3D printmagazine juli 2018

5e JAARGANG EDITIE 2 â—? juli 2018

print magazine

Informerend en inspirerend over 3D in de industrie

Fietsenfabrikant Accell verkort ontwikkeltijd met 3D printen Luidt STEP technologie van Stratasys AM serieproductie in?

Objexlab ontwikkelt AM applicaties voor hightech industrie Vliegende verkoopstart Admaflex keramiekprinter

LASERTEC 30 SLM Additive Manufacturing 3D metaalprinten fijnmechanische componenten - - - -

De video voor Additive Manufacturing: www.3D.dmgmori.com Indien uw mobiele telefoon over een QR-Code-herkenningssoftware beschikt, gaat u direct naar de video.

Bewezen poederbedtechnologie voor 3D metaalprinten Complexe precisie werkstukken van 300 x 300 x 300 mm 3D printen in laagdiktes vanaf 20 Âľm Fiberlaser van 400W tot 1 kW Compleet proces: van CADCAM en Selective Laser Melting machine tot en met CNC freestechnologie

www.dmgmori.com

DMG Mori Netherlands BV. Wageningselaan 48 3903 LA Veenendaal 0318 - 557611

Colofon print magazine 2018

AM waardeketen krijgt vorm Als er één sector is die zich vanaf het begin internationaal ontwikkelt, is het de 3D printindustrie. De digitalisering, de backbone van additive manufacturing, zorgt ervoor dat deze branche letterlijk en figuurlijk geen grenzen kent. Daarom ben ik blij dat Flam3D, de Belgische belangenbehartiger van de hele AM keten, de vleugels naar Nederland heeft uitgeslagen. En met succes, sinds begin dit jaar sluiten zich steeds meer Nederlandse bedrijven aan bij Flam3D. De organisatie wordt hiermee een belangenbehartiger voor de 3D print keten in de Benelux. Terecht, de ontwikkelingen gaan te snel en trekken zich niks van landsgrenzen aan om in Nederland en België dit soort initiatieven gescheiden te houden.

Daarom ben ik ook blij dat 3D Print magazine en Flam3D elkaar gevonden hebben.

We gaan intensiever samenwerken om de sector te promoten. Verderop lees je daar meer over. Hopelijk melden zich veel organisaties voor wie 3D printen een wezenlijke activiteit kan worden, aan. Zodat we in de Benelux een krachtige spreekbuis voor de AM sector krijgen.

Dit is nodig. Want de ontwikkelingen gaan echt snel. Niet alleen qua technologie, veel meer qua business development. Je ziet overal om je heen dat grote bedrijven bezig zijn hun AM capaciteit op te bouwen en uit te breiden. GE is daarin ongetwijfeld een van de koplopers. Op een eigen evenement in New York stak GE topman John Flannery onlangs zijn enthousiasme voor 3D metaalprinten niet onder stoelen of banken. De Amerikanen hebben al 25.000 nozzles geprint voor de LEAP motoren. Kim Smith, AM manager bij vliegtuigbouwer Boeing, zei op hetzelfde evenement dat er al meer dan 60.000 3D geprinte producten in de vliegtuigen zijn verwerkt. En BMW 3D print elk jaar ook al zo’n 140.000 onderdelen, waarvan nu de eerste voor seriemodellen. De in Born gebouwde BMW Mini kun je tegenwoordig dankzij 3D printen pimpen naar je eigen smaak. AM draait niet langer alleen om prototyping, maar eveneens om het produceren van functionele onderdelen.

Natuurlijk moeten de fabrikanten en de materiaalproducenten nog flinke slagen maken, maar de trein is vertrokken. Als de 3D printbeurs Rapid.Tech in Erfurt een hele congresdag wijdt aan ‘Lohnfertigung’ in de AM industrie, betekent dat wel iets.

In Duitsland investeren ook kleinere familiebedrijven in 3D metaalprinten. Daarom moeten we de maakindustrie – en alle andere sectoren die 3D printen kunnen inzetten – in de Benelux verder enthousiast maken over 3D printen, overtuigen van de kansen die er liggen en ondersteunen met goede informatie. Want de trein is vertrokken. Die stopt niet meer.

Het 3D Print magazine voor de maakindustrie verschijnt vier keer per jaar en is een uitgave van Made-in-Europe.nu en 54U Media, uitgever in de metaal, over additive manufacturing in de maakindustrie. Dit magazine informeert over nieuwe ontwikkelingen in 3D printen, reikt praktische how to informatie aan en toont best practices. Het wil behalve informeren ook bijdragen aan de leercurve die bedrijven door moeten in de transitie naar deze nieuwe technologie, maar spreekt tevens ook de professional aan, die al meer ervaring heeft. Het magazine wordt verspreid onder maakbedrijven uit zowel de metaal- als kunststofverwerkende industrie en engineeringbureaus en productontwikkelaars.

Het 3D Print magazine verschijnt naast de website, de nieuwsbrieven en de online digimagazines van Made-in-Europe. De oplage is 4.800 gedrukte exemplaren.

Redactie Franc Coenen (hoofdredacteur) Schuttersdreef 72 6181 DS Elsloo Tel: +31 46 4333123 Email: franc.coenen@3dprintmagazine.eu Uitgeverij 54U Media Prinsenweide 26 7317 BB Apeldoorn T: +31 (0) 55 360 10 60 F: +31 (0) 55 360 08 60 I: info@54umedia.nl E: www.54umedia.nl

54U Media

Advertentie-exploitatie Vincent Span T: +31 (0)55 360 62 27 M: +31 (0)6 511 93 408 E: v.span@54umedia.nl Harold Draaijer T: +31 (0)55 360 64 20 M: +31 (0)6 51 19 31 32 E: h.draaijer@54umedia.nl Alle advertentiecontracten worden afgesloten conform de Regelen voor het Advertentiewezen, gedeponeerd bij de rechtbanken in Nederland (exemplaar op aanvraag kosteloos verkrijgbaar).

Vormgeving en opmaak Rijnier van Kesteren Drukkerij Senefelder Misset, Doetinchem Copyright Niets van deze uitgave mag worden overgenomen, tenzij met uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van de uitgever.

Franc Coenen

franc.coenen@3dprintmagazine.eu

print magazine juli 2018

3

Aardverschuivingen in 3D printermarkt Afgelopen jaar is de markt voor 3D metaalprinters haast ‘geëxplodeerd’. Maar ook aan de polymeerkant van de AM industrie tekenen zich veranderingen af. 2018 zal niet veel anders worden, voorspellen ingewijden. Het spel om marktaandeel is begonnen. De kaarten worden opnieuw geschud. Zal de 3D printermarkt in 2018 verder groeien?

Vele jaren hebben gevestigde partijen de 3D printermarkt gedomineerd. Stratasys, 3D Systems, EOS, Concept Laser en SLM Solutions waren de grote partijen. HP en later GE hebben de markt echter danig opgeschud, HP met de multijet fusion technologie waarmee een alternatief voor SLS in de markt kwam; GE door na de mislukte poging SLM Solutions in te lijven Concept Laser te kopen, gelijktijdig met Arcam en ze onder te brengen in GE Additive. Je moet toegeven dat het management van GE in ieder geval een fijne neus heeft wanneer toe te slaan in een markt. Ze hebben de hype van enkele jaren geleden met dito torenhoge waarderingen rustig voorbij laten gaan. Precies vóórdat de markt voor 3D metaalprinten in 2017 explosief is gegroeid, hebben ze toegeslagen. GE Additive heeft zich daarmee vorig jaar op de 3e plek in het segment industriële / professional printers genesteld, met een marktaandeel van 9% (145,9 miljoen dollar sales uit 3D printers, na EOS met 240,4 miljoen dollar

en Stratasys met 405,5 miljoen dollar). Dat blijkt uit cijfers van het Britse marktonderzoekbureau Context. Chris Connery, vice president Global Analysis bij Context, zegt dat de verkopen van Arcam en Concept Laser zich gelijk hebben ontwikkeld.

“De Concept Laser lijn was goed voor 80% van het volume van GE Additive, niet echt verschillend van de verhoudingen toen Concept Laser en Arcam nog aparte bedrijven waren.”

Bijna verdubbeling

GE Additive heeft de sterke positie als nieuwkomer mede te danken aan het feit dat de markt voor 3D metaalprinters in 2017 explosief is gegroeid. Iets ander kun je namelijk over dit deel van de markt niet zeggen. Terry Wohlers schrijft in zijn jaarlijks Wohlers Report dat in 2017 liefst 1768 3D metaalprinters zijn verkocht, zo’n 80% meer dan het jaar daarvoor. De cijfers die Wohlers elk jaar wereldwijd verzamelt, laten sinds 2013 een steeds snellere groei zien in de verkopen van 3D metaalprinters, samen met een toename van de levering van monitoringsystemen om het AM proces robuuster te maken. Dat duidt dus op een verschuiving van prototyping richting productie

Formlabs en Ultimaker zetten

Veel printstukken worden nog voor prototyping ingezet, zoals dit onderdeel geprint op de HP printer.

4

Context heeft onlangs een nieuw marktsegment in de 3D printermarkt geïntroduceerd, namelijk het segment tussen 2.500 en 20.000 dollar. Ze noemen dit de professional markt.

Deze machines worden vooral door professionals gebruikt en toonde in 2017 een groei van niet minder dan 97%.

Dit segment is vooral gegroeid door de inspanningen van

print magazine juli 2018

In de automobielindustrie blijft het metaalprinten voornamelijk beperkt tot exclusieve toepassingen, zoals deze remklauw voor de Bugatti Veyron.

Ondanks explosieve groei 3D metaalprinten blijven kunststof printers domineren van functionele onderdelen die direct in hun eindtoepassing worden ingezet. Dat leiden ook de analisten van Context uit de cijfers af. Chris Connery van Context zegt dat 61% van de metaalprinters die vorig jaar zijn verkocht voornamelijk ingezet wordt voor “end part production”. De groei van de verkopen van metaalprinters is volgens hem een van de aanjagers van de groei van de totale markt, die inclusief de polymeerprinters qua omzet met 40% gegroeid is en qua aantal verkochte printers met 5%. Overigens komt volgens Context 70% van de totale 3D printermarkt voor rekening van de industriële printers.

82% is kunststof printer

opgeschud. Weliswaar is Stratasys met 25% marktaandeel nog altijd de grootste; HP is erin geslaagd om in het eerste jaar waarin de MJF printers zijn uitgeleverd 6% marktaandeel te winnen. De nieuwkomer wist voor 97,3 miljoen dollar printers te verkopen. Behalve HP heeft ook Carbon in 2017 voor de groei van de verkopen van polymeerprinters gezorgd. Hoewel beide nieuwkomers hun technologie positioneren als geschikt voor functionele onderdelen, vindt Chris Connery het nog te vroeg om uitspraken te doen over het primaire gebruik van de kunststof printers. “In het algemeen geldt voor alle AM technologieën voor kunststof dat het primaire doel waarvoor de printers worden ingezet, prototyping is”, zegt de analist van Context. Vorig jaar werd 36% van de verkochte kunststof printers hiervoor ingezet.

