Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Additive manufacturing & Ceramics              a leap forward            Hessel Maalderink                  June 7, 2012  ...
1                                   10 januari 2011                                   M Bouman                            ...
2                             10 januari 2011                             M Bouman                             TNO Nieuwe ...
3                              10 januari 2011                              M Bouman                              TNO Nieu...
4                                  10 januari 2011                                  M Bouman                              ...
5                                 10 januari 2011                                 M Bouman                                ...
6                           10 januari 2011                           M Bouman                           TNO Nieuwe huisst...
7                        10 januari 2011                        M Bouman                        TNO Nieuwe huisstijlEU Res...
8                        10 januari 2011                        M Bouman                        TNO Nieuwe huisstijlEU Res...
9                                10 januari 2011                                M Bouman                                TN...
10                    10 januari 2011                    M Bouman                    TNO Nieuwe huisstijlStereolithography...
11                             10 januari 2011                             M Bouman                             TNO Nieuwe...
12                                     10 januari 2011                                     M Bouman                       ...
13                                 10 januari 2011                                 M Bouman                               ...
14                                10 januari 2011                                M Bouman                                T...
15                                10 januari 2011                                M Bouman                                T...
16                                10 januari 2011                                M Bouman                                T...
17                                10 januari 2011                                M Bouman                                T...
18                                10 januari 2011                                M Bouman                                T...
19                           10 januari 2011                           M Bouman                           TNO Nieuwe huiss...
20                                    10 januari 2011                                    M Bouman                         ...
21                                               10 januari 2011                                               M Bouman   ...
22                                10 januari 2011                                M Bouman                                T...
23                               10 januari 2011                               M Bouman                               TNO ...
24                        10 januari 2011                        M Bouman                        TNO Nieuwe huisstijlProce...
25                       10 januari 2011                       M Bouman                       TNO Nieuwe huisstijlProcessi...
26                                    10 januari 2011                                    M Bouman                         ...
27                                           10 januari 2011                                           M Bouman           ...
28                                   10 januari 2011                                   M Bouman                           ...
29                                                            10 januari 2011                                             ...
30                                      10 januari 2011                                      M Bouman                     ...
31                           10 januari 2011                           M Bouman                           TNO Nieuwe huiss...
32                   10 januari 2011                   M Bouman                   TNO Nieuwe huisstijlScatter reduction: m...
33                              10 januari 2011                              M Bouman                              TNO Nie...
34                                        10 januari 2011                                        M Bouman                 ...
35                          10 januari 2011                          M Bouman                          TNO Nieuwe huisstij...
36                                    10 januari 2011                                    M Bouman                         ...
37                            10 januari 2011                            M Bouman                            TNO Nieuwe hu...
38                           10 januari 2011                           M Bouman                           TNO Nieuwe huiss...
39                       10 januari 2011                       M Bouman                       TNO Nieuwe huisstijlThe Medi...
40                              10 januari 2011                              M Bouman                              TNO Nie...
41                     10 januari 2011                     M Bouman                     TNO Nieuwe huisstijlEnvisioning Em...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Hessel Maalderink - TNO

