3D-printen ontmoet lucht- en ruimtevaart: de nadcap-certificering

Uitdagingen

Om onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart te mogen produceren, moeten productiebedrijven hun gehele productieomgeving aan een uitgebreide certificering onderwerpen. Centraal hierbij staat Nadcap (National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program), een unieke samenwerking van ondernemingen binnen de lucht- en ruimtevaart. Samen streven ze ernaar om een uniforme hoge kwaliteit in de industrie te garanderen en speciale productieprocessen zo kosteneffectief mogelijk te realiseren. Toolcraft besloot als een van de eerste Europese ondernemingen om de moeilijke Nadcap-certificering voor metaal-3D-printen te doorlopen om een concurrentievoordeel te verkrijgen ten opzichte van de concurrenten in de industrie. Voor een succesvolle certificering moesten veel processtappen die voor, tijdens en na het bouwproces met de 3D-printer plaatsvinden, worden gedocumenteerd en transparant worden gemaakt. Daar hoort niet alleen de inspectie van de componentkwaliteit door optische en tactiele metingen en niet-destructieve controle van het oppervlak bij, maar ook een volledige controle van het gebruikte poeder. Er wordt ook speciale aandacht besteed aan het bouwproces. Naast de monitoring van het zuurstofgehalte en de luchtvochtigheid in de proceskamer moest bijvoorbeeld worden aangetoond dat het laservermogen en de vorm van de laserstraal binnen de gebruikte 3D-printer TruPrint 3000 zo op elkaar zijn afgestemd dat elk gefabriceerde onderdeel op precies dezelfde manier wordt belicht.

Oplossingen Alles valt of staat met voorbereiding – dat geldt helemaal voor de Nadcap-certificatie. Voor de eigenlijke audit ondersteunde TRUMPF toolcraft proactief "met ideeën, oplossingen en voorstellen" om het bewijs van kwaliteitscontrole gedurende het gehele proces – vóór, tijdens en na de bouwjob – te kunnen aantonen. Hiertoe hebben medewerkers van TRUMPF zich uitgebreid bezig gehouden met de vragenlijst van Nadcap en proefprocedures uitgevoerd zoals de baannauwkeurigheidsanalyse en de lasvermogensmeting. Natuurlijk maakt ook de eigenlijke machine deel uit van de audit. Hier kon toolcraft vertrouwen op TRUMPF als laser- en machinebouwspecialist. Dankzij veel knowhow en decennialange ervaring in de lasertechniek garandeert TRUMPF ook bij de eigenlijke stralingsbron en alle individuele componenten daarvan de hoogste kwaliteit en processtabiliteit.

Realisatie Toolcraft beschikt ondermeer over een eigen laboratorium met uitgebreide apparatuur om de kwaliteit van poeders en componenten te testen. Zo kunnen bijvoorbeeld zuurstof en stikstof in poeders en in vast gesmolten voorwerpen worden geanalyseerd. Het poederbeheer vormt een centraal onderdeel bij Nadcap. Daarnaast gebruikt het bedrijf een eigen trekproefinstallatie en heeft het installaties voor vermoeidheidssterkte geïnstalleerd. Een andere succesfactor voor de certificering is het totaalconcept van TRUMPF. Zo vormen onderhoud en reparatie van de machines door de Technische Klantenservice van TRUMPF een even belangrijk criterium als de intelligente bewakingsoplossingen die het bouwproces professioneel analyseren en bewaken. Het wisselcilinderprincipe van de TruPrint-machines maakt daarnaast een probleemloze stroom van onderdelen mogelijk. Voor elk materiaal gebruikt toolcraft, in de nieuw gebouwde en optimaal op de eisen van additive manufacturing afgestemde hallen, een eigen machine en gebruikt het voor de handling van poeder en componenten een aparte ruimte met een bijbehorend uitpak- en zeefstation. De intensieve voorbereiding heeft zijn vruchten afgeworpen: toolcraft heeft de Nadcap-certificering doorstaan – foutloos.

Vooruitzichten Toolcraft behoort nu tot een uitgelezen kring van bedrijven die als eerste in 3D-geprinte componenten voor de lucht- en ruimtevaart conform de strengste normen kunnen produceren. Bij het contact met de klanten uit de branche biedt Nadcap voor toolcraft een duidelijk concurrentievoordeel ten opzichte van andere potentiële leveranciers. Zowel TRUMPF als toolcraft hebben tijdens de proefprocedure veel geleerd van de nauwe en coöperatieve samenwerking, zodat beide bedrijven optimaal zijn toegerust voor de volgende uitdaging.