“De markt zal in 2018 nauwlettend volgen of deze nieuwe technologieën inderdaad voor productieonderdelen ingezet worden.” De tweede grootste toepassing is mass customization

3D metaalprinten mag dan wel ontzettend veel gevraagd worden, de totale markt wordt nog altijd in aantallen gedomineerd door de industriële 3D printers voor kunststof onderdelen. De onderzoekers van Context zeggen dat 82% van alle verkochte industriële 3D printers voor kunststoffen is bedoeld; de metaalprinters namen vorig jaar slechts 12% van de aantallen voor hun rekening. De kunststof markt is eveneens flink

toon in nieuw marktsegment Formlabs en Ultimaker vinden de analisten van het Britse onderzoeksbureau. Formlabs eenvoudigweg door de manier waarop ze continu hun verkopen hebben weten te vergroten, terwijl Ultimaker door het portfolio licht aan te passen dit jaar sterker in de richting van dit segment is opgeschoven.

print magazine juli 2018

De markt voor 3D metaalprinters is geëxplodeerd. Op de foto een geprinte matrijs voor autobandenproductie (geprint met een machine van 3D Systems).

5

Gratis abonnement op nieuwsbrief Wil je niks missen?

Schrijf je dan in voor de gratis wekelijkse email nieuwsbrief van 3D Print magazine.

Als bonus ontvang je als eerste de digitale editie van het volgend magazine.

http://eepurl.com/bNsJAn WILGENWEG 20, 3421 TV OUDEWATER, TEL: +31 (0)348 - 56 45 40 E-MAIL: INFO@JANVANDAMTRANSPORT.NL

www.3dprintmagazine.eu

WWW.JANVANDAMTRANSPORT.NL

C E N T R U M VA N D E MAAKINDUSTRIE P R E S E N T E E R U W TO E PA S S I N G ALS ONMISBARE SCHAKEL IN DE PRODUCTIEKETEN Versterk uw positie in Noord- en Oost-Nederland!

18, 19 EN 20 SEPTEMBER 2018 EVENEMENTENHAL HARDENBERG

METAVAK 2018

V 30 OKT - 1 NO NHAL TE EVENEMEN M HE NC GORI

SLIMME PROCESSEN

WWW.TIV-HARDENBERG.NL

6

SLIMME PRODUCTIES

SLIMME (EIND)PRODUC TEN

LINKEDIN.COM/COMPANY/TIV-HARDENBERG/

TO E KO M S TC A M P U S

TWITTER.COM/TIV_HARDENBERG

print magazine juli 2018

Desktop Metal is een van de nieuwkomers dit jaar. Behalve dat het bedrijf twee 3D metaalprinters ontwikkelt, toonde het op SolidWorks World de eerste versie van LiveParts. Dit is heel nieuwe software voor generative design.

(15%), wat Chris Connery overigens niet echt tot productie rekent omdat men niet keer op keer hetzelfde onderdeel print.

Het printen van opspanhulpmiddelen is goed voor 11% van de toepassingen.

De gevestigde orde

Met name Stratasys en 3D Systems hebben afgelopen jaar de komst van nieuwe spelers gemerkt. EOS lijkt er minder last van te hebben gehad, want volgens de cijfers van Context groeide het marktaandeel van de Duitsers met 14% (gerekend naar aantallen printers). Tijdens de opening van het EOS Innovation Center in Düsseldorf zei Adrian Keppler, CEO van EOS, dat men duidelijk de versnelling in de markt bespeurt. Wat hem betreft is dit nog maar het prille begin. “De huidige wereldmarkt voor industriële 3D printers is zo’n 2 miljard dollar groot. Samen met onze concurrentie willen we die markt binnen 10 tot 20 jaar doorontwikkelen naar 100 miljard dollar.” De beide Amerikaanse spelers hebben bij de toelichting op hun cijfers vooral de lange termijn visie benadrukt, want de cijfers over 2017 zelf waren tegenvallend. Stratasys boekte vorig jaar een kleine groei (668,4 miljoen dollar tegenover 672,5 miljoen een jaar eerder); 3D Systems zag de omzet toenemen met zo’n 2% tot 646,1 miljoen dollar. Vyomesh Joshi, topman van 3D Systems, zei in een analisten call dat de verschuiving naar productie noodzakelijk is om de juiste balans te krijgen in de inkomstenmix. “Je moet

GE heeft precies op het juiste moment toegeslagen investeren in een productiebasis, want als je dat niet doet, zul je nooit de vruchten plukken van de jaarlijkse inkomsten uit de installed base.” VJ doelt hiermee op de inkomsten uit verkoop van de materialen en de servicecontracten. Deze moeten omhoog.

Vorig jaar heeft 3D Systems vooral geïnvesteerd in het opbouwen van een installed base van productieprinters in onder andere de juwelenindustrie en verloren was gieten. De topman verwacht veel van de beide nieuwe metaalprinters die dit jaar op de markt komen (de DMP 8300 en 8500 Production) en de nieuwe 6100 SLS printer. Ilan Levin, CEO van Stratasys zei in een toelichting op de kwartaalcijfers dat de AM markt sterk is. Klanten willen met name de nieuwe technologie inzetten. En hoewel hij zelf de resultaten vindt tegenvallen, blijft hij optimistisch door wat er bij Stratasys in de pijplijn zit. Naast een nieuwe FDM printer voor productieinzet (F900 Production) en de uitbreiding van de toepassing van het Nylon 12 CF materiaal (nu ook voor de F380), zijn bij Stratasys alle ogen gericht op de metaalprinter die aangekondigd is voor de tweede helft van dit jaar.

Nieuwe metaalprinters

Levin heeft hierover gezegd dat deze de productiekosten van

In de desktop printermarkt zijn veel spelers verdwenen, andere schuiven op richting de professionele toepassingen, zoals het Koreaanse Sindoh dat aan een grote FDM printer werkt.

print magazine juli 2018

7

AM toepassingen verschuiven richting productie; prototyping nog altijd grootste toepassing

Het merendeel van de 3D printtoepassingen zijn nog kunststof producten, zoals dit onderdeel geprint op een Stratasys FDM printer.

functionele aluminium onderdelen met 80% vermindert, vergeleken met onder andere verloren was gieten. “Dit maakt onze oplossing zeer efficiënt en economisch gerechtvaardigd voor een brede range aan toepassingen. Onze unieke benadering zorgt voor functionele onderdelen met een dichtheid en een isotropie die significant hoger is dan bestaande additieve systemen, met bijna identieke chemische samenstelling als onderdelen gemaakt met conventionele methoden.” Dit segment lijkt van groot belang te zijn voor fabrikanten. Chris Connery van Context denkt dat Stratasys met deze metaalprinter de positie weer kan versterken. “De markt kijkt met heel veel belangstelling naar de metaalprinttechnologie van Stratasys uit. Zonder metaalprinttechnologie in het portfolio heeft Stratasys in 2017 een kans in een sterk groeisegment gemist.”

Hoe dit marktsegment er in 2018 gaat uitzien, is nog onzeker.

Want behalve Stratasys, komt later dit jaar ook HP met een metaalprinter en is een van de rijkste start-ups ooit, Desktop Metal, gestart met de uitlevering van de DM Studio metaalprinter.

Desktop Metal zegt vooral de industrie een goedkopere oplossing te willen bieden vergeleken met de huidige veelal laser poederbed printers. En zo komen er nog meer lager geprijsde metaalprinters in 2018 naar de markt. Chris Connery: ”HP bleek in 2015 en 2016 de markt te kunnen beïnvloeden, nog zonder dat ze een printer leverden. Afhankelijk van de aankondigingen van HP en Stratasys, gaan we in 2018 misschien wel eenzelfde effect zien.” En ook bij de kunststof printers kunnen de zaken er eind 2018 heel anders voorstaan dan momenteel. 3D Systems heeft de eerste Figure 4 systemen aan eindklanten geleverd. “We gaan dus inderdaad verdere ontwikkeling van de markt zien en de verkoopmix zal blijven veranderen”, aldus Connery. De analisten van Context verwachten dan ook dat de totale AM markt dit jaar fors gaat aantrekken. Het aantal verkochte 3D printers zal met 21% toenemen, vergeleken met 5% in 2017.

Bronnen

www.contextworld.com www.seekingalpha.com www.wohlersassociates.com

Renishaw werkt volop aan de 3D printtechnologie, met als verwachting dat de markt rond 2020 echt op gang gaat komen.

8

print magazine juli 2018

Flam3D en 3D Print magazine slaan de handen in elkaar

3D Print magazine en Flam3D gaan voortaan intensief samenwerken om de AM-sector in de Benelux verder te versterken. De onafhankelijke branchevereniging voor de 3D print industrie in de Benelux krijgt een vaste plek in 3D Print magazine. Het vakblad wordt het externe communicatiekanaal voor Flam3D. 3D Print magazine is in de regio het belangrijkste vakblad rond additieve productie; Flam3D vervult als onafhankelijke regionale branchevereniging/sectororganisatie vooral een rol rond het verbinden, netwerken en vertegenwoordigen van de sector.

Franc Coenen, hoofdredacteur 3D Print magazine, vindt de samenwerking een logische stap: “3D Print magazine en Flam3D hebben beiden de verdere ontwikkeling van additieve productie voor ogen, van basisonderzoek tot implementatie in de industrie, gezondheidszorg en andere sectoren. De samenwerking is in die zin gewoon logisch. We brengen informatie en netwerken samen, om zo meer interactie en beweging in deze opkomende markt te brengen.”

Win-win voor de regio

Aan de kant van Flam3D vult Kris Binon, directeur, deze visie verder aan: “We kijken steeds uit naar win-win samenwerkingsverbanden die ten goede komen aan het economisch weefsel in de regio. Deze samenwerking is een schoolvoorbeeld wat dat betreft.” Hij benadrukt ook het belang voor de eigen organisatie: “Flam3D had nog geen regulier kanaal voor haar externe communicatie, buiten de eigen websites.

3D Print magazine heeft een jarenlange traditie van gedegen journalistiek rond AM en is dus het gedroomde informatiekanaal voor onze sectororganisatie/branchevereniging.” De samenwerking is mede ingegeven doordat Flam3D zich sinds dit jaar nadrukkelijk ook op Nederland richt, een ontwikkeling die beiden van harte toejuichen. Kris Binon: “Zeker in deze zich snel ontwikkelende sector moeten we als Nederland en Vlaanderen de krachten bundelen en niet gaan dupliceren, zodat zich in deze regio een sterke AM industrie kan ontwikkelen.”

print magazine juli 2018

Voordelen voor de leden

Concreet zal Flam3D het magazine benutten als voorkeurskanaal voor hun externe communicatie. De leden van Flam3D krijgen interessante voorwaarden voor advertentieruimte in het magazine en op de website. Uiteraard zullen beide organisaties elkaar ook intensiever inlichten over interessant nieuws of marktanalyses voor zover vertrouwelijke afspraken dit toelaten.

Door lid te worden van Flam3D zal 3D Print magazine in direct contact staan met de andere leden, terwijl die laatsten ook een directere link krijgen naar het vakblad. Beide organisaties benadrukken echter het belang van hun neutraliteit, in berichtgeving en contacten.

Podium

Flam3D zal van het vakblad het speerpunt maken van haar externe communicatie, met een bijdrage in elke uitgave.