1,279 views

Published on

Published in: Technology, Business
  • Be the first to comment

Hessel Maalderink - TNO

  1. 1. Additive manufacturing & Ceramics a leap forward Hessel Maalderink June 7, 2012 themadag Additive Manufacturing
  2. 2. 1 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlAgenda• TNO and Additive Manufacturing • Technologies • Projects• Micro stereolithography • Principal • Work done at TNO • Building in highly filled resins, then sintering • Applications • Future developments
  3. 3. 2 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlTNO in the Netherlands. Dutch Research Institute. 14 locations 3800 Fte. Location Eindhoven.
  4. 4. 3 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlAbout TNO. Research Organisation since 1932 7 Themes & 20 Innovation Areas.
  5. 5. 4 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlTNO High-tech systems & Materials. Department: Equipment for Additive Manufacturing – EfAM. 15 fte on AM. 35 fte supporting technology.
  6. 6. 5 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlEfAM - Equipment for Additive Manufacturing. Specialised in Micro Stereo Lithography and Inkjet Printing. Polymers and High Filled Resins containing Ceramics & Metals. High viscous material printing & Multi-Material ©TNO ©TNO ©TNO ©TNO
  7. 7. 6 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlHigh Viscosity Jetting. Multi Material Printing Software, Material, Process, Graded. ©TNO ©TNO
  8. 8. 7 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlEU Research Projects. Sixth Framework CEC made Shoe Digitex Stella Open Garments Seventh Framework Custom Fit Custom IMD DirectSpare Compolight Diginova
  9. 9. 8 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlEU Research Projects. Some Results
  10. 10. 9 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlFood Lab. Demonstration of the latest food printing techniques: 3D printing Laser sintering Extrusion Ink jetting Encapsulation Electro spinning A virtual tour can be found on: http://www.tno.nl/digitale_bladen/foodlab/index. cfm ©TNO
  11. 11. 10 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlStereolithography Courtesy CustomPartNet
  12. 12. 11 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijluSLA machine principle SpindleForce feedback Load cell Steppermotor Platform Reservoir Projector Mirror Shutter
  13. 13. 12 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijl Micro Stereo Lithography Work flow3D Cad file STL file Bitmaps µSLA part To project
  14. 14. 13 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlIntroduction to micro stereolithography Z-stage Cured Resin Light curable resin Glass DLP Projector
  15. 15. 14 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlMicro stereolithography Z-stage Cured Resin Light curable resin Glass DLP Projector
  16. 16. 15 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlMicro stereolithography Z-stage Cured Resin Light curable resin Glass DLP Projector
  17. 17. 16 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlMicro stereolithography Z-stage Cured Resin Light curable resin Glass DLP Projector
  18. 18. 17 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlMicro stereolithography Z-stage Cured Resin Light curable resin Glass DLP Projector
  19. 19. 18 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlMicro stereolithography Z-stage Cured Resin Light curable resin Glass DLP Projector
  20. 20. 19 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlThe Lepus® System. Closed Loop Force feedback Licensed to RapidShape
  21. 21. 20 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijl µ SLA Development of custom additive manufacturing systems, in a B2B consortium with industrial partnersJewelry Dental Courtesy RapidShape Hearing aid
  22. 22. 21 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijl Micro Stereo Lithography Laser Mask projectionScale Laser (2 photon) Courtesy Laser Zentrum Hannover nm µm mm Voxel size
  23. 23. 22 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlMicro Stereo Lithography Applications: Courtesy RapidShape Prototyping Master Rapid Manufacturing Fields of operation: Medical Devices Electronics / Telecom Sensors Micro fluidic systems Mechanical components Mould making Jewelry
  24. 24. 23 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlRoadmap of High Filled µSLA. High Filled µSLA Development of additive manufacturing systems for high filled materials, with partners in industry and research. Technical Ceramics Piezo Metals Magnetic Organic Biomaterial
  25. 25. 24 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlProcessing highly filled material
  26. 26. 25 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlProcessing highly filled materials
  27. 27. 26 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlThe Technology. Highly filled materials. What are they? Photopolymer filled with a powder based material (e.g. ceramic), in which the photopolymer is used as a binder. Why filled photopolymers? To go beyond the limited properties of photopolymers, by using the advanced properties of the filler Why highly filled? Minimum of 50 vol% required to sinter powder Higher filling gives less shrinkage during sintering
  28. 28. 27 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlNow, why would we like to “print” ceramicstructures ?Ceramics have some interesting properties….- Hardness, stiffness- Chemical resistance- Wear resistance- Heat resistance- Low thermal expansion- Low Thermal conductivity / High thermal conductivity- Low weight …. but are in general not easy to process
  29. 29. 28 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlConsequences of high filling Increased viscosity Non-newtonian behaviour Changed optical characteristics Sagging
  30. 30. 29 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlRheology 1,0E+06 1,0E+05 Viscosity (mPa.s) 1,0E+04 75wt% no disp 74 wt % 1,0E+03 80 wt % 87 wt % 89 wt % 90 wt % 1,0E+02 1 10 100 Shear rate (1/s)Highly decreased viscosity through dispersantType and amount are critical and binder specific !
  31. 31. 30 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlScatter reduction Light scattering due to ceramic particles influences spatial resolution of the uSLA process Important parameters Particle size distribution Refractive index of ceramic particle Refractive index of photopolymer Absorption coefficient of ceramic particle
  32. 32. 31 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlScatter reduction: analysis methodWork done by Hans Wegman Mask projection Sensofar
  33. 33. 32 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlScatter reduction: model
  34. 34. 33 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlPreliminary Results: Al2O3 Some Results of Al2O3 Ceramic parts made by TNO. ©TNO Al2O3 ©TNO ©TNO
  35. 35. 34 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlPreliminary Results: Al2O3• Highly Al2O3 filled photosensitive resins were formulated (45-50%vol)• Viscosity around 30 Pa.s• Small parts were built• Density OK• Work in progress: crack reduction
  36. 36. 35 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlPreliminary Results: SiC SiC (green)
  37. 37. 36 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlRoadmap of High Filled µSLA. Larger parts: New recoater concept to process high viscous material. Improve material and process for reproducible parts. Expand material portfolio. Technical Ceramics Al2O3 AlN ZrO2 SiC SiO2
  38. 38. 37 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlThe Hype - 3D Printing. Gartner Hype Cycle 2011. Courtesy: Gartner
  39. 39. 38 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlThe Hype - 3D Printing. Gartner Hype Cycle 2011 Courtesy: Gartner
  40. 40. 39 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlThe Media Hype is already started.
  41. 41. 40 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlInvestors. Hype or not? ABN Business report 2012.
  42. 42. 41 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijlEnvisioning Emerging Technology.

×