3D-metaalprinter is een game changer
Laag voor laag groeit een nieuw onderdeel uit het niets. De metaalprinter zoemt onverstoorbaar, terwijl de laser een dunne laag poeder versmelt tot metaal. Het lijkt misschien futuristisch. Maar bij 981 Squadron Componentonderhoud van het Air Support Command is het inmiddels dagelijkse realiteit. En bovenal gecertificeerde luchtvaartrealiteit.
Tekst: André Twigt | Foto’s: Lex van Lieshout
“Dit is exact wat het zo bijzonder maakt,” zegt Leo Voorhout, hoofd Productie Engineering. “3D-metaalprinten bestaat al langer, maar het toepassen in een luchtvaartomgeving betekent voldoen aan strenge luchtwaardigheidseisen. Dat certificeren is ons inmiddels gelukt. Daarmee hebben we een enorme stap gezet.”
‘Vrijwel elk onderdeel repareren of produceren’
Van eenvoudig naar complexe vormgeving
In de afgelopen jaren start het squadron met het maken van relatief eenvoudige metalen onderdelen. Intussen groeit de kennis en wordt de technologie verfijnder. “We maken de sprong van simpel naar complex,” vertelt Voorhout. “Als we die volledige kennislijn beheersen, kunnen we uiteindelijk vrijwel elk onderdeel repareren of produceren binnen de luchtvaartnormen.” Voor Defensie is dat een grote winst. Onderdelen die nauwelijks leverbaar zijn, niet meer worden gemaakt of extreem complexe vormen hebben, kunnen nu in Woensdrecht alsnog worden gerepareerd of geproduceerd. “In zulke gevallen is 3D-printen een uitkomst.”
Laagje voor laagje
Wie denkt dat een 3D-metaalprinter lijkt op de hobbyprinter uit de elektronicabrochures, heeft het mis. De huidige machine, gebouwd door fabrikant EOS, werkt op basis van powder bed fusion. Het proces begint bij een digitaal ontwerp. “Daarvan maken we een bestand dat de printer begrijpt. Uit een bak met metaalpoeder, aluminium, staal of zelfs exotische legeringen smelt een laser het model laagje voor laagje tot een solide component.” De onderdelen kunnen variëren van millimeters klein tot 40 bij 40 centimeter, de maximale afmetingen van de huidige bouwplaat. “De komende jaren komt er een grotere en geavanceerdere printer bij, waardoor we meerdere tegelijk en ook grotere componenten kunnen produceren.
Van gereedschap tot F-16-klep
De eerste successen zijn er. Zo produceerde het 3D-team van Voorhout specialistisch gereedschap, kleppen voor onder meer de F-16 motor en steunen en beugels voor toepassing in de Chinook. Naast nieuwe onderdelen printen is het ook mogelijk om reparaties uit te voeren. Uiteraard gebeurt dat binnen het strakke kader van de luchtvaartregelgeving. “Vanwege het patentrecht mogen we officieel geen complete componenten namaken, maar bestaande onderdelen mogen we wel repareren. Als er bijvoorbeeld een scheur zit in een spant kunnen we een 3D-geprinte versterking plaatsen. Daarmee herstellen we de sterkte van het onderdeel op zogezegd luchtwaardige wijze.”
‘Je zet dit niet even in een missiegebied neer’
Civiel-militaire samenwerking
Voorhout legt uit dat het dossier van elke print voor beoordeling naar het Commando Materieel en IT (COMMIT) en de Militaire Luchtvaart Autoriteit gaat. Hierin zijn materiaaldata, sterktes, procesinstellingen en testrapportages opgenomen. Pas na goedkeuring mag het onderdeel daadwerkelijk de lucht in.
Bij de 3D-metaalproductie voor Defensie werkt de luchtmacht intensief samen met civiele partner Aeronamic. “Zij gebruiken vergelijkbare technologie en voeren werkzaamheden uit voor de F-35. Door kennis te delen, versterken we elkaar.” Daarnaast is er intensieve interactie met het Defence Space Security Center van de luchtmacht, het NLR, TNO, de TU Delft en andere krijgsmachtdelen. De technologie kan in principe ook bij landmacht en marine worden ingezet, al vraagt metaal printen voorlopig nog om een gecontroleerde laboratoriumomgeving. “Je zet dit niet even in een missiegebied neer. Over een aantal jaar misschien, maar nu nog niet.”
Voorrang
De vraag naar 3D-metaalprintcapaciteit groeit. Niet alleen binnen de luchtmacht, maar ook bij de andere operationele commando’s en NAVO-partners. “Ons eerste doel is uiteraard het ondersteunen van de Commandant Lucht- en Ruimtestrijdkrachten,” zegt Voorhout. “Maar we helpen ook collega’s van andere krijgsmachtdelen en NAVO-bondgenoten. We ondersteunen bijvoorbeeld al landen in Oost-Europa bij specifieke werkzaamheden aan hun F-16’s.” Wie er voorrang krijgt in drukke tijden? “Dat ligt boven mijn niveau,” zegt Voorhout met een glimlach. “Maar één ding staat vast: we helpen altijd waar nodig.”
Printen aan de toekomst
Wat begon als een innovatieve proefopstelling groeit nu uit tot een volwaardig productie- en reparatieproces Met nieuwe machines onderweg en steeds complexere toepassingen in ontwikkeling staat 981 Squadron aan de vooravond van een technologische sprong. “Als je eenmaal ziet wat deze technologie kan, dan is dit pas het begin”, Voorhout kijkt vooruit. “We zijn niet alleen onderdelen aan het printen. We zijn de toekomst van luchtvaartonderhoud samen met onze partners aan het vormgeven.”
Meer zien over de 3D-metaalprinter? Bekijk dan dit item van het Defensiejournaal van Annelies Rijnbeek en adjudant Steve Iseger.
