Wanneer voor een project een drukvat nodig is dat in geen enkele catalogus te vinden is, nemen de gebruikelijke opties veel tijd in beslag. Het vervaardigen van een gegoten of gesmeed onderdeel kan 6 tot 18 maanden of langer voordat het klaar is en geleverd kan worden, en een unieke vorm past zelden in een standaardproductielijn. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) biedt een alternatieve oplossing. Een robot bouwt het vat laag voor laag op uit metaaldraad, waarbij de spuitmonden en aansluitingen in één stuk worden geprint.
Zo vervaardigt MX3D drukvaten op maat. Het printen duurt dagen in plaats van maanden, en het vat blijft sterk, duurzaam en voldoet aan dezelfde drukvoorschriften als een conventioneel exemplaar. Aangezien WAAM met de meeste lasbare metalen werkt, kunnen we het materiaal ook afstemmen op uw branche, zoals roestvrij staal, duplex en superduplex, aluminiumen andere legeringen. Om het proces te starten, hebben we alleen een CAD-bestand nodig. Vervolgens zetten we dat om in een betrouwbaar 3D-geprint drukvat, dat binnen een korte doorlooptijd wordt geleverd.
Vraag een offerte aan voor uw drukvat →
Wanneer is een 3D-geprint drukvat zinvol zijn?
Er zijn meerdere manieren om een drukvat te vervaardigen. Klassieke bij de fabricage van drukvaten wordt bij de klassieke fabricage van drukvaten staalplaat tot een mantel gewalst en worden de bodems en aansluitingen erop gelast. Dit werkt goed voor standaard cilindrische vaten. Smeden en gieten zijn geschikt voor dikke, compacte of zwaar belaste onderdelen, maar gaan gepaard met lange doorlooptijden. WAAM print het drukvat rechtstreeks vanuit een 3D-model.
De beste aanpak hangt af van de afmetingen van het vat, de oplage, de complexiteit van de vorm en uw deadline. 3D-printen is de beste keuze wanneer u snel een groot of complex vat nodig hebt, als enkelstuks of in een kleine oplage. Drie factoren maken het verschil:
| Voordeel | Wat dit voor u betekent |
| Sneller | WAAM brengt per uur 2 tot 8 kg metaal aan, en het printproces begint zodra het ontwerp klaar is. U hoeft niet meer te wachten op matrijzen, mallen en gesmede halffabricaten. |
| Stevig en conform de voorschriften | Onze drukvaten zijn vervaardigd in overeenstemming met de PED- en ASME-voorschriften. |
| Complexe vormen | Sproeiers, aansluitstukken en speciale aansluitingen worden rechtstreeks in de behuizing geprint. Dat betekent dat er minder lasverbindingen hoeven te worden gemaakt en gecontroleerd. Voor afwijkende vormen is geen speciaal gereedschap nodig. |
Situaties waarin WAAM het verschil maakt
Naast deze voordelen zijn er ook projecten die duidelijk bij WAAM passen:
- Unieke exemplaren en kleine series. Gieten en smeden zijn alleen rendabel bij productie in serie, omdat eerst de matrijzen moeten worden gemaakt. Zonder kosten voor matrijzen blijft een enkel geprinte container betaalbaar.
- Dringende vervangingen. Wanneer een vat defect raakt of het einde van zijn levensduur bereikt, betekent elke week wachten stilstand. Als de oorspronkelijke leverancier het onderdeel niet meer produceert, werken we op basis van de originele tekening of voeren we reverse engineering uit op het bestaande vat, waarna we een vervangend exemplaar printen.
- Speciale legeringen. Duplex-, superduplex- en nikkellegeringen in plaat- of gesmede vorm kunnen lange levertijden vanuit de fabriek hebben. Lasdraad is een standaardverbruiksartikel en is daarom doorgaans gemakkelijker te verkrijgen.
- Ontwerpen die moeten worden getest. Wanneer een ontwerp nieuw is, kunt u één vat afdrukken, het testen en aanpassen voordat u een grotere bestelling plaatst.
