De Amerikaanse fabrikant van dieselmotoren Cummins staat op het punt een kritisch onderdeel in hoge vermogens-motoren te gaan 3D-printen met de binder jetting technologie van GE Additive. Het gaat om een onderdeel om de hoeveelheid stikstofoxyden (NOx) te verminderen. Voor laserpoederbed metaalprinten heeft de motorenfabrikant al 20 artikelnummers gevalideerd. Ook MAN Energy Solutions houdt zich met binder jetting technologie bezig.
Bij Cummins is dit het eerste onderdeel voor serieproductie dat met de binder jetting technologie zal worden gemaakt. De weg die Cummins heeft afgelegd, illustreert waarom de doorbraak van 3D-metaalprinten in industriële toepassingen niet zonder slag of stoot plaatsvindt. In april 2019 kondigde het Amerikaanse bedrijf aan te gaan investeren in de binder jetting technologie van GE Additive.
De aankoop van de eerste H2 printer van GE Additive, nog in ontwikkeling, werd gezien als onderdeel van de hele Industrie 4.0 strategie van de motorenfabrikant. “Automatisering, cloud computing en datagestuurde technologie die sommigen de vierde industriële revolutie noemen”, zo omschreef Tim Millwood, Vice President Global Manufacturing, de investering twee jaar geleden.
Productie gestart
Inmiddels heeft Cummins de eerste productiedelen klaar. Deze zijn afgelopen jaar gevalideerd. Het gaat om een onderdeel van de Cummins Emission Solutions (CES) dat in motoren met hoog vermogen wordt gebruikt. Het onderdeel is een kritieke emissiecomponent die dieseluitlaatvloeistof vernevelt en in uitlaatgassen injecteert om de hoeveelheid stikstofoxyden (NOx) te verminderen.
Door het onderdeel te 3D-printen, hebben de design engineers het ontwerp kunnen aanpassen en optimaliseren. De geometrie voor de vloeistof- en luchtstroming is hierdoor verbeterd. Ook is het onderdeel minder complex geworden om te produceren. Cummins kreeg eind vorig jaar de definitieve goedkeuring van het onderdeel en is inmiddels met de productie gestart.
Ge-3D-printe verstuivers
Een andere dieselmotorfabrikant die met Additieve Manufacturing aan het testen is, is MAN Energy Solutions. Het 3D-printen van brandstofinjectoren voor scheepsmotoren kan de scheepvaart milieuvriendelijker maken. Door het design van de verstuivers aan te passen, verbetert de verbranding.
Eerste testen wijzen er bovendien op dat de NOx emissie kan afnemen. Thomas Dahmen van de DTU Mechanical Engineering (TU-Denemarken) heeft in een gezamenlijk project van de universiteit en MAN Energy Solutions onderzoek gedaan naar de mogelijke voordelen van additive manufacturing van de verstuivers op milieugebied.
Meer over het 3D-printen van complexe componenten bij Cummins en MAN Energy Solutions is te lezen in de komende editie van Aandrijftechniek.