Recente vooruitgang op het gebied van technologie en materiaalkunde heeft nieuwe kansen opgeleverd, waarbij additieve fabricage met elke dag meer aan populariteit wint. Een voorbeeld hiervan is Enigma-DED ( https://www.enigma-ded.com/), een leider op het gebied van geavanceerde additieve fabricagetechnologie. Zij gebruiken DED-technieken (Directed Energy Deposition Method) en verspreiden deze toepassing in de additieve fabricage-industrie. De revolutie die het gebruik van 3D-printers teweegbrengt in de materiaalkunde ondersteunt oppervlakkige modificatie van de mechanische eigenschappen van materialen, waardoor wetenschappers de eigenschappen, samenstelling en toepassingen van diverse materialen kunnen wijzigen. De technologie die wordt gebruikt in additieve fabricage om materialen te wijzigen en nieuwe materialen te ontwikkelen, groeit snel. De nieuwe materialen bieden onbeperkte toepassingsmogelijkheden in uiteenlopende sectoren.
Additieve fabricage heeft terecht een reputatie als één van de meest innovatieve en geavanceerde technologieën, voornamelijk vanwege haar buitengewone capaciteit en potentie om de creatie van nieuwe materialen te revolutioneren. De materiaalkunde was jarenlang beperkt in het ontwikkelen, onderzoeken en wijzigen van nieuwe materialen door het ontbreken van geschikte toepassingsmogelijkheden. Traditionele productiemethoden maakten jarenlang gebruik van een homogene benadering voor materialen. Deze benadering maakte het mengen van materialen in traditionele productieprocessen lastig. De strategieën in de nieuwe benadering binnen de traditionele materiaalkunde hebben het vakgebied geheel veranderd en nieuwe kansen geboden.
Vandaag worden er voortdurend verbeteringen en wijzigingen aangebracht aan additieve fabricage. Een belangrijk voordeel van additieve fabricage is de manier waarop deze complexe en dichte arrangementen van verschillende metalen verwerkt en de productiewerkstroom stroomlijnt. Bovendien opent de hybridisatie van metalen de deur naar innovatief engineeringmateriaalontwerp.
Neem Enigma-DED als voorbeeld van additieve productie: het kan innovatieve technische materiaalsystemen produceren, genaamd ‘functionally graded materials’, die als één geheel worden aangeleverd. Men kan op een traploze manier verschillende gradaties bereiken van belangrijke structurele en functionele eigenschappen, zoals hardheid, hittebestendigheid en thermische en/of elektrische geleidbaarheid. Bijvoorbeeld: een middenstuk kan een hittebestendige keramische kern hebben met een buitengelegen flexibele metalen laag. Deze gepersonaliseerde ontwerpaanpak voldoet aan extreme en gespecialiseerde technische doelen, zoals in de lucht- en ruimtevaartindustrie en in medische hulpmiddelen, met name bij lichtgewicht, sterke en biocompatibele metalen. Additieve productie stelt ons in staat om te ontsnappen uit de beperkingen van traditionele productieprocessen en materialen.
Het ontwerp en de iteratieve processen die gepaard gaan met de ontwikkeling van een nieuw technisch materiaal zijn vaak complex en arbeidsintensief. Meestal bestaan deze processen uit lange productontwikkelingscycli, die overladen zijn met tijdrovende activiteiten en arbeidsintensieve fasen. Additieve fabricage elimineert deze tijdsverspilling en arbeidsintensieve fasen via snelle prototyping- en op-aanvraag-testprocessen, waardoor de werkwijze extreem productief wordt.
Bij Enigma-DED gebruiken we additieve fabricage om de prestaties van nieuwe metalen of keramische materialen in slechts enkele dagen – in plaats van weken – te testen, en dit doen we in kleine productiebatchen. We testen de materiaaleigenschappen op treksterkte, corrosieweerstand en thermische stabiliteit. Bovendien kunnen we snel aangepaste samenstellingen van materialen modelleren en produceren.
Deze mogelijkheid tot snelle herhaling helpt ontwerpgebreken vroegtijdig te identificeren en efficiënte wijzigingen aan te brengen. Met behulp van geavanceerde 3D-printtechnologieën, zoals de DED-technologie van Enigma-DED, wordt de tijd die nodig is voor een volledige cyclus van materiaalontwikkeling aanzienlijk verkort. Weggegooid prototypemateriaal leidt tot verlies van grondstoffen, maar dit wordt door 3D-printen tot een minimum beperkt, wat ook de totale kosten van de materiaalontwikkelingscyclus verlaagt.