Als uw project aan een van deze situaties voldoet, is het de moeite waard om WAAM te vergelijken met de traditionele aanpak.
Normen, kwalificaties en certificeringen
Voor een drukvat bepaalt de norm hoe het wordt ontworpen, gebouwd en getest. Wij bouwen onze drukvaten in onze fabriek volgens de volgende kwalificaties en industrienormen.
PED (2014/68/EU)
De PED is de Europese richtlijn voor drukapparatuur boven 0,5 bar. Deze richtlijn deelt apparatuur in vier categorieën in, van I tot IV, op basis van de maximale druk, het volume en het type vloeistof. Hoe hoger de categorie, hoe strenger de conformiteitsbeoordeling. Vanaf categorie II is een aangemelde instantie betrokken, en de rol daarvan neemt toe naarmate de categorie hoger is. Het vat krijgt vervolgens een CE-markering en een conformiteitsverklaring.
Gedrukte metalen vallen nog niet onder de geharmoniseerde materiaalnormen. Voor een gedrukt vat wordt het materiaal daarom goedgekeurd via een specifieke materiaalbeoordeling (PMA). Voor vaten van categorie III en IV wordt deze beoordeling uitgevoerd door de aangemelde instantie.
ASME VIII
ASME BPVC Sectie VIII is de Amerikaanse norm voor de bouw van drukvaten. Deze norm bevat de voorschriften voor ontwerp, materialen, fabricage, inspectie en beproeving. Divisie 1 wordt het meest toegepast.
ASME IX
ASME IX heeft betrekking op de kwalificatie van lasprocedures. WAAM is een booglassproces, dus onze lasparameters zijn op basis daarvan gekwalificeerd. Elke procedure wordt vastgelegd in een lasprocedurespecificatie (WPS) en getoetst aan de hand van proefstukken, wat wordt vastgelegd in een procedurekwalificatierapport (PQR). Voor WAAM maken de lasparameters deel uit van deze procedure. Als een belangrijke parameter buiten het gekwalificeerde bereik valt, moet de procedure opnieuw worden gekwalificeerd.
DNV AMC3
MX3D is de eerste WAAM-faciliteit die is gecertificeerd volgens AMC3, de hoogste klasse in DNV-ST-B203, de DNV-norm voor 3D-geprinte metalen onderdelen. De norm deelt geprinte onderdelen in klassen in op basis van wat er gebeurt als het onderdeel faalt, en AMC3 heeft betrekking op kritieke onderdelen die aan hoge belastingen worden blootgesteld. De audit had betrekking op onze faciliteit, onze MetalXL-software en onze WAAM-procedures, waaronder mechanische tests, materiaalvalidatie en kwaliteitscontrole. Voor u betekent dit dat een geprint onderdeel uit onze vestiging in Amsterdam wordt geleverd met een DNV-kwalificatie.
Kwaliteit en traceerbaarheid
Ons kwaliteitsmanagementsysteem is door DNV gecertificeerd volgens ISO 9001 en onze fabriek beschikt over een LRQA AM-faciliteitscertificaat. Elk product is traceerbaar, van het materiaalcertificaat van de draad tot de printgegevens van elke laag.
Wil je weten hoe certificering voor een geprint onderdeel in zijn werk gaat? Lees Kunnen WAAM-onderdelen worden gecertificeerd?
Hoe wij onze drukvaten testen
We controleren het vat tijdens het printproces, niet pas aan het einde.
MetalXL-procesgegevens. MetalXL registreert voor elke laag de temperatuur tussen de lasgangen, de draadaanvoersnelheid, de stroomsterkte, de spanning en de positie van de lasbrander, en brengt deze gegevens in kaart op het 3D-model. Het laat zien waar de wand dunner of dikker is dan gepland, en geeft een indicatie van de dichtheid. Wanneer de gegevens een afwijking laten zien, passen we de print aan. Dezelfde kaart vertelt onze inspecteurs precies waar ze moeten kijken tijdens de niet-destructieve keuring (NDT).