Flam3D zal daarin ook een forum geven aan start-ups en kleinere bedrijven. Met ongeveer 70 bedrijven en 10 onderzoeksinstellingen die lid zijn van de organisatie, blijft Flam3D natuurlijk ook de onafhankelijke partner voor jouw 3D print uitdaging. www.flam3d.be

9

3DXpert als add-on beschikbaar voor SolidWorks gebruikers

SolidWorks en 3D Systems: native CAD data naar 3D printer Een van de vele aankondigingen op 3D printvlak die op SolidWorks World werden gedaan, betreft de samenwerking met 3D Systems. Gebruikers van SolidWorks kunnen voortaan gebruik maken van de 3DXpert software.

“Uiteindelijk gaat het om het werkstuk, om iets dat maakbaar is. Met herhaalbare kwaliteit.” Met deze uitspraak geeft 3D Systems topman Vyomesh Joshi precies aan

De beide topmannen van SolidWorks en 3D Systems: Gian Paolo Bassi en VJ.

waar de samenwerking van het 3D printbedrijf met de softwareontwikkelaar SolidWorks om draait. Namelijk om tools waarmee men de producten die geprint worden, verbetert en met reproduceerbare kwaliteit kan produceren.

“We willen van de fysieke naar de digitale wereld gaan en weer terug.” En daarbij mogen geen bits verloren gaan, vult SolidWorks topman Gian Paolo Bassi aan. “We willen geen verschil tussen het digitale en fysieke product.”

3DXpert for SolidWorks is een add-on voor de CAM software, die een brug moet slaan tussen de CAM software en het 3D printproces. Bijzonder is dat de software werkt met native CAD data, wat dataverlies voorkomt. Als de 3D printer het ondersteunt, worden native CAD data naar de machine gestuurd. De software positioneert het model automatisch in een best fit positie om printtijd en support te minimaliseren en het printvolume optimaal te benutten. Supportstructuren worden eveneens automatisch geplaatst, waarbij de

Mark Rushton: toegang tot ontwerptools Mark Rushton werkt bij SolidWorks als productmanager AM portfolio. In LA kregen we de kans kort met hem te praten over zijn visie op 3D printen.

Welke rol gaat kunstmatige intelligentie (AI) in 3D printen spelen?

Mark Rushton: “Live Parts van Desktop Metal gebruikt al AI. Ik denk dat we pas het begin hebben gezien van generative design en topologie optimalisatie. Kunstmatige intelligentie heeft de potentie in zich om het benutten van ontwerpvrijheid te versnellen.”

Kunnen we dan nog lang met stl-files blijven werken? Waarom wordt 3MF niet breder toegepast?

Mark Rushton: “3MF heeft veel voordelen, alleen al de

10

tijdbesparing doordat de bestanden kleiner zijn. Een latticestructuur die in stl 270 MB in beslag neemt, kan in 3MF in een bestand van 16 MB. Ik snap niet waarom 3MF niet méér gebruikt wordt. Het zijn vooral de servicebureaus die stl-files vragen. Ik denk dat het uiteindelijk een kwestie van opleiden zal zijn.”

Hoe ziet de samenwerking met 3D Systems eruit?

Mark Rushton: “Door de samenwerking met 3D Systems krijgen onze klanten toegang tot de tools om te optimaliseren en latticestructuren te ontwerpen. Wij denken dat ze hiermee het ontwerpen voor AM kunnen versnellen. Een groot deel van de gebruikers van SolidWorks zit in de speciaal machinebouw. Die sector maakt kleine aantallen, heeft met reserve onderdelen te

print magazine juli 2018

Dit soort latticestructuren laten zich met 3DXpert for SolidWorks met enkele muisklikken aanbrengen op het oppervlak van een werkstuk. De software doet echter veel meer.

engineer nog steeds invloed hierop behoudt. Ook de speciale designsoftware voor latticestructuren, met de nodige voorgeprogrammeerde structuren zijn voortaan met één muisklik over te brengen op een ontwerp. De software van 3D Systems is niet alleen beschikbaar voor 3D metaalprinters, ook voor andere printprocessen in kunststof.

is gratis voor SolidWorks gebruikers met een abonnement.

Zij kunnen nog 3 add-ons toevoegen, onder andere om meer complexe rasterstructuren toe te kunnen passen. Daarnaast is er een Pro versie. Hierin zit onder andere software (gebaseerd op Simulia) om de te printen onderdelen vooraf te analyseren naar het opbouwen van spanningen en vervormingen.

Standaard en Pro versie

De 3DXpert software voor SolidWorks komt in verschillende versies. De standaardversie met beperkte functionaliteiten

maken. Ik denk dat 3D printen bij uitstek iets voor hen is.”

Verandert de maakindustrie door AM?

Mark Rushton: “Gisteren ging het over toegang tot productiecapaciteit. Daar zaten de kosten in. Dat was de belemmering. Nu gaat het over toegang tot de juiste ontwerptools. Beschikbaarheid van machines wordt via bijvoorbeeld 3DEXPERIENCE Marketplace geregeld, dat hoeft geen belemmering meer te zijn.”

Hoe zit het dan met IP bescherming? Komt de software van bijvoorbeeld Identify3D beschikbaar via SolidWorks?

Mark Rushton: “Beveiliging gaat zeker een thema worden dat we verder oppakken als klanten erom vragen. Identify3D zit in het partnerprogramma van SolidWorks.”

print magazine juli 2018

Mark Rushton: toegang tot de juiste ontwerpgereedschappen.

11

Vliegende verkoopstart Admaflex keramiekprinter De Nederlandse 3D printerfabrikant Admatec heeft een succesvol jaar achter de rug. Van de 3D printer voor technisch keramiek Admaflex 130 zijn liefst 20 machines verkocht, waarvan enkele aan een Amerikaans bedrijf actief in de luchtvaartsector.

En er zijn de nodige testaanvragen geweest voor de 3D metaalprinter. CEO Michiel de Bruijcker ziet voor beide systemen nog volop ontwikkelpotentieel.

Admatec opereert vanuit Moergestel aan de randen van de Brainportregio. Toch is het juist de kennis van een partner aan de andere kant van het land die het bedrijf een vliegende start in de additive manufacturing industrie heeft bezorgd.

Die partner is ECN, samen met Formatec de aandeelhouder van Admatec. “ECN beschikt over heel veel poederkennis.

12

Voor Formatec was ECN de juiste partner om de 3D printtechnologie te ontwikkelen�, zegt Michiel de Bruijcker.

Formatec beschikte eind 2013 over een prototype van de 3D printer; ECN had de kennis op het vlak van licht en chemie.

Deze combinatie heeft in 2013 geleid tot een joint venture: Admatec.

print magazine juli 2018

Admatec start verkoop met 20 keramieksystemen in Europa, VS en China Nichemarkt

De 3D printerfabrikant is in 2017 met de Admaflex 130 pas echt de markt in gegaan. Direct zijn er 20 machines verkocht. Geen enkele in Nederland, wel twee in België, twee in China en een aantal in de VS, onder andere aan de luchtvaartindustrie. Deze verkoopaantallen hebben Michiel de Bruijcker overrompeld. “We zitten in de keramische markt. Dat blijft toch een nichemarkt.”

Dat de Nederlandse printerbouwer zo’n vliegende start heeft kunnen maken, komt mede doordat het bedrijf drie jaar geleden in handen is gekomen van een Amerikaanse eigenaar: Precision Surfacing Solutions. Dit is een fabrikant van onder andere slijp- en lapping machines. Merken zoals Aba, Elb en Lapmaster behoren tot de groep. “Door de groepssupport beschikken we over een krachtig distributienetwerk in de VS en in Azië”, legt De Bruijcker uit. Lokale salesmensen van PSS uit de VS en China zijn in Moergestel getraind, voordat ze in hun eigen land de Nederlandse 3D printers zijn gaan verkopen. Deze investering betaalt zich uit. “Local to local, zo moet je het in deze markt aanpakken.” In 2018 verwacht hij zo’n 35 Admaflex 130 3D printers te verkopen, mede doordat vanuit Moergestel aanvullende verkoopkanalen in Europese landen worden opgebouwd.

Ook metaalprinten

Op basis van dezelfde technologie is inmiddels ook een 3D metaalprinter ontwikkeld. Lichtgevoelige hars wordt belicht waarna het deels uithardt. In een ontbind- en sinterproces ontstaat vervolgens het uiteindelijke werkstuk met een dichtheid boven de 99%. Voor deze 3D metaalprinter, de Admetalflex

Zo zien de stukken er uiteindelijk uit.

130, bestaat veel interesse; verkocht is de machine nog niet.

Dat verbaast Michiel de Bruijcker niet. Metaalprinten vergt een langere en steilere leercurve. Hij ziet echter parallellen met de ontwikkeling van de keramische markt twee jaar geleden. Er zijn veel aanvragen voor teststukken van de metaalprinter. Dat biedt Admatec de kans om technologie-ontwikkeling te versnellen.

De aanvragen komen onder andere uit de sieradenindustrie, mede ingegeven door het formaat dat momenteel nog beperkt is tot 96 bij 120 mm. Vergeleken met keramiek 3D printen is de metaalprinter traag. Dat heeft alles te maken met de technologie: de snelheid wordt bepaald door de indringdiepte van het licht.

Michiel de Bruijcker: “Deze indringdiepte is bij metaalslurry

Unieke product-marktcombinatie Admatec heeft in 2017 voor het eerst in het bestaan substantiële omzet geboekt met de verkoop van machines.

De andere inkomstenbron is toelevering van keramische printdelen. Deze activiteit zal echter minder en minder belangrijk worden, verwacht Michiel de Bruijcker. “Onze ambitie is machines verkopen. Onze jobshop verlaagt echter de drempel voor klanten.” Bijvoorbeeld een Duitse fabrikant van wastafelkranen. Admatec 3D print een eerste serie keramische filters voor een serie designkranen van de Duitse fabrikant. 3D printen biedt designvrijheid voor het filter in designkranen, terwijl je kleine aantallen economisch rendabel kunt produceren. De echte doorbraak moet volgens Michiel de Bruijcker komen van een unieke toepassing in combinatie met het materiaal. “Als je daar de juiste match maakt, heb je de markt. Je kunt alleen de investeringen verantwoorden als je een absoluut unieke product-markt combinatie hebt.”

Zoals Carbon met Adidas in de schoenenindustrie heeft. Een dergelijk systeem is echter niet compleet zonder de digitale workflow. “Daar zijn we zelf nog zwak in, die moeten we nog ontwikkelen.” De dentale markt zou zo’n killerapplicatie voor Admatec kunnen worden. Op dit moment nog niet, maar er

print magazine juli 2018

komt een multimaterialen systeem aan. Daarmee wil men complete kronen gaan 3D printen en de kleur tijdens het printen aanpassen. Deze keramische kronen hebben een lange levensduur.

