GRENSOVERSCHRIJDEND SAMENWERKINGSPROGRAMMA

Met steun van het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling

FabricAr3v

Kerngegevens

Projectleider

CNRS
Rue des Cannoniers 2
59046 Lille
FRANCE

Contactpersoon

jean-francois witz

Begindatum

01-07-2019

Einddatum

31-12-2022

Budgettaire elementen

Totaal Budget
3 568 640,37 €





FabricAr3v

FabricAr3v - additive manufacturing in metaal voor allen

axe1

Categorie

Project

Specifieke doelstelling van het programma

Versterken van het onderzoek en de innovatie van de grensoverschrijdende zone in de strategische sectoren en de sectoren met een sterke complementariteit

Domein van bijstandsverlening

Onderzoeks- en innovatieactiviteiten in openbare onderzoekscentra en kenniscentra, met inbegrip van netwerking


De additieve metaalfabricage is een heel snel groeiende sector. De huidige technologieën vergen veel expertise en aanzienlijke investeringen (~€ 1M), zodat dit procedé moeilijk ingeburgerd raakt. Er is dus vraag naar goedkopere procedés. Dankzij nieuwe technologieën, gebaseerd op de MIM-technologie (Metal Injection Molding), is de inzet van veel minder dure machines mogelijk (€ 120k). Het doel van het project is de ontwikkeling van een procedé waarvan de totale investering onder de € 30k ligt, zodat het toegankelijk is voor micro-ondernemingen en kmo’s, alsook voor FabLabs. Om van snelle prototypering naar additieve fabricage over te stappen, moet het mogelijk zijn defecten in onderdelen te voorspellen en het procedé te beheersen om de mechanische prestaties van de geproduceerde onderdelen te voorzien. FabricAr3v pakt dit probleem aan door het ontwerpen van een 'low cost' werkwijze en de ontwikkeling en validatie van speciale simulatietools. Hiervoor zijn uiteenlopende vaardigheden nodig en is de oprichting van een grensoverschrijdend consortium absoluut vereist.  In samenwerking met Sirris kan men het procedé met de bestaande industriële benaderingen vergelijken. De expertise van CRITTMDTS in MIM maakt de aanpassing aan 3D printing mogelijk. Het CNRS, Centrale Lille en Cenaero zullen samen aan de procedés aangepaste tools voor de dimensionering van de onderdelen ontwikkelen. Er wordt ook een opleidingsplatform rond deze technologie opgezet. De komst van machines waarmee elke metalen structuur tegen een lage kostprijs kan worden gekopieerd, zal evenwel waarschijnlijk leiden tot problemen met de intellectuele en industriële eigendom. Er moet dus onderzoek worden gedaan naar beschermingsmodellen die compatibel zijn met deze evolutie. Het project wordt ondersteund door de expertise van de Université de Mons, de Université de Lille en het CNRS.

