NLR heeft onlangs een metalen compressorwiel van een microturbine geproduceerd d.m.v. 3D printing en succesvol getest tot 200.000 omwentelingen per minuut. Hiermee heeft NLR een eerste stap gezet richting het 3D printen van roterende componenten. Het 3D printen van roterende componenten vormt een uitdaging omdat deze componenten tijdens gebruik kritisch belast worden.
NLR heeft een bestaand compressorwiel opgemeten met een 3D optische scanner en vervolgens met speciale software herontworpen. Het herontwerp was gericht op printbaarheid en gewichtsreductie en niet op een aerodynamische verbetering. Tijdens het herontwerp zijn de spanningsniveaus als gevolg van de gewichtsreductie doorgerekend voor de gebruikscondities.
Het herontwerp is geprint in een titaan legering. Na warmtebehandeling, mechanische nabewerking en balancering is het geprinte compressorwiel getest in de bij NLR aanwezige microturbine testopstelling bij een toerental van 200.000 omwentelingen per minuut en een temperatuur van ongeveer 150°C. De systeemprestaties van het 3D geprinte compressorwiel bleken vergelijkbaar met die van het origineel. Hiermee heeft NLR bruikbare kennis opgedaan met het herontwerpen van een bestaand roterend onderdeel en het 3D printen hiervan.
Met het 3D geprinte compressorwiel heeft NLR een nieuwe stap gezet op het gebied van additive manufacturing. Nadat eind 2016 een statisch belast onderdeel voor de NH-90 helicopter is geproduceerd, is nu een volgende stap gezet door 3D printing toe te passen voor een roterend en kritisch belast onderdeel. De 3D scanning en printing capability van NLR is geconcentreerd in het Metal Additive Manufacturing Technology Centre- MAMTeC van NLR in Marknesse. Dit centrum beschikt naast een poederbedmachine over test- en modelleercapaciteit en is daarmee hét onderzoekscentrum voor het 3D printen van metalen in Nederland.
Met behulp van 3D printen kunnen vliegtuigonderdelen sneller vervaardigd worden en kan er op onderhoudskosten bespaard worden. Daarnaast kan 3D printen een bijdrage leveren aan gewichtreductie van vliegtuigen, waardoor vliegtuigmaatschappijen hun brandstofverbruik en daarmee schadelijke emissies kunnen reduceren.