Gietindustrie

De 3D printtechnologie van Admatec kent een breed toepassingsgebied. Complexe industriële componenten van technisch keramiek liggen voor de hand, zowel prototypes als serieproductie. Admatec is eveneens partner in een Europees gesubsidieerd onderzoeksproject naar het 3D printen van medische implantaten. Dit is sowieso een toepassing waar men veel van verwacht. Bijvoorbeeld de lab on a chip, waarvoor SLA en andere kunststof printtechnieken niet goed zijn vanwege de materialen die gebruikt worden. Een onverwachte markt die heel groot blijkt te zijn, is verloren was gieten. “Wij printen de shells voor de gieterijen. Na het gieten breken ze die eenvoudig af.” De energiesector is een andere groeimarkt. Hier wordt de binnenkant van rotorbladen voor gasturbines omprint met een keramische kaag, die met een chemisch proces naderhand wordt bewerkt.

13

De keramiekprinter van Admatec is ontwikkeld voor in de productie.

Na het 3D printen moeten de werkstukken eerst in een station voor het debinden en daarna in de sinteroven.

ongeveer een derde tot de helft minder dan bij keramiek. De ene helft van deze diepte gebruik je om de nieuwe laag uit te harden, de andere helft om de connectie met de onderliggende laag te maken.” Het voordeel is wel dat de nauwkeurigheid en met name de oppervlaktekwaliteit beter zijn dan bij een metaalprinttechnologie zoals lasersmelten (poederbed). Dit zie je met name terug bij inwendige kanalen in een 3D geprint product.

De wanden van de keramische componenten zijn glad. Maar bovenal: restspanningen zijn nul doordat er niet met warmte wordt gewerkt en de producten gesinterd worden.

Verschillen met andere technieken

Admatec neemt met deze metaalprinter een bijzondere positie in. Het is weliswaar niet de enige die bindertechnologie inzet, Admatec is wel uniek met het materiaal, de slurry waarin het metaalpoeder zit. Geen enkele andere fabrikant gebruikt een lichtgevoelige hars hiervoor. XJet print door het materiaal door ontelbare nozzles te persen. Desktop Metal en Markforged gebruiken respectievelijk binder jetting en FDM. “Wij zijn de enige die het met licht doen”, aldus De Bruijcker. De voorsprong van Admatec zit vooral in de receptuur (die geheim blijft, Admatec levert de slurry) en de tweede stap, het debinden en het sinteren.

“Ontbinden en sinteren zit bij ECN in de genen. Daar hebben we echt een voorsprong mee.” Omdat Admatec poeders uit

“We willen af van de DLP unit. Met een eigen optisch systeem denken we grotere producten te kunnen printen” het MIM en CIM proces gebruikt, liggen de kosten lager dan bij andere processen. Het grote nadeel is tot nog toe de beperkte afmetingen van de werkstukken die men kan printen. In de standaard resolutie is dat 96 bij 112 mm, in een lagere resolutie is dat 190 bij 100 mm. De engineers in Moergestel werken echter aan een alternatieve lichtbron. Nu is dat een DLP unit (digital light processor) van Texas Instruments, die ook in andere printtechnieken wordt toegepast. In deze unit kunnen kleine spiegeltjes naar twee kanten 15 graden kantelen en daarmee in focus of uit focus zijn. Door de focus afstand te vergroten van 50 naar 75 micron, kan het bouwvolume groter worden. Met de 4K projector van Texas Instruments kun je in principe met hoge resolutie naar een bouwformaat van 100 bij 200 mm gaan. De Amerikanen hebben deze unit echter nog niet vrijgegeven voor 3D print toepassingen. Bovendien wil Admatec eigenlijk af van de DLP units. Daarom ontwikkelt men een alternatieve lichtbron.

“We willen niet meer afhankelijk zijn van de DLP chip.”

Optische kennis Brainportregio

Voor deze ontwikkeling is de nabijheid van de Brainportregio een uitkomst voor de printerfabrikant. Hier zit veel ervaring met optische systemen. Een voormalig optisch expert van Philips is aangetrokken om dit project te leiden. Michiel de Bruijcker heeft er alle vertrouwen in. “Als dit lukt, is dat een enabler.” In eerste instantie wil hij het bouwvolume van de machine gelijk houden.

“Maar we kunnen dan wel de kostprijs verlagen.” In de ultieme versie komen dan meerdere alternatieve lichtbronnen naast elkaar, zodat het bouwoppervlak opgeschaald worden. Dan ontstaan er zowel voor de keramische als metaalprinter nieuwe kansen. www.admateceurope.com Een van de toepassingen waar momenteel hard aan gewerkt wordt, is producten voor de dentale industrie.

14

print magazine juli 2018

Trumpf: monitoring maakt 100% QC overbodig Trumpf heeft tijdens de huisshow Intech 2018 zowel als op de Hannover Messe (bij Axoom) getoond hoe internetplatformen een rol gaan spelen in het aansturen, monitoren en bewaken van de kwaliteit bij 3D metaalprinten. “Wij willen 100% controle overbodig maken met onze monitoringsystemen”, zegt Damien Buchbinder, hoofd productmanagement Additive Manufacturing bij Trumpf.

TruTops Fab, de software van Trumpf, registreert continu kritische parameters zoals de circulatiesnelheid van het beschermgas, de vochtigheid in de bouwkamer, temperatuur van het platform en de hoeveelheid gesmolten materiaal per

Op Intech liet Trumpf ook het verschil zien tussen één en drie lasers in een machine. Het printen van de wereldbol (doorsnede 300 mm, hoogte 400 mm) kost met een laser twee dagen, met drie lasers minder dan een dag.

Axoom demonstreerde de monitoringsoftware op de Hannover Messe.

laag. De software draait op het IoT platform van Axoom. Zodra bepaalde grenswaarden overschreden worden, gaat er een waarschuwing naar de operator, al dan niet via een smartphone of tablet. “Als tijdens een printjob alle parameters onder de grenswaarden blijven, dan ben je bijna zeker van een goede kwaliteit”, aldus Buchbinder. Op dit moment moet de operator nog zelf beslissen hoe hij handelt op basis van zo’n signaal. In de toekomst zal kunstmatige intelligentie het systeem steeds slimmer maken en zal de kwaliteitsmonitoringsoftware leren van het verleden. Bij bepaalde fouten kan de besturing wel zelf een beslissing nemen over al dan niet afbreken van de printjob.

Volgens de AM expert van Trumpf is monitoring de sleutel om tot digitale kwaliteitsborging te komen. En dat is de basis voor een industriële inzet van 3D metaalprinten van kritische componenten.

Stratasys F900 Production: 3D printer voor de fabriek?

De nieuwe Stratasys F900 Production is een FDM printer die volgens de fabrikant klaar is om ingezet te worden in de productie. De machine is gebaseerd op de Fortus 900mc, maar dan voorzien van een aantal features die voor de industrie belangrijk zijn, zoals een hoge repeteernauwkeurigheid.

Deze industriële printer is er in drie uitvoeringen: standaard F900, de F900 AICS (gecertificeerd voor interieurdelen voor vliegtuigen) en de F900 Pro. Deze laatste is de high end uitvoering, voor serieproductie met Ultem 9085 en beschikt over alle features van de vliegtuigversie. Daar bovenop is de repeteerbaarheid van de printjobs nog verder verbeterd. Stratasys zegt dat de repeteernauwkeurigheid op het niveau ligt dat voor industriële serieproductie nodig is. De 3D printers kunnen onder meer met Nylon 12CF, het vezelversterkte filament, printen dat ook voor de Fortus 900 en 450 printers beschikbaar is. Deze Fortuslijn wordt naar beneden uitgebreid met de Fortus 380, die eveneens geschikt is voor carbon fyber Nylon 12. Verwacht wordt dat de eerste machines eind dit kwartaal, begin 3e kwartaal worden geleverd.

print magazine juli 2018

De nieuwe GrabCAD software van Stratasys automatiseert voor een deel de printjobvoorbereiding voor klemmen en opspanmiddelen.

Software automatiseert printjobvoorbereiding

Om het 3D printen van opspangereedschappen te vergemakkelijken, ontwikkelt Stratasys binnen GrabCAD nieuwe software. Deze automatiseert een belangrijk deel van de printjobvoorbereiding. Jigs and Fixtures automatiseert onder andere de berekening van de gereedschapbanen voor de 3D printer. Er is geen andere software meer nodig omdat de GrabCAD tool direct native CAD files kan inlezen.

15

3D conferenties tonen de volgende generatie 3D printtechnologie

Belgische AM ontwikkelaars blijven voorop lopen

Met SLS printen kan men weliswaar functionele onderdelen printen, maar voor een echte toepassing die duurzaam is, zouden daarin meerdere materialen verwerkt moeten worden (foto Aerosint).

Internationaal blijft de Benelux een belangrijke rol spelen in de doorontwikkeling van 3D printen. Vooral België blijft koploper in technologie-ontwikkeling, zo werd duidelijk tijdens de vijfde editie van 3D Printing Materials conference.

Na meer dan 25 jaar blijft de KU Leuven additive manufacturing verder ontwikkelen. Wat de meesten echter niet zullen weten, is dat in Leuven al jarenlang gewerkt wordt aan multi materiaal printtechnologie. Daar ging de presentatie van professor Shoufeng Yang van de KU Leuven over. Zo’n machine staat ondertussen in het Verenigd Koninkrijk bij de universiteit van Southhampton, waar Yang ook werkt. Met

16

de machine, voorzien van een 100W CO2 en een 500W fiber laser, kunnen in één onderdeel polymeer en keramiek en metaal gecombineerd worden. De technologie is nog niet marktrijp, gaf professor Yang meteen toe. “De uitdaging is de kwaliteitscontrole. De kwaliteit is nog niet consistent.”

Hij is echter overtuigd dat multi materialen de volgende generatie 3D printers gaat worden. Voor hem is dit noodzaak.

print magazine juli 2018

“Veel componenten die we gebruiken, zijn samengesteld uit meerdere materialen omdat géén materiaal goed genoeg is om aan alle eisen te voldoen.” Dat betekent dus dat je met 3D printen nog niet het optimale doel bereikt. Je moet nog steeds gaan verbinden of onderdelen maken uit niet het meest ideale materiaal.

Poeders mengen

De machine in Engeland gebruikt twee hoppers om de poeders te mengen. Yang verwees ook naar de technologie van het Chinese Dedibot, dat onlangs in Azië een multi materiaal metaalprinter gepresenteerd heeft. Deze technologie is volgens hem beperkt inzetbaar, doordat ze niet in één laag meerdere materialen kunnen combineren. Lange tijd heeft Yang getwijfeld of het überhaupt wel mogelijk wordt om een multi materiaal printer te bouwen. Nu denkt hij de oplossing te hebben gevonden in de manier waarop monniken zandschilderingen voor processies maken. Ze gebruiken een holle staaf waarin zand zit en een andere staaf om trillingen te veroorzaken. “Daarmee controleren ze de flow van het zand.”

Dat heeft hem geïnspireerd. Met koper en wolfraam haalt men op de experimentele machine snelheden van 10-15 mm per seconde, ze kunnen de samenstelling in de laag veranderen en hebben geen crackvorming. Met lasers verbindt men de lagen, maar dat is niet per se nodig volgens hem. “Je kunt ook aan een elektronenstraal denken of een bindertechniek.” De machine kan per laag variëren van 100% mono-materiaal tot minimaal 6 procent van een tweede materiaal toegevoegd.