Rapporteringsdatum 10-05-2021

Het FabricAr3v-project is officieel van start gegaan op 1 juli 2019, na de besprekingen van het startcomité op 20/05/2019. Vanaf het begin van het project heeft de exploitant Strategisch Initiatief Materialen, die belast is met het beheer van de communicatiemodule, te kennen gegeven het project te willen verlaten wegens belangenconflicten met zijn investeerders. Dit feit verlamde de activiteiten van deze module. De zoektocht naar een nieuwe partner heeft geleid tot de integratie van MATERALIA in het consortium in de tweede helft van 2020. De A3 poster in het Frans en het Vlaams werd geproduceerd door Centrale Lille, beide gevalideerd door de projectpartners en het technische team. Deze A3-poster wordt in de lokalen van elke partner opgehangen. De partners hebben ook deelgenomen aan het 5e Symposium over Additive Manufacturing in Charleville-Mézières op 17/10/2019. Thema: Indirecte additieve vervaardiging met bindmiddelen: Binder Jetting, FDM en extrusie processen. Het was een discussie rond een ronde tafel over indirecte metaaladditieve vervaardiging met bindmiddelen, in aanwezigheid van industriëlen. De aankoop van een industriële machine, de Admaflex 130, die in de projectbeschrijving is opgenomen, is uitgevoerd via aanbesteding: PA 2019-13. De aankoop van de Admaflex 130 heeft het mogelijk gemaakt contacten te leggen met Isolectra-Martin, een bedrijf dat geïnteresseerd is in additieve produktie. Een samenwerking met dit bedrijf en het L2EP heeft geleid tot een proefschrift: "ADDITIVE MANUFACTURING OF PASSIVE COMPONENTS BY TOPOLOGICAL OPTIMIZATION". Isolelectra-Martin sloot zich aan bij het consortium om gebruik te kunnen maken van het industriële en pedagogische platform en een nieuw materiaal voor elektrotechniek te ontwikkelen dat het mogelijk maakt om de doelstellingen van het FabricAr3v project te bereiken. De aankoop van andere machines, die niet in de projectbeschrijving waren opgenomen, een 3D-printer met korrels, de Pollen M, en een Pyrox thermische ontbindings- en sinteroven, is gerealiseerd. Deze zullen het industrie- en onderwijsplatform uitrusten en verder worden ontwikkeld. Aan de Rijselcentrale is voorgesteld een model te schrijven voor de invoering van een transversale onderwijsmodule. Het ontwerp en de fabricage van een goedkope machine zijn begonnen en ver gevorderd (actuatoren, mechanische en elektronische sensoren) door Centrale Lille. Er is een experimenteel plan uitgevoerd om de extrusieparameters te controleren op een goedkoop materiaal, PLA. Uit structureel oogpunt werden bevredigende resultaten verkregen op onderdelen met eenvoudige geometrieën. De kinematica van de machine is dus goed gecontroleerd. De eerste werkzaamheden van het CRITT-MDTS hebben de haalbaarheid gevalideerd van het bedrukken van met zirkonium gevulde polymeren op de Freeformer, gecombineerd met de ontbindings- en sinterfasen, wat resulteerde in een dicht onderdeel. De karakterisering van de geproduceerde onderdelen maakte het mogelijk de resulterende fysisch-chemische eigenschappen te identificeren. De onder optimale omstandigheden uitgevoerde proeven maken het mogelijk de kenmerken van de gedrukte onderdelen te vergelijken met de door PIM verkregen onderdelen. Na voorafgaande tests met de Direct 3D is het CRITT-MDTS begonnen met aanpassingen aan de printer om deze te optimaliseren. Om de binnen het consortium uit te voeren ontwikkelingen in goede banen te helpen leiden, is door Sirris, op basis van de binnen het consortium reeds aanwezige kennis, een technology watch opgezet. De beschrijving van de technologie door lasersmelting op een metaalpoederbed is bijna voltooid. Het omvat een beschrijving van het procédé, de sterke en zwakke punten, een vergelijking met de in het project ontwikkelde technologie, de in de literatuur algemeen voorkomende mechanische eigenschappen en de verschillende leveranciers van goedkope metaallasermachines. Er is een begin gemaakt met de ontwikkeling van vereenvoudigde methodologieën voor de simulatie van additieve fabricageprocessen. Voorlopig vinden deze ontwikkelingen plaats in een algemeen kader. Op termijn zullen deze methodologieën moeten worden aangepast om de resultaten van het sintermodel te benutten. De modellering is gebaseerd op de softwareoplossing Cenaero. De exploitatie van de modellen en methodologieën in softwareoplossingen van derden wordt bestudeerd. Er is een voorlopige analyse uitgevoerd. Dit zal worden voortgezet nadat de modellen en methodologieën zijn uitgerijpt. In het kader van het onderzoek naar de bedrijfsmodellen van 3D-printerfabrikanten is een paper over conflicten binnen open source- en open-hardwaregemeenschappen aanvaard voor de IRG2020-conferentie: "Open source communities and forks: a re-reading in the light of Albert Hirschman's work". Voor het tijdschrift MAKERY zijn twee artikelen geschreven over de rol van makers aan het begin van de Covid-19-crisis en over hun mobilisatie binnen netwerken van actoren en instellingen op verschillende schaalniveaus. Bovendien is een eerste inventarisatie gemaakt van de digitale fabricageateliers (DFA's) in de INTERREG-zone. Er is een databank van 388 NFA's samengesteld op de schaal van België en Frankrijk om op grote schaal een vragenlijst te kunnen verspreiden die tot doel heeft de capaciteit van deze NFA's te meten om deel te nemen aan de omvorming van het produktiesysteem, en vervolgens hun potentieel voor de invoering van een goedkope FAM-machine te evalueren. Wij hebben ook een vragenlijst opgesteld, getest en afgerond, getiteld: "Digitale productieateliers: welke rol in het "post COVID-19" wereldwijde productiesysteem? ".