Directed Energy Deposition: En unik teknologi til reparation af eksisterende metalkomponenter

Directed Energy Deposition muliggør 3D-print af store komponenter i metal. Desuden giver teknologien en unik mulighed for at reparere eksisterende komponenter – og netop den egenskab åbner op for nytænkning i forhold til produktion af komponenter og virksomheders håndtering af reparationsopgaver.

Directed Energy Deposition kan beskrives som en mobil svejsningsproces, idet energikilden og materialet påføres samtidigt på en komponent eller plade, hvorved der skabes en smeltepøl i det område, hvor materialet påføres.

- Man kan tænke det som et bevægeligt printhoved, der sidder på en robotarm, og hvor alt hvad man har brug for, befinder sig der. Det betyder, at man både har energikilde samt pulver eller tråd, som kan styres i forhold til, hvordan materialet deponeres. Det giver færre styringsbegrænsninger end ved fx Powder Bed Fusion, fortæller Christopher Gottlieb Klingaa, Teknologisk Institut. 
​​ Prøv vores online kursus om Directed Energy Deposition

Directed Energy Deposition findes med forskellige typer styringssystemer. Disse styringssystemer kan have et bevægeligt printhoved, en bevægelig platform - eller begge dele. Det bevægelige styringssystem, der deponerer materialet fra forskellige vinkler, giver yderligere muligheder inden for designfrihed og geometri, især når emnet kan vinkles i forskellige retninger med den bevægelige platform.

Reparation af eksisterende komponenter

I modsætning til pulversintringsteknologier, der foregår i lukkede printsystemer, har Directed Energy Deposition ofte et åbent printsystem, der er oplagt til 3D-print af storskalakomponenter. Dette ses blandt andet i rumindustrien, hvor Directed Energy Deposition anvendes til print af raketdele. Derudover baner det åbne printsystem også vej for reparation af eksisterende komponenter.

- Det er væsentligt nemmere at reparere eksisterende komponenter med Directed Energy Deposition sammenlignet med Powder Bed Fusion, og det er faktisk også noget af det særlige ved teknologien. Skulle man reparere et emne i en pulverseng, ville det være besværligt, fordi materialet ligger over det hele i form af pulver. Her er det nemmere at bruge Directed Energy Deposition, som i nogle tilfælde nærmest fungerer som en avanceret limpistol, som påfører materialet der, hvor det skal bruges, siger Christopher Gottlieb Klingaa.

Et rentabelt valg

Med Directed Energy Deposition kan industrien drage fordel af unikke muligheder for at reparere monterede komponenter. Et eksempel fra industrien er slitage af store tandhjul, hvor knækkede tænder er et ofte forekommende problem. Her er det oplagt at tage Directed Energy Deposition i brug som et alternativ til at købe et helt nyt tandhjul, idet teknologien påfører materiale de steder, hvor tænderne er knækket. Efter materialetilførsel vil tandhjulet typisk blive efterbearbejdet til dets specifikationer.

I forhold til materialeforbrug er der potentiale for en stor besparelse for virksomhederne. Derudover er det ofte bedre at reparere fremfor at fremstille en helt ny komponent: Ikke alene er det væsentlig billigere, men det ligger også godt i tråd med den grønne omstilling

- Christopher Gottlieb Klingaa, Teknologisk Institut

”Den helt store udfordring ligger i detaljeringsgraden”

Selvom Directed Energy Deposition er en teknologi med flere styrker, har teknologien også sine svagheder: Sammenlignet med Powder Bed Fusion og 3D-printede applikationer til medico- og fødevareindustrien, adskiller Directed Energy Deposition sig markant, fordi printningen er grovere i alle henseender, og derfor egner teknologien sig bedst til storskalakomponenter.
​​​​ Læs om alle AM teknologierne

- De klassiske og højdetaljerede emner, som man ser fremstillet med Powder Bed Fusion, kan ikke laves med Directed Energy Deposition. Ligeledes kan man kun i mindre grad lave gitterstrukturer, hvor kompleksiteten og tykkelsen af hvert eneste element er begrænset, fordi Directed Energy Deposition processen er grovere. Det betyder, at den helt klare udfordring ligger i detaljegraden, lyder det fra Christopher Gottlieb Klingaa.

Åbner muligheder for centralisering og lokal produktion

Til spørgsmålet om hvad udsigterne er for Directed Energy Deposition, peger Christopher Gottlieb Klingaa på muligheden for at centralisere virksomheders produktions- og reparationsopgaver. 

- Jeg tror, at virksomheder vil kunne indhente en del i forhold til miljø og pengepungen gennem lavere logistik- og materialeomkostninger, siger han og tilføjer yderligere:

- Vi ser i højere grad en trend mod at holde produktionen lokalt og centralisere opgaver, hvor vi før i tiden har været vant til at globalisere alting. Derfor tror jeg, at Directed Energy Deposition kan blive en del af den ”tool box”, som virksomheder vil bruge til at have en fuldendt lokalproduktion inden for metalindustrien. Derved kan virksomhederne både reparere og producere lokalt uden på samme måde at være afhængig af ventetiden på kritiske komponenter, der skal sendes.

Teknologisk Institut står klar til at rådgive

Er man som virksomhed interesseret i at undersøge mulighederne for eventuel implementering eller 3D-print med Directed Energy Deposition, har Teknologisk Institut et solidt indblik i teknologien og vil derfor kunne rådgive virksomheder samt skabe forbindelser mellem mulige samarbejdspartnere til implementering eller print.