Professor Shoufeng Yang van de KU Leuven: multimateriaal printers nodig wil je echt met AM producten gaan maken.

print magazine juli 2018

Kevin Eckes van Aerosint: staal met koper 3D printen.

Aerosint SLS technologie

In Luik werkt Aerosint eveneens aan multi materiaal 3D printtechnologie. Deze technologie is gebaseerd op laser sinteren, de 3D printtechniek die nu nog enkel met mono polymeren kan werken. Om echt een deuk in een pakje boter te slaan, moet de 3D printindustrie richting multi materialen technologie opschuiven, zegt Kevin Eckes, de Amerikaanse R&D engineer die het Aerosintteam vorig jaar is komen versterken. “Die richting moeten we op als we echt revolutionair willen zijn.” Aerosint noemt het ontwikkelingswerk van professor Yang de basis voor wat zij doen. “Wat we anders doen, is dat we lijnen met poeder plaatsen, niet alleen polymeerpoeders, ook polymeer gecombineerd met keramiek of metalen”, aldus Eckes.

Aerosint heeft tot nog toe twee prototypes gebouwd, een voor PA en PA12 carbon black, het andere is gemaakt voor TPU met PA12 carbon black. Eigenlijk gaat het niet eens om een printer maar om een innovatieve recoater technologie die men toepast. Aerosint bouwt niet zelf de machine. De recoater wordt geïntegreerd in een EOS P 350. Waar men naar kijkt is het combineren van metalen. Bijvoorbeeld koper met staal. Kevin Eckes: “Bij spuitgieten wordt 44% van de cyclustijd bepaald door het afkoelen van de matrijs.

We hebben een functionele bi-materiaal matrijs ontwikkeld: staal met koper. Hierdoor daalt de cyclustijd van 38 naar 28 procent.” Bij raketmotoren zou je ook zo’n combinatie kunnen maken: keramiek aan de buitenkant om te beschermen tegen hitte. Eckes denkt dat poeder depositie de enige 3D printtechnologie is die geschikt is voor multi materiaal processen. FDM technologie is te beperkt en niet industrieel schaalbaar; de technologie van Objet (Stratasys, hiermee kunnen verschillende polymeren in een cyclus geprint

17

Nederland land van toepassingen Nederland lijkt zich met name te ontwikkelen tot het land waar de toepassingen te vinden zijn. Keynotespreker op de conferentie was Patrick de Winter, bij Shell verantwoordelijk voor het scouten van nieuwe technologie.

Shell: certificeringen ontbreken

Het olie- en gasconcern was enkele jaren geleden een van de eersten in Nederland met een 3D metaalprinter. Tegenwoordig beschikt men ook over een SLS machine. Patrick de Winter ziet 3D printen nog niet echt naar de productiewerkplaatsen van Shell opschuiven. “Dat zal tijd nodig hebben.” Beperkingen zijn de certificeringen waarmee de olie-industrie werkt, de nog altijd beperkte afmetingen van de bouwvolumes en de prijs. Toch ziet hij kansen. Sinds een jaar ook als het om spare parts gaat. “Als je de total cost of ownership van spare parts berekent, is het zinvol om reverse onderdelen te printen.” Op lange termijn ziet hij een ecosysteem ontstaan waar toeleveranciers die lokaal kunnen 3D printen deel van uitmaken. Op zich vindt De Winter het idee om een metaalprinter op een boorplatform te plaatsen niet verkeerd.

“Wat ons tegenhoudt, is dat we dan ook postprocessing aan boord moeten doen.”

worden) heeft de beperking alleen geschikt te zijn voor polymeren. En printtechnieken die met harsen werken zijn te duur. Direct energy deposition (lasercladden) is weliswaar heel geschikt voor multi materiaal printen. Maar het grote nadeel is de lage resolutie. En de geringe materiaal efficiency met soms niet meer dan 50%. De poederdikte waar Aerosint mee werkt, bedraagt nu nog 150 micron maar hij denkt dat ze dit kunnen terugbrengen tot 50 à 60 micron.

Shapeways: postprocessing

Simulatiesoftware

Daphne Laméris van Shapeways was een van de Nederlandse sprekers op 3D Printing materials conference. Zij schetste met name de moeilijkheden die Shapeways ondervindt bij het uitpakken en nabewerken van de 3D printstukken. Met name dan bij SLS printen, waar het poeder voor de problemen zorgt.

“Reinigen is lastig: de stukken zijn fragiel, hoe haal je poeder uit gaten?” Het 3D printservicebureau reinigt veel handmatig, met stralen met glas of plastic kogels en met lucht. Moet het oppervlak gladder worden, dan trommelt men in de speciale Rösler machines. “Dat is makkelijker maar de stenen komen niet overal.” Een volgende horde die Shapeways moet nemen, is het kleuren van printstukken. Dan komen alle onvolkomenheden in de poederkwaliteit naar voren. “Als de poederkwaliteit wisselt, zie je dat terug in de stukken.” Shapeways gebruikt voor het kleuren de spraytechnologie van Dimension. “Maar je kunt het niet bij alle complexe geometrieën toepassen.” De uitdaging is volgens Daphne Laméris om het proces te automatiseren.

“Alles voor het printen hebben we vergaand geautomatiseerd; bij het printen zelf zie je verbeteringen. Nu moeten we ook postprocessing automatiseren.”

Zo werkt de technologie van Aerosint.

Software speelt een belangrijke rol in 3D printen. Een heel nieuwe softwaretool is Digimat AM van X-Stream engineering, het Belgische softwarebedrijf. Dat gaf een presentatie op 3D Design & Engineering conference, die gelijktijdig plaatsvond.

Digimat AM kan gebruikt worden zowel door bedrijven die 3D printen als door materiaalontwikkelaars. De simulatiesoftware voorspelt waar spanningen in een werkstuk ontstaan, of er warpage optreedt, porositeit en andere veel voorkomende problemen. Het voordeel voor de materiaalproducenten is volgens Olivier Lietaer dat zij materialeneigenschappen kunnen voorspellen zonder dat ze de materialen echt moeten maken. Stratasys en Solvay zijn twee partners van het Belgische bedrijf, tegenwoordig onderdeel van Hexagon. Met Stratasys is onderzocht hoe de simulatiesoftware warpage

Brightlands: nieuwe kunststoffen

Varun Srinivas van Zuyd Hogeschool en Maastricht University ging in zijn presentatie in op de nieuwe kunststoffen voor filament die op Brightlands Chemelot Campus ontwikkeld worden. Met name onderzoekt hij het kristalliseren van de polymeren. Door stikstof aan PLA toe te voegen, kan men zowel het kristalliseren als het vloeigedrag beïnvloeden en daarmee filament beter geschikt maken voor 3D printen. Voor de testen gebruiken ze op de Limburgse campus overigens een Arburg Freeformer.

18

print magazine juli 2018

EOS opent Innovation Center in Düsseldorf EOS heeft in Düsseldorf het eerste EOS Innovation Center in Europa geopend. Van hieruit gaat EOS de industrie in onder andere de Benelux ondersteunen in applicatie ontwikkeling voor AM en het opschalen van de productie. In het EOS Innovation Center staat het volledige AM proces ter beschikking van de klanten, zowel voor metaal als kunststoffen.

bij FDM printen helpt voorkomen. “Door het onderdeel eerst virtueel te printen, bespaar je tijd en geld.” Je kunt dan namelijk in het ontwerp compenseren voor warpage en spanningen. Ook biedt de software mogelijkheden om met de richting waarin de eerste laag materiaal wordt geprint te variëren, wat positieve effecten geeft. Met Solvay is met name gekeken naar laser sinteren, waarbij een PA6 35% gevuld met glasvezels is gebruikt naast een PA6 met 40% glasparels.

“Solvay wilde de kunststof onderdelen temperatuurbestendig maken tot 110 graden C. Daarom hebben we met de software gekeken wat de beste oriëntatie op het printbed is om de maximale performance te realiseren”, aldus Olivier Lietaer. De roadmap van X-Stream voorziet erin dat men de simulatiesoftware ook geschikt gaat maken voor andere AM-processen. De multijet fusion technologie van HP wordt waarschijnlijk een van de toekomstige printtechnologieën die men wil integeren in Digimat AM.

print magazine juli 2018

Het idee komt van Bernd Reinarz, thans teammanager in het EOS Innovation Center in Düsseldorf. “Ik zie in de praktijk dat vakmensen in de bedrijven de snelle ontwikkelingen op AM vlak niet kunnen bijbenen.

Daarom heb ik EOS het idee voorgelegd om ze in dit soort centra te ondersteunen.” Hij vindt het belangrijk dat lokaal in de maakindustrie kennis over 3D printen wordt opgebouwd. Dat geldt zowel voor de bedrijven die nog geen ervaring hebben als maakbedrijven die bijvoorbeeld met validatie van AM processen bezig zijn. Het Innovation Center kan ook gebruikt worden om de productie op de 3D printer van de klant te ontwikkelen inclusief de parameters. Dat gebeurt dan op de machine van de klant die eerst in Düsseldorf wordt geplaatst en daarna pas bij de klant. Naast twee M290 3D metaalprinters staat er een EOS P 396 lasersintermachine voor het 3D printen in kunststoffen en een compleet ingerichte testruimte. Hier staat onder andere een meetsysteem van Alicona Infinite SL. Hiermee kunnen de oppervlakken optisch in 3D worden gemeten. Jeroen Bender en Henny ten Pas van Bender AM zijn blij met de keuze voor Düsseldorf als vestigingsplek. Juist voor de industrie in de Benelux en zeker voor de hightech en medische industrie in het oosten en zuiden van Nederland, betekent dit dat dichtbij een complete infrastructuur beschikbaar is voor bedrijven. “Dit EOS Innovation Center verlaagt de drempel voor de industrie om met 3D printen te starten enorm. Voor Nederland is dit een ideale locatie”, zegt Jeroen Bender.

19

Deal met filamentfabrikanten strategische zet van Nederlandse 3D printerfabrikant

S5 begin nieuw hoofdstuk voor Ultimaker Met de nieuwe Ultimaker S5 slaat de Nederlandse 3D printerfabrikant een nieuwe weg in: groter bouwvolume, upgrades via software en nog makkelijker te bedienen.

Het is echter vooral de samenwerking met grote filamentproducenten die de aandacht trekt. “Ik geloof niet in een gesloten materiaalmodel. Het gaat om de prijs per onderdeel dat je print. Grote concerns laten zich niet dwingen”, zegt Siert Wijnia, co-founder en CTO van Ultimaker. Maar eveneens het gebruiksgemak wint bij de samenwerking met de materiaalproducenten.

Het meerderheidsbelang dat NPM Catipal, het investeringsfonds van SHV, vorig jaar in Ultimaker heeft genomen, betaalt zich een half jaar later al uit. Siert Wijnia is blij met de nieuwe aandeelhouder, die voor de lange termijn in de Nederlandse fabrikant van 3D printers investeert.

“Dit opent nieuwe deuren. Het is een kwaliteitsstempel, de geloofwaardigheid van Ultimaker is erdoor verhoogd. Zonder deze overname zou het moeilijker zijn geweest om de deals met de filamentfabrikanten te sluiten. Die partijen willen met de nummer 1 in zee gaan. Onze nieuwe partner geeft Ultimaker ruggengraat om met die grote partijen in zee te gaan.”

