30/04/2024
Door Ad Spijkers
De University of Maine overtrof het eigen Guinness wereldrecord uit 2019 voor de grootste 3D-printer voor polymeer.
De printer van de volgende generatie is vier keer groter dan zijn voorganger en kan de toekomst van duurzame productie in een aantal industrieën versnellen. De nieuwe printer voor thermoplastische polymeren, genaamd Factory of the Future 1.0 (FoF 1.0), is ontworpen om grote objecten te printen. De machine kan 30 m lang, 10 m breed en 5.50 m hoog zijn en kan zo'n 225 kg/u printen.
De machine biedt nieuwe mogelijkheden voor milieuvriendelijke en economische productie voor tal van sectoren, waaronder nationale veiligheid, betaalbare huisvesting, bruggenbouw, oceaan- en windenergietechnologieën en scheepsbouw. Het ontwerp en de fabricage van deze eerste printer en hybride productiesysteem ter wereld werd mogelijk gemaakt met steun van het US Army Corps of Engineers.
FoF 1.0
De FoF 1.0 van de Univesrity of Maine in Orono (in het uiterste noordoosten van de VS) is niet alleen een grootschalige printer. Hij schakelt dynamisch tussen verschillende processen, zoals grootschalige additieve productie, subtractieve productie, continue tape-lay-up en robotarmoperaties. De toegang daartoe en MasterPrint (de eerste wereldrecord brekende 3D-printer van de universiteit) zullen het onderzoek naar productie-innovatie stroomlijnen. De twee grote printers kunnen samenwerken door dezelfde eindeffectoren te delen of door aan hetzelfde onderdeel te werken.
De nieuwe printer biedt nieuwe mogelijkheden om collaboratieve robotica-operaties op grote schaal te integreren met nieuwe sensoren, krachtige computers en kunstmatige intelligentie. Ze kunnen gecertificeerde systemen creëren die aan hoge kwaliteitsnormen voldoen. De printer zal verschillende initiatieven bevorderen, waaronder de ontwikkeling van bio-gebaseerde grondstoffen uit houtresten die overvloedig aanwezig zijn in het bosrijke Maine.
De technologie zal commercialiseringsinspanningen en de creatie van duurzame, betaalbare woningen bevorderen. Tegelijkertijd wordt technologische vooruitgang voor de nationale veiligheid gestimuleerd, met name op het gebied van lichtgewicht, snel inzetbare constructies en scheepstechnologieën.
Factory of the Future
Met de nieuwe 3D-printer en de binnenkort te bouwen Green Engineering and Materials Factory of the Future zal de universiteit haar positie op het gebied van geavanceerde productie- en materiaalwetenschap versterken. De FoF 1.0 versterkt de positie van Maine op het gebied van onderzoek naar composietmaterialen en geavanceerde productie.
De onthulling van de nieuwe 3D-printrobot loopt vooruit op de geplande bouw deze zomer van een nieuw onderzoekslaboratorium van 47.000 m2. Het gebouw is bedoeld om de productie-innovatie in meerdere sectoren te verbeteren. Het voornaamste doel is het faciliteren en opschalen van duurzamere productiepraktijken door de introductie van oplossingen van de volgende generatie en biomaterialen. Daarbij worden ook uitdagingen zoals een afnemend personeelsbestand en gespannen toeleveringsketens met lokale oplossingen aangepakt.
Voor de toekomst
Maine heeft tegen 2030 naar schatting 80.000 extra woningen nodig, waarvan veel specifiek voor huishoudens met een inkomen op of onder het gemiddeld inkomen in de staat. Met de nieuwe technologie kan de universiteit het onderzoek en productie van biobased 3D-geprinte technologie opschalen.
De technologie creëert een nieuwe manier om betaalbare woningen van hoge kwaliteit te produceren, terwijl de kosten verder worden verlaagd. Er wordt nuttig gebruik gemaakt van overvloedige houtresten uit de zagerijen van Maine. De betrokken autoriteiten willen demonstreren hoe 3D-geprinte huizen en andere huisvestingstechnologieën van de volgende generatie snel en efficiënt zullen bijdragen aan het verbeteren van de woningvoorraad in Maine.
Het nieuwe lab zal ook innovatieve materiaalsystemen verkennen door prioriteit te geven aan gerecycleerde en biobased materialen. Maine, de meest beboste staat van de VS, produceert jaarlijks meer dan een miljoen ton houtresten in zijn zagerijen, die kunnen worden gebruikt als grondstof voor 3D-printen. De universiteit draagt tevens bij aan de ontwikkeling van productiepersoneel door het aanbieden van ervaringsgerichte leer- en ondernemerstrainingsprogramma's gericht op het voeden van de volgende generatie leiders.
Met dank aan 3D-printmagazine.
Foto: University of Maine