. 2 keer per jaar). Het project loopt gedurende 2 jaar

Input gevraagd

Om vanuit de subsidiërende overheid (FOD Economie) groen licht te krijgen en om dit project effectief vorm te geven hebben wij uw input als geïnteresseerd of belanghebbend bedrijf nodig. Bent u van mening dat dit proces een aanwinst is voor de industrie, of zou kunnen toegepast worden op materialen of producten in uw bedrijf, deel dan uw visie en help ons het nieuwe project te definiëren door ons het interesseformulier terug te bezorgen (mail / fax /...). 

Download hier het interesseformulier (terug te bezorgen voor 10 febr. !)

Contact

Heeft u interesse of wenst u meer informatie, contacteer Wim Verlinde :