Printprofielen

Met de andere partijen doelt Siert Wijnia op partijen zoals Clariant, BASF, DSM, Owens Corning en andere. Zij krijgen van Ultimaker speciale software waarmee ze in korte tijd materiaalprofielen kunnen genereren voor hun filamenten.

Ultimaker integreert deze data vervolgens in Cura, zodat gebruikers met één muisklik de juiste instellingen selecteren.

BASF was de eerste die ja zei tegen Ultimaker. De andere partijen volgden snel. Binnenkort wordt ook Henkel partner, het Duitse bedrijf ontwikkelt momenteel nieuwe filamenten.

Siert Wijnia ziet deze printprofielen als een noodzakelijke stap nu 3D printen volwassener wordt. “De gebruikers willen niet meer tweaken. Professionals willen 100% zekerheid dat hun print goed is.” De printprofielen in Cura maken het voor de gebruikers makkelijker om direct een goede print te maken. Ultimaker kiest hierbij voor een open strategie, omdat het niet gelooft in het verdienmodel van hardware en materialen verkopen. De ervaringen die de printerfabrikant bij grote spelers zoals VW, Ford en Decathlon heeft opgedaan, sterken Siert Wijnia in deze overtuiging. “Wij willen een transparant verhaal brengen. Uiteindelijk gaat het om de prijs per onderdeel. Hoeveel moeite het de engineer kost om een goed stuk van de printer te halen, moet je daarin meetellen.”

Bovendien is het voor Ultimaker ondoenlijk om zelf materialen te ontwikkelen, omdat er liefst 70.000 kunststofvarianten bestaan. Welke kies je dan? “We moeten het daarom samen doen, wij kunnen dit niet alleen”, zegt Wijnia.

Waarom Ultimaker voor S5 als naam kiest Siert Wijnia bij de nieuwe S5, die Ultimaker op de Hannover Messe lanceerde.

20

De nieuwe S5 is duidelijk het begin van een nieuw hoofdstuk voor Ultimaker, alhoewel Siert Wijnia nog niet veel wil loslaten over toekomstige modellen. Niet meer dan dat de

print magazine juli 2018

De nieuwe FDM printer beschikt onder meer over een groter bouwvolume.

S voor Studio staat, dus nog altijd een 3D printer voor in de kantooromgeving. En de 5 staat voor het grotere bouwvolume.

“We willen duidelijk aangeven waarvoor deze printer bedoeld is, daarom slaan we 4 over. De Ultimaker 3 was op het randje van professionals en consumenten die de prijs ervoor over hadden; met de S5 richten we ons helemaal op de kleinere, middelgrote en ook grotere bedrijven. Bedrijven die prototypes willen printen maar ook kleine series en spare parts, waarvan de aantallen zodanig zijn dat duur frees- of spuitgietwerk niet gerechtvaardigd is.” Op meerdere punten is de printer verbeterd, afgezien van het grotere bouwvolume, om aan de eisen van deze doelgroep te voldoen. Zo zit er een filament flow sensor in. Deze registreert de hoeveelheid materiaal en werkt nauwkeuriger dan de optische sensoren die enkel de aanwezigheid van filament meten. Spanning als het filament niet los komt van de spoel wordt eveneens gedetecteerd. De sensor is ook in staat om verschillen tussen filamentrollen te meten. In de toekomst wordt het mogelijk te compenseren voor deze verschillen. Met name bij het printen van materialen zoals TPU en TP speelt dit een rol.

geanodiseerd aluminium printbed. Bij bepaalde materialen zorgt dit voor een betere hechting. De aluminium printplaat kan net zo gemakkelijk gewisseld worden als de glasplaat, zodat men afhankelijk van het materiaal voor de ene of de andere kiest. Door in Cura glas of aluminium te selecteren, worden de instellingen aangepast. Ultimaker bestempelt de S5 als future ready printer. De mogelijkheden van deze 3D printer zullen via software updates steeds verder uitgebreid worden, terwijl ook nieuwe hardware updates mogelijk zijn.

Deze laatste moet de consument kopen.

Niet meedoen aan PEEK hype

Er komen binnenkort nieuwe cores voor specifieke materialen, waarbij er ook printcores komen voor abrassievere filamenten.

Toch zegt Siert Wijnia niet zeker te weten of Ultimaker mee gaat doen met de PEEK hype. “We kunnen die bouwen, maar hoe groot is de markt?” Voor zijn gevoel is het 3D printen met PEEK nog steeds een kleine niche. “We kijken wel naar abrassieve materialen, maar de eigenschappen die we daarmee toevoegen, moeten meerwaarde voor de gebruiker hebben.” Een andere vernieuwing komt deze zomer: een

print magazine juli 2018

Het nieuwe Tough PLA is een van de filamenten die Ultimaker onder eigen label uitbrengt. Het combineert de printeigenschappen van PLA met de sterkte van ABS.

21

3D printer verkort ontwikkeltijd bij fietsenmerken binnen Accell Nederland

“Aan een fysiek model zie je veel sneller waar de ontwerpproblemen zitten” Digitale ontwerp- en visualisatiesoftware en zelfs VR brillen kunnen voor Gerhard Korendijk, mechanical engineer bij Accell Nederland, niet tippen aan een fysiek model.

“Zeker als je een concept in een bredere groep wilt bespreken.” Sinds zijn afdeling over een eigen 3D printer beschikt, stuurt hij regelmatig eind van de werkdag een file naar de dddrop 3D printer om de volgende ochtend een tastbaar prototype in zijn handen te hebben.

Accell Nederland is de fietsfabrikant van Batavus, Sparta, Koga en Loekie. Accell Nederland is onderdeel van Accell Group, een wereldwijd opererend bedrijf. Batavus staat daarbij voor de degelijke familiefiets; Sparta staat voor innovatieve elektrische woon-werk fietsen. Accell Nederland heeft zijn eigen ontwikkelafdeling bij de fabriek in Heerenveen waar onder andere de Batavus en Sparta fietsen worden geproduceerd.

“In de fietsenindustrie zitten de verschillen in kleine, maar voor de doelgroep belangrijke details”, zegt Gerhard Korendijk, samen met een collega verantwoordelijk voor de engineering van merkspecifieke fietsonderdelen zoals frames, dragers, en kunststof onderdelen. “Als de designer zijn schetsontwerpen, meestal in een 3D file en soms 2D handschets klaar heeft, werken wij het technisch uit. Zorgen dat de ontwerpen maakbaar worden, dat de belastingen berekend worden enzovoort.” Prototypes spelen hierbij een essentiële rol.

Prototypes

Gerhard Korendijk: sneller ontwikkelen doordat je op de dddrop printer direct prototypes kunt printen.

22

Sinds twee jaar printen Gerhard en zijn collega’s deze prototypes met de dddrop Leader 3D printer, een industriële FDM printer van Nederlandse bodem. Dit scheelt veel tijd in het ontwikkelproces, merkt hij. “Als je een model in je handen hebt, zie je veel sneller waar de problemen zitten dan in een 3D model op het scherm. Met 3D ontwerpsoftware blijf je veel langer sleutelen aan het ontwerp.” Gerhard Korendijk pakt enkele voorbeelden erbij die op de dddrop 3D printer zijn geprint. Bij één model worden de kabel en stekker van de accu door de bovenbuis naar de middenmoter geleid. “Je moet dan weten of de stekker bij de assemblage gemakkelijk door te voeren is. Ik heb het onderdeel geprint en de dag erna met de collega’s uit de productie besproken.” Vroeger had hij dit waarschijnlijk niet gedaan vanwege de kosten van een extern gemaakt prototype. “Zo’n traject duurt bovendien zomaar enkele dagen; nu hebben we binnen enkele uren het prototype in onze handen.”

print magazine juli 2018

Op de voorgrond het 3D geprinte model van het uiteindelijke aluminium onderdeel waarin de motor bevestigd wordt. Hier ging het om het testen van het gatenpatroon voor de montage van de kettingkast.

Voordat matrijs gemaakt wordt

Een ander voorbeeld: de nieuwe easy lock adapter. Het stuurslot wordt door een toeleverancier gemaakt. Om het gebruik ervan te vergemakkelijken, hadden Gerhard en zijn collega’s bedacht een kunststof ring met een hendel om het stuurslot te plaatsen, zodat je met méér kracht het slot open- en dichtdraait. Dat is de easy lock adapter. “Het 3D model van de leverancier klopte echter niet helemaal. Voordat we een matrijs lieten maken, hebben we daarom enkele proto’s geprint in verschillende maten. Zo’n onderdeel kost hooguit een euro.” Uiteindelijk hebben ze extern nog een SLS model laten printen voor een definitieve functionele test, maar toen waren ze wel zeker van de juiste maat. Zo print de R&D afdeling van Bavatus wekelijks onderdelen, soms puur als zichtmodel, soms om daadwerkelijk te testen hoe een onderdeel in de assemblage uitpakt. Gerhard Korendijk merkt zelfs dat hij producten 3D print waarvan het ontwerp niet volledig af is. “Ondanks dat we in het digitale tijdperk leven, print ik ’s nachts vaak een onderdeel omdat ik dan de volgende ochtend iets in handen heb. Dat werkt beter.”

de support aanbrengt, levert betere prints, die minder support nodig hebben en dus minder materiaal kosten. “Ik zou graag willen dat 3D printen net zo gemakkelijk is als document printen, maar zover zijn we nog niet”, zegt Gerhard Korendijk. “Het is nog geen plug and play, misschien over 10 jaar.” Hij merkt echter wel dat het tweaken steeds minder nodig wordt. Met de materiaalprofielen voor de dddrop printer in Simplify 3D kom je al een heel eind. En anders is er altijd nog de helpdesk. Voor

Support gaf doorslag

Batavus was twee jaar geleden een van de eersten die de industriële FDM printer van dddrop kocht. Bij de fietsenfabrikant wordt vooral ABS geprint, soms PLA. Het tekenwerk gebeurt in SolidWorks, voor het slicen is men na een poosje overgestapt op Simplify3D waarin standaard profielen voor de dddrop printer zitten alsook gemakkelijk profielen aangemaakt kunnen worden. De manier waarop Simplify 3D het product opdeelt en

print magazine juli 2018

Dit prototype is geprint om te testen of bij de assemblage een kabel wel goed doorgevoerd zou kunnen worden door de bovenbuis.

23

Reinvent how you manufacture with RenAM 500Q 1 × laser

2 × lasers

4 × lasers

RenAM 500Q is Renishaw’s new quad laser AM system. It features four high-powered 500 W lasers, each able to access the whole powder bed surface simultaneously. RenAM 500Q achieves significantly higher build rates without compromising quality, vastly improving productivity and lowering cost per part.

