Koninklijke Marine, Ultimaker en Covestro testen sterkte van 3D-geprint onderdeel door 12-tons tank op te tillen

De sterkte van een materiaal wordt meestal getest door ingenieurs met behulp van een trekbank. Een klein monster wordt afgedrukt en onder een grote kracht geplaatst. De kracht die wordt geprojecteerd op het gebied gedeeld door het gebied van de centrale doorsnede op het moment van breken, zal zijn kracht uitdrukken.

Maar Ultimaker, CovestroEn dit Koninklijke Nederlandse Marine We besloten een onconventionele aanpak te volgen om te begrijpen hoe sterk 3D-geprinte onderdelen kunnen zijn. Ze wilden iets zwaars tillen. Toen het erop aankwam om te beslissen wat voor zwaar hijswerk moest worden gedaan, was het de Koninklijke Marine die de vraag stelde: “Waarom geen pantservoertuig?”

Om een ​​zwaar voertuig op te tillen met behulp van een 3D-geprint onderdeel, moeten ingenieurs eerst de hardware analyseren. De Koninklijke Marine beschikte over een speciale hijstank die met twee te openen stalen ringen aan een kraan werd bevestigd en kabels aan het geheven voertuig. Er is een lange O-vormige verbinding nodig om de twee metalen ringen te verbinden en de tank omhoog te brengen.

Na het importeren van de geometrie van de stalen ringen in CAD-software, kon Ultimaker application engineer Lars de Jong een eerste ontwerp voor de connector maken. Om het ontwerp te laten werken, vereist een standaard 3D-print voor de verbinding een platte kant en moeten de krachten worden afgedrukt met de laaglijnen in dezelfde richting als het onderdeel. Het op elkaar inwerkende oppervlak van het onderdeel en de metalen ringen moet zo groot mogelijk zijn om de krachten gelijkmatig te verdelen.

Ingenieurs hadden een zeer sterk materiaal nodig dat korte piekkrachten kon opvangen. Ze keken naar de UltiMaker Marketplace, die honderden producten heeft, elk met unieke eigenschappen, en kozen voor de Adigy F1030 CF10 van Covestro, die aan de gestelde eisen voldeed. Het is een op nylon gebaseerd polymeer dat is geladen met koolstofvezel en kan worden bedrukt met de Ultimaker S5 en CC Print Core.

Voordat een zwaar voertuig wordt opgetild, moeten ingenieurs de berekende sterkte van het onderdeel fysiek verifiëren. Er zijn twee ontwerpen ontwikkeld voor twee maten. De eerste schakel van 1 kg kan 12 ton dragen. De tweede, met een gewicht van 3 kg, kon 38 ton dragen.

De tests werden uitgevoerd met een industriële trekbank die eigendom is van de marine ter plaatse en die een kracht tot 343 kilonewton op een materiaal kan uitoefenen.

Het verschil tussen de experimentele resultaten en de gesimuleerde aantallen is gemiddeld slechts ongeveer 1% korting. Dit maakte de workflow nauwkeurig, time-to-market winstgevend en verhoogde efficiëntie.

Na maanden van ontwerpen, printen, testen en plannen was het tijd voor actie. Op een Nederlandse militaire basis in het zuiden van Nederland, 13^E Assisteerde de teams van de Light Rhino Brigade met hun gepantserde bergingsvoertuig. De Leopard 2 “Buffalo” is uitgerust met een kraan aan de voorkant en is ontworpen om zware voertuigen zoals vrachtwagens en gevechtstanks te bergen.

Als warming-up werd het hulpstuk van 1 kg gebruikt om een ​​militaire versie van een Mercedes-jeep van twee ton op te tillen. Dit voertuig kon gemakkelijk worden weggesleept.

Vervolgens werd tussen de gepantserde tank M113 en de Buffalo-kraan een met koolstofvezel versterkte verbinding van 2 kg geplaatst. Metalen ringen werden op hun plaats geklemd en vier kabels werden vanaf de onderste haak aan het voertuig bevestigd. Het voertuig van 12 ton werd langzaam opgetild en opgehangen aan een 3D-geprinte link. De buffel bewoog zich in verschillende richtingen en de verbinding hield perfect stand.

In september vond de fusie tussen Ultimaker en MakerBot Het zag beide bedrijven een nieuwe naam aankondigen waaronder ze zouden opereren Ultimaker.

In augustus werd de additive manufacturing-activiteit van Covestro overgenomen StratasysDe integratie in het bedrijf zal naar verwachting begin volgend jaar plaatsvinden.

Wil je overleggen? Doe mee aan het gesprek Additive manufacturing is een wereldwijde sociale paradox.

Uw Gratis printabonnement Voor TCT-magazine.