Marianne Pinckaers
Prof.dr.ir. Akke Suiker van de TU/e ontwikkelde een rekenmodel waarmee voor een 3d-printproces kan worden bepaald of de muur gaat omvallen of inzakken, en hoe dat voorkomen kan worden door bijvoorbeeld de printsnelheid aan te passen.
Zeven maanden duurde de ontwikkeling van zijn model dat slechts vijf onafhankelijke parameters als input vergt. Het rekenmodel is toepasbaar op alle 3d-printmaterialen, maar wel uitsluitend op constructies samengesteld uit rechte muren. Het model en de bijbehorende rekenresultaten zijn eerder deze maand gepubliceerd in een artikel in het International Journal of Mechanical Sciences.
In het model volgt de vervorming van de muurconstructie in de horizontale richting een Lagrange-beschrijving, afkomstig uit de vastestofmechanica; in de verticale richting volgt de vervorming een Euler-beschrijving, afkomstig uit de vloeistofmechanica. Door deze twee beschrijvingen te combineren kunnen tijdseffecten, zoals de uithardingssnelheid van het materiaal en de printsnelheid, op natuurlijke wijze worden meegenomen in de formulering van de stabiliteit- en de sterktecondities van de constructie.
‘De Euler-Lagrange beschrijving bleek zeer elegant voor het oplossen van het probleem’, legt Suiker telefonisch uit. ‘Het heeft geleid tot een heldere formulering die snel antwoord geeft op vragen als ‘hoe print ik zo snel mogelijk een muur van 20 cm hoog?’ en ‘wat is de minimale breedte die ik nodig heb voor het handhaven van de stabiliteit van deze muur?’. Met behulp van het rekenmodel kan de muurconstructie in een keer goed worden geprint met een minimaal gebruik van materiaal, wat leidt tot een aanzienlijke besparing van tijd en geld.’