• Full field of view for all lasers for optimum production efficiency • Enhanced gas flow to provide consistent high quality processing • Faster turn-around between builds with improved automated powder and waste handling systems

For more information visit www.renishaw.com/renam500q

Renishaw Benelux BV, Nikkelstraat 3, 4823 AE BREDA, Nederland T +31 76 543 11 00 F +31 76 543 11 09 E benelux@renishaw.com

www.renishaw.com

H-5800-4277-A_0.4_EN_A5 Advert_draft.indd 1

14/06/2018 08:46:30

• Reparatie • Remodeling • Productie

3D metaalprinten zonder supportmateriaal Met de unieke DMT® 3D metaalprinttechnologie van InssTek biedt Dormac een Additive Manufacturing technologie waarmee metaalpoeders zowel op een bestaand werkstuk kunnen worden aangebracht, als nieuwe werkstukken compleet kunnen worden opgebouwd.

Breeuwhamer 25, 1648 HG De Goorn tel. 0229 54 24 85 - info@dormac.nl - www.dormac.nl

24

Solutions for better machining print magazine juli 2018

Snel terugverdiend

Dddrop is een Nederlandse fabrikant van FDM printers. Er zijn twee modellen: de dddrop Leader Twin is de basisversie, met dubbele extruder (tot 275 graden C), bouwvolume van 300 bij 300 bij 300 mm en een verwarmd printbed (tot 120 graden C). De dddrop Leader Pro beschikt over twee extruders die tot 300 graden C verwarmd kunnen worden en een dichte bouwkamer met temperatuurbeheersing. Hierdoor kan ook carbon- en metaalgevuld filament worden geprint. Het printbed is verwisselbaar en een camera is standaard. De Pro versie kan via een app bediend worden. De Leader Pro heeft eveneens een detectiemodule die de printer pauzeert als de filamentrol leeg is. Dan wordt een waarschuwingsbericht verstuurd. Het bouwvolume is iets groter: 330 bij 310 bij 305 mm.

www.batavus.com

dddrop 3D printers Logistiekweg 34 7007 CJ Doetinchem The Netherlands Tel.: +31 (0)314-377050 Fax: +31 (0)314-363501 Email: info@dddrop.com Internet: www.dddrop.com

Batavus was de support die dddrop biedt destijds de reden om voor deze fabrikant te kiezen. “De 3D printer komt van dezelfde leverancier als onze CAD software. Daarvan wisten we dat de helpdesk goed was. Dat geldt ook voor dddrop. Als je met de helpdesk belt, merk je dat ze de printer door en door kennen.” En wat hij vooral merkt, is dat het team van dddrop iets doet met de opmerkingen uit de praktijk. De feedback van gebruikers zoals Batavus is belangrijke input voor het continu verbeteren van de 3D printer.

Voor het R&D team bij de fietsenfabrikant in Heerenveen is de 3D printer niet meer weg te denken. “We kunnen hiermee sneller ontwikkelen, met minder fouten. Door onze prototypen te printen, hebben we zeker enkele keren kunnen voorkomen dat we naderhand matrijzen zouden moeten aanpassen”, zegt Gerhard Korendijk. In dat opzicht is de investering al dubbel en dwars terugverdiend.

Batavus gebruikt de dddrop printer ook om snel stukken te printen die men voor passing op de fietsen test, zoals deze beugels voor de derailleur.

print magazine juli 2018

25

Versie 14 van filamentprinter uitgegroeid tot industriële 3D productiemachine

“Een 3D printer blijft een CNC gestuurde machine” MaukCC, de Maastrichtse fabrikant van Cartesio 3D printers, heeft een nieuwe industriële 3D printer ontwikkeld. Deze wordt op de markt gebracht onder de merknaam Hybrid AM Systems. De eerste serie HMS 434 machines zijn verkocht en worden nu gebouwd. Maar de ambities gaan verder.

Het bedrijf wil in de nieuwe HMS 434 versie een pick and place unit integreren. Daarmee komt MaukCC tegemoet aan de vraag uit de industrie naar een volwaardig 3D productieplatform. “Je kunt dan printen, daarna een chip inleggen en daar verder overheen printen”, zo verduidelijkt Jos Scheepers, eigenaar van MaukCC, zijn idee. Het is niet het enige punt waarmee de HMS 3D printer zich onderscheidt.

Nederland telt meerdere kleine fabrikanten van filamentprinters, die internationaal succes boeken. MaukCC, bekend onder de merknaam Cartesio, is er daar één van. Jos Scheepers, oprichter en eigenaar, kreeg 10 jaar geleden de vraag van een kennis om een DIY printerkit in elkaar te schroeven. Toen dacht hij: dit kan ik zelf beter maken. Onlangs heeft hij versie HMS 434 gelanceerd.

Deze 3D printer is inmiddels uitgerijpt tot een productiemachine, afgestemd op de vraag uit de maakindustrie en andere sectoren

waar de professionele gebruikers van dit type 3D printer zitten.

Een van de punten waarop de HMS 434 zich onderscheidt, zijn de vier posities voor elektrisch aangedreven gereedschappen. Jos Scheepers gebruikt bewust het woord gereedschappen. “Voor mij is een 3D printer een CNC machine. Waarom zou je je dan beperken tot het persen van filament in de juiste vorm?” Elke gereedschapskop heeft een eigen controller om de besturing van de machine zo min mogelijk te belasten. Ontworpen voor een multimateriaal en multifunctioneel productieproces.

Pick and place unit

De HMS 434 kan uitgerust worden met vier printkoppen maar ook één of meerdere printkoppen aangevuld met een ander gereedschap. Een boor of bijvoorbeeld de pick and place unit.

“Met zo’n pick and place unit kun je automatisch tijdens het printen een chip in het product leggen en dan verder printen. Of een andere component inleggen.” De HMS 434 3D printer wordt hiermee een volwaardige productiemachine, die bijvoorbeeld producten print met embedded electronica zonder dat een operator halverwege de printjob moet onderbreken. Noël Daemen, sales engineer, zegt: “We zijn gaan nadenken hoe we de 3D printer kunnen verbeteren, gebaseerd op wat de industriële markt vraagt. Wij denken dat de industrie onder andere een geïntegreerd en vooral multifunctioneel 3D productie platform vraagt. Uit onderzoek onder bestaande industriële klanten blijkt de pick & place unit momenteel de meest zinvolle toepassing.”

Productie printen

De HMS 434 met 4 printkoppen is nu al leverbaar. Zowel qua hard- als software zijn er meerdere configuraties denkbaar.

De 4 printkoppen kunnen parallel printen, met hetzelfde materiaal. Of er worden twee producten gelijktijdig geprint met elk twee materialen. De extruders in de koppen zijn watergekoeld om de temperatuur exact op peil te houden. Deze parallel print technologie heeft MaukCC al in 2012 vastgelegd in de Creative Commons licentie.

Viscoos

Zo gaat de HybridAM machine HMS 434 er uitzien.

26

Een derde mogelijkheid is dat één of twee printkoppen viscoos materiaal printen. Silicone-achtige materialen bijvoorbeeld.

De printkop die hiervoor ontwikkeld is, is een soort spindel die het materiaal door de nozzle heen perst. Elke spuitmond bevat maximaal 60 ml viscoos materiaal. Doordat je eventueel twee

print magazine juli 2018

De lade met daarin het filament zit onderin de machine.

van deze koppen kunt monteren, kan met de HMS 434 in principe ook twee-componenten viscoos materialen worden geprint.

MaukCC ziet voor deze materialen onder andere toepassingen in de medische industrie. Want deze printkoppen voor viscoos materialen zijn ook geschikt voor bijvoorbeeld stamcellen of tissueprinting.

Industriële look and feel

De HMS 434 filament printer heeft de looks and feel van een industriële machine. Bovenin zit het printgedeelte met een maximaal bouwvolume van 400 bij 300 bij 400 mm en een verwarmd bed (140 graden). De X-as beweegt over dubbele geleidingen (onder en boven). De machine bevat stappenmotors die in 1/128e microstap nauwkeurig kunnen positioneren. In een uitschuifbare lade zit een 22 inch touchscreen verwerkt voor het bedienen van de machine. De besturingen van meerdere printers kunnen gekoppeld worden. Als slicing software gebruikt hij Cura. Onder de monitor zit de filamentlade. Hier is ruimte voor vier filamentrollen van elk 2,3 of 0,75 kilogram, die direct omhoog worden geleid naar de printkoppen. Om zeker te zijn dat de hoeveelheid materiaal die onder in de machine van de spoel wordt afgewikkeld bovenin daadwerkelijk door de extruder gaat, heeft hij extra sensoren geïntegreerd. Deze registreren tot op de millimeter nauwkeurig het materiaalverbruik. De filamentlade bevat eveneens een geïntegreerd systeem om de temperatuur en de luchtvochtigheid constant te houden. Dit is namelijk een

print magazine juli 2018

van de problemen waar gebruikers van filament tegenaan lopen, met name bij engineering materialen. Als het filament enkele dagen in de printer zit, neemt het vocht op. Dat beïnvloedt de printkwaliteit. “Ik wil niet dat de temperatuur en luchtvochtigheid schommelen, daarom is de opslag een afgesloten ruimte met een constante temperatuur en vochtigheid.” Samen met onder andere DSM zoekt MaukCC nog naar andere opties om de printkwaliteit nog constanter te houden, bijvoorbeeld het gebruik van stikstof in de filamentruimte.

CE gemarkeerd

Helemaal onderin de 3D printer zitten de backup batterij en de afzuigunit van Bofa met bijbehorende filters. Dit systeem is volledig geïntegreerd. Hij vindt het onbegrijpelijk dat dit nog steeds niet standaard is bij filamentprinters. “Toch worden ze verkocht. Deze is de enige die volledig aan de CE richtlijnen voldoet.” Het laatste onderdeel waarmee de HMS 3D printers zich onderscheiden is de noodstop met bijbehorende signaallampen, zoals je die op elke industriële machine ziet.

Een knipoog naar hun visie op filament printers. “Een 3D printer blijft voor mij een CNC gestuurde machine.” hybridamsystems.com

27

Siemens simulatiemodellen voorspellen wanneer 3D printstukken verzaken Siemens is samen met projectpartners ver gevorderd met het valideren van software die breuk en andere defecten in 3D geprinte metalen componenten voorspelt. De algoritmes in het basismodel voorspellen nu al nagenoeg 100 procent betrouwbaar wanneer een onderdeel gaat breken vanwege vermoeiing (fatigue). Dat heeft Hunor Erdelyi van Siemens Industry Software vorige week gezegd tijdens het SIM User Forum, dat dit keer samen met Advanced Engineering in Gent plaatsvond.

28

print magazine juli 2018

Materialenconferentie op Advanced Engineering trekt 250 deelnemers

Het SIM User Forum, een jaarlijks materiaal-innovatie event, heeft deze editie zo’n 250 deelnemers getrokken. Dat is ongeveer een derde méér dan vorige keer. Kris Binon, directeur van Flam3D en verantwoordelijk voor het AMluik, is tevreden met de toewas, maar merkt wel dat het niet makkelijk is om het midden- en kleinbedrijf naar dit soort bijeenkomsten te halen. Juist om de kennis van AM technologie breder te verspreiden, zouden méér mkb bedrijven aan het forum moeten deelnemen.

Modellen valideren

Hunor Erdelyi van Siemens was één van de sprekers. Siemens voert samen met onder andere Materialise een onderzoeksproject uit om de wiskundige modellen die Siemens in de software gebruikt, te valideren. Deze voorspellen voor verschillende 3D printtechnieken en materialen wanneer in een werkstuk breuk optreedt.

