Characterization of in-field additively manufactured polymer composites – hot and dusty environment

Som en del av European Defence Agencys (EDAs) Operational Budget (OB) studie “Additive Manufacturing Feasibility Study & Technology Demonstration” (EDA contract no. 16.ESI.OP.144), har 3D printing av komponenter i felt blitt demonstrert. Studien gjennomføres av Fundación Prodintec (Spania) og MBDA (Frankrike). En container med ulike printere, så vel som utstyr og verktøy for design, pre- og postprosessering av de produserte komponentene, har blitt etablert. Denne har deretter blitt transportert til en militær flybase i Zaragoza, Spania. Videre har containeren blitt lastet inn i et militært transportfly og fløyet en runde rundt flybasen, før den ble brakt tilbake til flybasen. Formålet med demonstrasjonen er primært å vise militært personell hva som er mulighetene for additiv produksjon av reservedeler og andre komponenter i felt. En mer detaljert beskrivelse av de tre hoveddelene av prosjektet (status innen forskningen, selve demonstrasjonen og gjennomføringen av en konferanse) er gitt i rapportene fra prosjektet. Rapportene gir også flere detaljer og erfaringer fra selve demonstrasjonen, samt anbefalinger for videre forskning og utvikling innen dette feltet. Deler av demonstrasjonen av additiv produksjon i felt er knyttet til materialegenskapene til de objektene som produseres utenfor fabrikker og mer permanente produksjonslokaler. Forholdene i felt, som temperatur, fuktighet og sand/støv/partikler vil typisk være annerledes i forhold til forholdene i en fabrikk. Slike produksjonsparametere kan være vanskelig å kontrollere, og de kan påvirke kvaliteten og egenskapene til de produserte komponentene. Endrede egenskaper kan videre påvirke yteevnen og bruksområdet for komponenten. I denne FFI-studien, som har støttet arbeidet som er gjort i EDA-prosjektet, er de mekaniske egenskapene til standardiserte prøvestykker produsert i fabrikk og i felt sammenliknet og vurdert. Totalt produserte Prodintec åtte ulike prøvestykker. Fire typer prøvestykker ble produsert i Prodintec sin fabrikk i mai 2017. De samme fire typene prøvestykker ble produsert i containeren under øvelsen “European Advanced Airlift Tactics Training Course for 2017” (EAATTC17-3) i Zaragoza, Spania, i juni 2017. Som en overordnet konklusjon, basert på resultatene fra denne FFI-studien, er det ingen signifikant reduksjon av yteevne eller endring av mekaniske egenskaper ved produksjon i felt sammenliknet med produksjon i fabrikk. Det skal derimot bemerkes at prøvestykkene i denne studien ikke har høy tetthet; prøvene har en indre cellestruktur. Ettersom det er utfordrende å måle det virkelige tverrsnittsarealet, er tverrsnittsarealet til et prøvestykke med 100 % tetthet benyttet i beregningene. Som en følge av dette er de rapporterte verdiene lavere enn hva som er rapportert andre steder. En sammenlikning er likevel relevant ettersom de samme parameterne, betingelsene og prosedyrene for produksjonen ble benyttet i begge tilfeller. Konklusjonen er derfor fremdeles gyldig.