MELD Manufacturing CEO Nanci Hardwick over een revolutie in de productie van metaaladditieven

MELD Manufacturing Corporation is een pionier op het gebied van een radicaal nieuwe technologie die het 3D-printen van metalen mogelijk maakt zonder te smelten. Na een decennium van ontwikkeling met Aeroprobe, werd MELD in het voorjaar van 2018 een dochteronderneming en introduceerde in april 2018 zijn grootschalige B8-machine. De B8 daagt het conventionele 3D-printen van metaal met poederbed uit door gebruik te maken van een solid-state fabricageproces op basis van wrijvingsroerlassen. Door metaal te verbinden met wrijving en druk (in plaats van met hitte) ontgrendelt MELD een groot aantal unieke voordelen.

Visie achter MELD-productie

MELD is een klein bedrijf, gerund door een vrouw, dat vorig jaar in Virginia werd opgericht. Het ontving in 2018 de prestigieuze R&D 100 Award – een internationale wedstrijd die de 100 meest innovatieve producten ter wereld erkent. Onze missie is om een ​​revolutie teweeg te brengen in de productie en de reparatie van het onherstelbare mogelijk te maken. In tegenstelling tot veel AM-bedrijven die zich uitsluitend richten op het maken van onderdelen, omvat de aanpak van MELD materiaalselectie, additieve productie en reparatie na de productie, waardoor ontwerpers onderdelen vanaf de grond af kunnen bouwen voor optimale prestaties.

Hoe MELD-technologie werkt

De kerninnovatie van MELD is het solid-state proces. In tegenstelling tot traditionele AM-methoden waarbij metaal wordt gesmolten, gebruikt MELD een roterend hol gereedschap om extreme druk en wrijving uit te oefenen op zowel het voedingsmateriaal als het basismateriaal. Hierdoor worden de materialen plastisch vervormd, waardoor ze samen kunnen worden ‘geroerd’ – een additief wrijvingsroerproces. De korrelstructuur is verfijnd, wat superieure sterkte, corrosieweerstand en impactvermoeidheid oplevert. Omdat het proces plaatsvindt onder de smelttemperatuur, kan MELD poeders, vlokken, spanen en massieve staven verwerken zonder strenge materiaalspecificaties, in tegenstelling tot veel AM-systemen waarvoor eigen grondstoffen nodig zijn.

MELD werkt in een open atmosfeer, waardoor er geen vacuüm- of inerte gasafscherming nodig is. Dit verlaagt de kosten, verhoogt de veiligheid en maakt het proces milieuvriendelijk. Het maakt ook naadloze schaalbaarheid naar grote onderdelen mogelijk – van cruciaal belang voor toepassingen zoals reparaties aan schepen, ruimtevaartuigen en bruggen – zonder de beperkingen die worden opgelegd door systemen met gesloten kamers.

Het stroomverbruik is laag omdat er geen lasers worden gebruikt en de afzettingssnelheden hoog zijn. Afgewerkte onderdelen zijn volledig dicht, waardoor nabewerkingsstappen zoals heet isostatisch persen (HIP) of sinteren overbodig zijn.

MELD vergelijken met andere Metal AM-methoden

Elke metalen AM-technologie heeft zijn niche. De onderscheidende kenmerken van MELD zijn het solid-state karakter, de werking in de open lucht en de ongeëvenaarde materiaalveelzijdigheid. Het kan zeer grote onderdelen bouwen of repareren, slijtvaste of ballistische coatings toevoegen en bestaande componenten aanpassen. Het lage-warmteproces resulteert in minimale restspanning, wat vooral waardevol is voor lucht- en ruimtevaart- en auto-onderdelen die een nauwkeurige geometrie en structurele integriteit vereisen.

MELD maakt ook in-situ legeringen en metaalmatrixcomposietfabricage mogelijk – een voordeel voor snelle prototyping van nieuwe materiaalsamenstellingen. Bovendien heeft de technologie het vermogen bewezen om machinechips te recyclen tot afgewerkte onderdelen, waardoor de groene reputatie wordt versterkt.

Industriële impact van 3D-printen met metaal

Metaaladditieve productie biedt kostenbesparingen, prestatieverbeteringen, verminderde logistiek en de mogelijkheid om componenten ter plaatse te repareren. Deze voordelen zijn van toepassing in vrijwel elke sector die metaal gebruikt bij de productie. De flexibiliteit van MELD, die een breed spectrum aan materialen en onderdeelgroottes kan verwerken, maakt het vooral aantrekkelijk voor sectoren variërend van de lucht- en ruimtevaart tot de energieopwekking.

Huidige staat en toekomstige vooruitzichten van Additive Manufacturing

We staan aan het begin van een nieuw tijdperk en gaan van Industrie4.0 naar Industrie5.0. De komende vijf jaar zal er een verschuiving plaatsvinden van rapid prototyping naar geïntegreerd materiaalontwerp en prestatieoptimalisatie in de ontwerpfase. Door materiaaleigenschappen, zoals plaatselijke taaiheid of sterkte, vanaf de conceptfase te evalueren en aan te passen, kunnen we het volledige potentieel van AM ontsluiten.

Belangrijke uitdagingen voor bredere adoptie

De grootste barrière is het gebrek aan interne expertise. Veel bedrijven vertrouwen de AM-strategie toe aan individuen wier primaire verantwoordelijkheden elders liggen. Het versnellen van de adoptie vereist toegewijde interne kampioenen en strategische toewijzing van middelen.

Bedrijfsgrootte versus AM-expertise

Grootte bepaalt niet de mogelijkheden. Kleine bedrijven kunnen snel handelen en gedurfde beslissingen nemen, terwijl grotere organisaties te kampen hebben met traagheid. De cruciale factor is het vermogen om veranderingen te omarmen en AM-oplossingen snel in te zetten.

Aan de slag met 3D-printen met metaal

Begin met het beoordelen van de productgrootte, materiaalvereisten en prestatiecriteria. Stem deze af op de mogelijkheden van de beschikbare AM-processen. Zodra de basisprincipes onder de knie zijn, breiden de mogelijkheden voor kosten-, tijd- en gewichtsbesparingen zich exponentieel uit. Opleiding en praktijkervaring zijn de beste drijfveren.

Wat ons te wachten staat voor de productie van MELD

MELD richt zich op Industry5.0 door materiaalkunde, mechanische en elektrotechniek en ontwerpaanpassing samen te voegen. Aankomende initiatieven zijn onder meer een machineplatform met een grotere bouwruimte, een gecertificeerd trainingsprogramma voor operators en een onderzoeksconsortium om innovatie te versnellen.

Vrouwen in 3D-printen

Tijdens een recent Women in Manufacturing-evenement georganiseerd door Volvo Trucks heb ik benadrukt dat vrouwen moed, samenwerking en veerkracht in het veld brengen. De inclusieve cultuur van MELD moedigt iedereen aan die bereid is een kans te wagen om zich bij deze transformatieve technologie aan te sluiten.

Ga voor meer informatie over MELD Manufacturing naar meldmanufacturing.com .