De toekomst ontgrendelen met additief vervaardigde functioneel gegradeerde materialen.

Functioneel Gegradeerde Materialen (FGMs) brengen een ware transformatie teweeg in verschillende industrieën door hun unieke eigenschap om uiteenlopende materiaaleigenschappen in één product te integreren. Deze materialen, vervaardigd met Additive Manufacturing (AM) technologieën zoals Laser Directed Energy Deposition (L-DED), bieden veelbelovende mogelijkheden binnen de luchtvaart, de auto-industrie en de energiesector.

Dankzij een geleidelijke overgang van materiaaleigenschappen, realiseren FGMs voordelen die met conventionele methoden niet bereikbaar waren. "De kracht van FGMs ligt in het verenigen van de beste eigenschappen van meerdere materialen, zonder de nadelen van traditionele verbindingsmethoden," aldus Houda Houban, onderzoeker aan de Vrije Universiteit Brussel.

Toepassingen in Diverse Industrieën In de luchtvaart worden FGMs ingezet voor de productie van lichte, hittebestendige turbinebladen, die niet alleen de efficiëntie van motoren verbeteren, maar ook de levensduur van onderdelen verlengen. In de auto-industrie combineren FGMs harde, slijtvaste buitenlagen met een taaie kern, wat leidt tot een langere levensduur van essentiële onderdelen zoals tandwielen.

De energiesector, met name in nucleaire en windenergie, ziet voordelen in het gebruik van FGMs voor toepassingen als warmtewisselaars en turbinebladen, waar zowel thermische weerstand als mechanische sterkte van cruciaal belang zijn. Door FGMs toe te passen, wordt de betrouwbaarheid en efficiëntie van deze systemen aanzienlijk vergroot.

Voordelen van L-DED Technologie Met L-DED is het mogelijk om materiaal laag voor laag nauwkeurig te deponeren, waardoor een vloeiende overgang tussen materialen zoals Fe en Cu gerealiseerd kan worden. Dit vermindert defecten zoals scheuren en porositeit, die vaak voorkomen bij traditionele productiemethoden. "L-DED biedt nieuwe kansen voor het vervaardigen van componenten die bestand moeten zijn tegen extreme omstandigheden," voegt Houban toe.

De Toekomst van FGMs Met de verdere ontwikkeling van FGM-technologie worden steeds meer toepassingen verwacht, variërend van medische implantaten tot elektronica. Verdere optimalisatie van de procesparameters zal het gebruik van FGMs uitbreiden, wat leidt tot efficiëntere en duurzamere producten die een blijvende impact zullen hebben op verschillende industrieën.

FGMs combineren eigenschappen zoals sterkte, thermische geleidbaarheid en corrosiebestendigheid in één onderdeel, waardoor ze ideaal zijn voor een breed scala aan toepassingen.