Niet-destructief onderzoek en druktesten. Vóór levering wordt elk vat onderworpen aan niet-destructieve keuring: visuele inspectie, ultrasoon onderzoek, radiografie of penetrantonderzoek, afhankelijk van het materiaal en de geometrie. Vervolgens wordt het onder druk getest. De norm bepaalt de testdruk: volgens de PED ten minste 1,43 keer de maximaal toegestane druk; volgens ASME VIII Divisie 1 1,3 keer de maximaal toegestane werkdruk.
Destructieve tests, op verzoek. Voor een nieuw ontwerp kunnen we een reservecontainer vervaardigen en deze onder druk zetten totdat deze barst. Zo wordt duidelijk bij welke druk de container bezwijkt en hoeveel marge er is ten opzichte van de ontwerpdruk.
Van CAD-bestand tot getest vat: wat u ontvangt
Als fabrikant van drukvaten op maatverzorgen wij elke stap, van uw CAD-bestand tot een getest vat met de bijbehorende documenten.
- Dien uw aanvraag in. Deel uw CAD-bestand, de materiaalcategorie en, indien van toepassing, uw certificeringseisen.
- Haalbaarheid en offerte. Onze technici controleren de bedrukbaarheid, het materiaal en de coderoute. U ontvangt een prijsopgave en een leverdatum.
- Ontwerp voor drukwerk. Wij passen het model aan voor WAAM en stemmen het testplan met u af, en indien nodig ook met de aangemelde instantie.
- Afdrukken. Van enkele uren tot enkele dagen, afhankelijk van de grootte van het vaartuig.
- Nabewerking. Warmtebehandeling, frezen en machinale bewerking van flenzen en aansluitingen, en indien nodig coating, in samenwerking met gecertificeerde partners.
- Testen en keuring. Druktest, niet-destructief onderzoek (NDT), mechanische tests en een maatcontrole.
- Documentatie en levering. Het vaartuig wordt geleverd met het volledige documentatiepakket (materiaalcertificaat en fabricagedossier).
Hoe lang duurt het?
De levertijd hangt af van drie factoren: de geometrie, het materiaal en het volume van het vat. Een vat dat we al eerder hebben geprint, is het snelst klaar, omdat de printstrategie dan al vastligt. Voor een nieuwe geometrie beschikken we al over beproefde parameters voor gangbare materialen zoals roestvrij staal en aluminium. Duplex, superduplex en andere legeringen vergen meer tijd. Hoe groter het volume, hoe langer het printen duurt.
| Meetkunde | Volume | Levertijd |
| Door MX3D reeds geprinte geometrische objecten | 0 – 0,5 m³ | 1–2 weken |
| 0,5 – 1 m³ | 2–4 weken | |
| 1 m³ en meer | 4+ weken | |
| Nieuwe geometrie in roestvrij staal of aluminium | 0 – 0,5 m³ | 2–4 weken |
| 0,5 – 1 m³ | 4–6 weken | |
| 1 m³ en meer | 6+ weken | |
| Nieuwe geometrie in duplex, superduplex of een andere legering | 0 – 0,5 m³ | 4–6 weken |
| 0,5 – 1 m³ | 6–8 weken | |
| 1 m³ en meer | 8+ weken |
WAAM-drukvaten We hebben ze bedrukt en getest
Ons op maat gemaakte roestvrijstalen drukvat werd in 47 uur geprint in ER316LSi op ons M1 Metal AM-systeem. De aansluitstukken en verbindingen werden rechtstreeks in de mantel geprint, waardoor er geen extra laswerk nodig was om ze te bevestigen. Het aluminium vat werd op dezelfde manier vervaardigd in ER5183, een legering van maritieme kwaliteit. Dit toont aan dat WAAM ook geschikt is voor grote, lichtgewicht drukvaten.