De prestatie van een materiaal is het resultaat van een combinatie van factoren: zijn eigenschappen, zijn structuur en de architectuur van die structuur op micro- en rooster-schaal. Met deze kennis gebruikt Enigma-DED 3D-printing om metalen 3D-printsystemen te ontwerpen en te produceren die de eindgebruiker kan besturen, waardoor materialen ontstaan. Door deze controle kunnen we geavanceerde en complexe microstructuren creëren met gebonden korrels die de sterkte met 30% verhogen ten opzichte van metalen die zijn vervaardigd met traditionelere methoden.
Een van de belangrijkste voordelen van additieve fabricage is de mogelijkheid om de porositeit van metalen structuren te beheersen. Additieve fabricage kan bijvoorbeeld sterke, lichtgewicht metalen produceren met zeer kleine, uniform verdeelde poriën — een eigenschap die gewenst is in de automobiel- en lucht- en ruimtevaartsector. Metalen structuren kunnen echter ook volledig massief worden ontworpen, wat nuttig is voor medische implantaten en lucht- en ruimtevaartcomponenten die volledig afgesloten moeten zijn. Deze controle over de porositeit verbetert de prestaties en functionaliteit van een materiaal. Lichtgewicht, sterke en veerkrachtige structuren, vervaardigd voor klanten van Enigma-DED, illustreren deze voordelen.
Enigma-DED maakt gebruik van additieve fabricage die afval vermindert. Bij traditionele fabricage gaat materiaal bij elke stap van het proces verloren. Het materiaalafval van Enigma-DED doet de kosten stijgen.
In tegenstelling tot andere soorten materiaaltesten bedraagt het afvalpercentage bij de testmethode van Enigma-DED minder dan 5%. Andere testmethoden hebben afvalpercentages van 50% of meer. Traditionele methoden verspillen veel materiaal, met name dure elementen zoals titaniumlegeringen en geavanceerde keramieken. De Enigma-DED-methode bespaart geld en andere hulpbronnen door teststukken na afloop van de tests te verwijderen.
Bovendien verloopt de overgang van prototyping van nieuwe metalen of keramieken naar massaproductie via additieve fabricage vlotter. Er is een consistente en uniforme materiaalgebruik. Er is geen behoefte om materiaalbehoeften te overschatten om inefficiënties te compenseren. Bijvoorbeeld bij de productie van nieuwe titaniumlegeringen voor luchtvaartcomponenten is geen additieve fabricageproces vereist om materialen te bewerken. Dit draagt bij aan de ontwikkeling van nieuwe materialen en verlaagt de totale kosten voor onderzoekers.
Superallegeringen, metalen en brosse keramieken zijn geavanceerde materialen. Lange tijd moesten gespecialiseerde toepassingen met geavanceerde materialen op de traditionele manier worden verwerkt. Additieve fabricage verandert nu de manier waarop mensen geavanceerde materialen verwerken.
Enigma-DED gebruikt additieve fabricage voor het verwerken van brosse keramieken—materialen die meestal barsten tijdens normale bewerkingsprocessen. Door optimale temperatuurregeling, laagsgewijs printen en barstpreventiemechanismen lost additieve fabricage dit probleem op, waardoor brosse keramieken nu kunnen worden gebruikt.
Bovendien stelt additieve fabricage ook het ontwerpen en produceren van stralingsbestendige metalen voor de nucleaire industrie en hittebestendige superlegeringen voor de lucht- en ruimtevaart in staat. In de nucleaire industrie wordt verwacht dat metalen langdurig standhouden tegen zware straling, terwijl superlegeringen die in de lucht- en ruimtevaart worden gebruikt hun structurele integriteit moeten behouden tijdens hoge-temperatuurprocessen en extreme weersomstandigheden moeten doorstaan. Additieve fabricage lost een breed scala aan problemen op bij de productie van gespecialiseerde materialen en pakt uitdagingen aan die al jaren bestaan op diverse gebieden, zoals de lucht- en ruimtevaart en de productie van medische apparatuur.
Actueel nieuws2025-06-30
2025-07-04
2025-07-01
EN
