Zweedse Maritieme Robotica (KTH)

Probleembeschrijving:

Onze klant SMarc – Zweeds Maritiem Robotica Centrum bij KTH Koninklijk Instituut voor Technologie nam contact met ons op voor hulp bij het 3D-printen van de neuskegel voor hun onderwatervoertuig. De neus van deze robot bevatte bevestigingen voor camera's en andere zeer kostbare meetapparatuur. Hierdoor was dit onderdeel van de robot geometrisch zeer complex en moesten er hoge tolerantie-eisen worden gesteld. Eerdere prototypes werden gefreesd, maar omdat de complexiteit te hoog is om alles in één stuk te frezen, moest SMaRC deze in onderdelen produceren en ze vervolgens monteren tot een complete neuskegel. De verbindingen tussen al deze onderdelen leidden tot ongewenste complexiteit en lekkage. Daarom besloot SMaRC de mogelijkheden te onderzoeken om de hele neuskegel in één stuk in 3D te printen.

Afbeelding 1: Compleet vaartuig met de neuskegel linksvoor.

Oplossing – 3D printen in roestvrij staal 316L:

De hoge druk op de zeebodem, de zeer corrosieve omgeving op zee, de strikte tolerantie-eisen, het relatief grote onderdeel en de algehele gewichtsverdeling in het schip maakten dit project voor ons zeer uitdagend en interessant om aan mee te werken. De beslissing over het proces en het materiaal viel op roestvrij staal 316L (1.4404) bedrukt met DMLS, vibratiepolijsten, schilderen en frezen. Dankzij het 3D-printen in metaal konden alle gewenste details als één en hetzelfde onderdeel worden vervaardigd. De CNC-bewerking die we aan de oppervlakken en gaten met zeer hoge eisen uitvoerden, kon in slechts twee gangen op een 5-assige freesmachine worden uitgevoerd. Dit betekende dat de uitgevoerde bewerking een zeer hoge maatnauwkeurigheid over het gehele onderdeel kon behouden, vergeleken met een neuskegel die zoals voorheen werd gefreesd en uit vele afzonderlijk gefreesde onderdelen bestond.

Het resultaat:

Zoals altijd bij dit soort onderdelen met hoge toleranties hebben we een meting uitgevoerd en zagen we dat we de tolerantie in de groef voor de grote O-ring die afdicht tegen de rest van het voertuig, met een paar honderdsten hadden overschreden. Volgens berekeningen en simulaties bestond het risico dat deze niet geheel strak zou zijn en aangezien we dit deel van de geometrie niet goed konden nafrezen, moest SMaRC de verkeerde neuskegel behouden. SMaRC kon vervolgens de testen uitvoeren die ze konden, terwijl ze wachtten tot wij een nieuw exemplaar voor ze produceerden dat volledig aan de toleranties voldeed. Na enkele weken ontvingen ze de juiste neuskegel en konden ze de langverwachte onderwatertesten uitvoeren met een volledig afgesloten neuskegel uit één stuk. SMaRC is zeer tevreden over de samenwerking en wij willen SMaRC bedanken voor het vertrouwen.

Afbeelding 2: Logo van SMaRC.