Door MX3D met WAAM-technologie geprinte drukvaten: materiaal, afmetingen, gewicht en printtijd
| Roestvrijstalen vat | Aluminium vat | |
| Materiaal | ER316LSi roestvrij staal | ER5183 aluminium |
| Afmetingen | 409 × 409 × 625 mm | 790 × 790 × 1.050 mm |
| Gewicht | 61 kg | 52 kg |
| Afdruktijd | 47 uur | 32 uur |
| Wanddikte | 8 mm | 6 mm |
Prototype voor een klant: een roestvrijstalen watertank voor Fourinox
Fourinox had een drukvat nodig om water in op te slaan en vroeg ons of dit met een 3D-printer kon worden vervaardigd. Om die vraag te beantwoorden, zijn we begonnen met een klein prototype. We hebben de tank geprint in 316L roestvrij staal: een cilindrische behuizing met gewelfde uiteinden en een flensverbinding, ongeveer 450 mm lang en met een diameter van 150 mm. Vervolgens hebben we het prototype naar Fourinox gestuurd, waar ze er zelf tests mee hebben uitgevoerd. Ze waren tevreden met de resultaten en het prototype vormde het begin van onze samenwerking.
Veelgestelde vragen over op maat gemaakte drukvaten
Wat is een drukvat?
Een drukvat is een gesloten reservoir waarin een gas of vloeistof onder een andere druk dan die van de omringende lucht wordt bewaard. Reactoren, scheiders, luchtreservoirs en mantels van warmtewisselaars zijn veelvoorkomende voorbeelden. Omdat een defect gevaarlijk kan zijn, wordt elk drukvat ontworpen, gebouwd en getest volgens een norm zoals PED of ASME VIII.
Hoe worden drukvaten gemaakt?
Bij de conventionele productie van drukvatenwordt staalplaat tot een mantel gewalst, worden de bodems gevormd en worden de aansluitingen erop gelast. Bij drukvat vervaardigd via additive manufacturing wordt laag voor laag geprint uit een metaaldraad als grondstof, inclusief de aansluitstukken. In beide gevallen wordt het vat vervolgens machinaal bewerkt, geïnspecteerd en aan een druktest onderworpen.
Waar worden drukvaten van gemaakt?
De meeste zijn vervaardigd uit koolstofstaal of roestvrij staal. Duplex, superduplex, aluminium en nikkellegeringen worden gebruikt voor toepassingen in corrosieve, cryogene of hoge-temperatuuromgevingen. Voor een op maat gemaakte op maat gemaakte stalen drukvathangt de keuze af van het medium, de temperatuur en de druk. Onze WAAM-materiaalselectiegids helpt u bij het maken van een keuze.
Wat is een ASME-drukvat?
Een ASME-drukvat wordt ontworpen, gebouwd en gekeurd volgens ASME BPVC Sectie VIII, de belangrijkste norm voor drukvaten in de VS. Een bevoegde keurmeester controleert het werk, waarna het drukvat een ASME-stempel krijgt. Ook veel afnemers buiten de VS vragen hierom, met name in de olie- en gassector.
Hoe las je drukvaten?
Drukvaten worden gelast door gekwalificeerde lassers volgens een procedure die is getest conform ASME IX of EN ISO 15614. Elke lasnaad wordt vervolgens gecontroleerd met niet-destructief onderzoek (NDT). Bij bij de fabricage van roestvrijstalen drukvatenbeperken koolstofarme staalsoorten zoals 316L (roestvrij staal) de corrosie bij de lasnaden. WAAM is zelf actief op het gebied van booglassen en hanteert daarom dezelfde kwalificatieregels.
Vraag een offerte aan voor uw drukvat
Neem een drukvat op maat nodig? Stuur ons uw CAD-bestand met het materiaal, de certificering die u nodig hebt, de ontwerpdruk en uw deadline. Onze ingenieurs zullen u dan de beste aanpak, een prijs en een leverdatum voorstellen.