In het project zijn inmiddels bijna 600 teststroken 3D geprint van titanium en 316L. Deze zijn geprint met verschillende parametersettings zowel met een Arcam machine, met LMD technologie alsook de poederbed 3D printtechniek. Volgens Hunor Erdelyi blijkt uit de testen dat de modellen zeer accurate voorspellingen kunnen doen over de sterkte van een 3D geprint werkstuk en wanneer door vermoeiingsverschijnselen breuk optreedt. Met het basismodel heeft men het proces nu redelijk goed onder controle.

WAAM onderzoek in België

In België zijn recent enkele onderzoeksprojecten gestart die zich richten op Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM).

Riccardo Tosi van het MTC in het Verenigd Koninkrijk was de keynote spreker op het SIM User forum tijdens Advanced Engineering in Gent.

ArcelorMittal, het BIL (Belgisch Lasinstituut) en het onderzoeksinstituut Ocas zijn enkele van de partners. Joachim Antonissen van ArcelorMittal schetste in Gent een overzicht van de technologie. Het eerste doel is een open systeem te ontwikkelen, zodat gebruikers hun eigen robots en lasers kunnen gebruiken. Men wil eveneens de eigenschappen van de metaal geprinte componenten onderzoeken om op basis daarvan meer te kunnen zeggen over mogelijke toepassingen van WAAM. ArcelorMittal zelf heeft er interesse in om met WAAM onderdelen en tooling in de eigen productie te repareren. Dit project is net gestart.

Hybridemachine van MTC

Dat geldt niet voor het onderzoek naar hybridemachines bij het MTC, The Manufacturing Technology Centre in Coventry (VK). Riccardo Tosi, senior research engineer, schetste in zijn presentatie op Advanced Engineering hoe men het begrip hybride heel breed ziet in dit onderzoeksproject.

Het gaat zowel om meerdere printtechnieken die men wil integreren in een CNC machine alsook meettasters. Qua AM technologie wil men zowel draad- als poeder oplassen in één machine mogelijk maken. Onderdeel van het Britse project is onderzoek doen naar de materiaaleigenschappen, zoals sterkte, wanneer breuk ontstaat en waardoor er vermoeiing optreedt. Op sommige punten gaat het onderzoek diep: zo onderzoekt men eveneens de invloed van verschillende parameters op het eindresultaat.

Concrete projecten gezocht

Giovanni Vleminckx van Materialise en projectleider bij een van de SIM projecten en Kris Binon (Flam3D) deden beiden vooral een oproep aan de industrie om concrete projecten aan te dragen waar onderzoeksinstellingen in Vlaanderen mee aan de slag kunnen. “Er is geld beschikbaar voor onderzoek, en de onderzoeksinstellingen zijn vragende partij. Hier liggen absoluut kansen, maar de industrie moet wel met de projecten komen”, zo zei Kris Binon. Concreet belichtte het SIM User Forum de openstaande oproep voor materiaalgerelateerde onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten van de organisatie. SIM-Flanders heeft jaarlijks ongeveer € 20 miljoen beschikbaar voor materiaal-gerelateerde projecten.

Siemens is al ver met de ontwikkeling van softwaremodellen die voorspellen wanneer de levensduur van een 3D geprint onderdeel eindigt.

print magazine juli 2018

29

Ecco en Dassault Systèmes digitaliseren de schoenmakersleest

Fashion en comfort samen dankzij 3D printen De Deense schoenenfabrikant Ecco wil in de toekomst klanten een gepersonaliseerde schoen aanbieden. In de Amsterdamse concept store W-21 wordt in een pilot de middenzool 3D geprint. Het CAD model wordt door Catia automatisch gegenereerd op basis van scandata. En een eigen sensor van Ecco in de schoenen registreert continu het loopgedrag.

Comfort: dat is voor de Deense schoenenfabrikant Ecco een van de belangrijkste uitgangspunten bij de ontwikkeling van schoenen. 3D printen en Internet of Things openen op dit vlak nieuwe mogelijkheden, die Ecco momenteel in de Amsterdamse concept store W-21 test. In de winkel worden de voeten van de klanten gescand. Twee uurtjes later zijn hun gepersonaliseerde middenzolen gereed. “De middenzool vormt de basis voor het comfort van de schoen”, zegt Panos Mytaros, executive vice president bij Ecco. Daarom grijpt hij de mogelijkheden om deze zool precies te vormen naar de voet van de consument met beide handen aan. “Ik zie 3D printen als een nieuwe manier waarop we schoenen gaan produceren. We gaan geen hele schoenen printen.

Waarom? We maken nu een schoen in 7,5 minuut. We gaan wel in de winkel de middenzool customizen en printen.”

Design algoritme voor Catia

Ecco digitaliseert in feite de schoenmakersleest.

30

Een team van het Amsterdamse Innovation Lab Ecco heeft er enkele jaren aan gewerkt, waarvan het laatste half jaar intensief.

Het gaat namelijk niet alleen om de 3D printtechnologie. Ecco digitaliseert de schoenmakersleest. Om te weten hoe iemand zijn voet plaatst tijdens het lopen, heeft de schoenenfabrikant de Quant-U sensor ontwikkeld. Deze meet zaken zoals druk, afrol van de voet en belasting. In de winkel worden de voeten eerst statisch gescand, daarna loopt de klant op de loopband en leest men de data uit deze sensor uit. Op basis hiervan genereert een zelf ontwikkeld algoritme de gegevens die bepalen hoe de vorm van de middenzool er moet uitzien. Deze gegevens worden door Catia automatisch verwerkt tot een 3D model voor de 3D printer.

Door deze data te analyseren, genereert de software een ideaal geometrisch model voor de middenzool in de schoen. “Dassault Systèmes heeft ervoor gezorgd dat we op basis van de input uit de scandata automatisch in Catia een 3D model van de middenzool genereren. Daarin kunnen we elke laag die we naderhand printen aanpassen om een ander effect te creëren”, zo legt Joey Mitchell, 3D Design & Visualisation Manager bij het Innovation Lab Ecco uit. Vanuit Dassault Systèmes is het FashionLab betrokken bij het

print magazine juli 2018

Zo komen de zolen uit de 3D printer. Nabewerken is niet nodig.

project. “Van scandata naar 3D modelleren is niet gemakkelijk geweest”, zegt Jerome Bergeret, FashionLab directeur. Dassault Systèmes heeft deze afdeling in 2011 opgericht, bedoeld om de designsoftware toegankelijk te maken voor de artistieke ontwerpers die geen kennis van computergebaseerd ontwerpen hebben. De samenwerking met Ecco is een van de eerste keren dat de know how wordt ingezet om via generatief ontwerpen tot een gepersonaliseerd consumentenproduct te komen. Bergeret noemt dit disruptief. “Ook andere klassieke industrieën kunnen hiermee kennis kapitaliseren. Stop je kennis in de backend systemen, de beauty in de frontend.” Het ontwerp bestaat uit ontelbare achthoeken, elk anders van vorm, want daarmee zorgt Ecco ervoor dat de zool precies op bepaalde punten meer of minder steun biedt die het draagcomfort voor de consument verbetert. De kracht van het systeem zit erin dat Ecco door de input op enkele punten te veranderen, de software een heel andere structuur kan laten genereren. Patrizio Carlucci, hoofd ILE, ziet een toekomstscenario voor zich waarbij de consument een aparte middenzool heeft voor meerdere toepassingen: een andere zool voor overdag op het werk dan ’s avonds als hij gaat hardlopen.

3D printen met viscoos materiaal

De middenzolen worden 3D geprint in de winkel. Dat gebeurt in Amsterdam op twee aangepaste 3D printers van German RepRap. De X400 v4 printers printen geen filament maar een viscoos materiaal van Dow Corning. Dit is een siliconenmateriaal dat toegelaten is voor medische toepassingen. De beide vloeibare componenten worden in de extruder gemengd. Liquid Additive Manufacturing (LFM) noemt RepRap de technologie. Voor de toepassing van Ecco heeft Dow de receptuur aangepast zodat het uitharden sneller gaat. Joey Mitchell: “We harden na elke laag met een infraroodlamp direct uit, zodat de middenzool meteen na het printen uit de printer wordt genomen en klaar is.” Op dit moment kost het printen van één paar nog ruim twee uur, maar men denkt dit uiteindelijk terug te kunnen brengen

print magazine juli 2018

tot minder dan een half uur. Momenteel gaat alle aandacht in de ontwikkeling uit naar het optimaliseren van de scandata voor het generative design proces. “Als we later de G-codes optimaliseren, kunnen we het printen wel versnellen”, aldus Mitchell. De keuze voor de LAM printtechnologie van German RepRap en het materiaal van Dow heeft meerdere redenen. De technische argumenten zijn dat het flexibele materiaal zeer veerkrachtig is. Beter dan bestaande schuimen die schoenenfabrikanten in zolen toepassen, meent Carlucci. “Dit siliconenmateriaal keert altijd volledig terug naar de uitgangspositie. Aan het eind van een dag veert de zool net zo goed als aan het begin. Foam heeft de neiging uit te puilen als het op een punt belast wordt, dat doet dit materiaal absoluut niet.” Alle energie door de drukbelasting tijdens het lopen wordt door het materiaal lokaal geabsorbeerd.

Precies dat wil de schoenenfabrikant omdat men daarmee het draagcomfort verbetert. Testen die met het materiaal zijn gedaan wijzen uit dat de 3D geprinte zolen veel langer meegaan dan conventionele schoenenzolen. In een voor de schoenenindustrie gevalideerde test, bleek dat na 500 kilometer slechts 1% van de zool gebroken was. Bij normale zolen is dat 16% na 220 kilometer.

Carlucci is ervan overtuigd dat ze niet stuk gaan. De tweede reden om voor de combinatie materiaal en printer te kiezen, is dat deze producten geen nabewerking nodig hebben. Ze kunnen rechtstreeks van de 3D printer in de schoen worden gelegd.

Printen in de winkel

Dit laatste is een belangrijk punt voor Panos Mytaros. Hij wil namelijk in de retailstores 3D printen en niet centraal in een fabriek waar Ecco de rest van de schoen produceert. “We willen dit dichtbij de klant doen, zodat deze het printen ziet. Er wordt veel verteld over 3D printen van schoenen, maar consumenten zien het nooit. Bij ons wel.” Hij verwacht dat de klant zich daardoor veel meer betrokken gaat voelen bij het product en het merk Ecco. Daarom zocht hij naar een printtechnologie die zo eenvoudig is dat de medewerkers in de winkel de printers kunnen bedienen. Fabrizio Carlucci: “Ecco is een verticaal

31

Personaliseren

Het team dat aan deze innovatieve toepassing van 3D printen heeft gewerkt: van links naar rechts Joey Mitchell en Fabrizio Carlucci (Ecco), Jerome Bergeret (Dassault Systèmes) en Panos Mytaros (Ecco).

geïntegreerd bedrijf. We zouden makkelijk honderd 3D printers in onze fabrieken kunnen plaatsen. Omdat we lokaal willen produceren, kiezen we voor printers in de winkel. Daarom moest het proces eenvoudig zijn en het materiaal schoon. En geen postprocessing en uitharden.” Ecco heeft gezocht naar een oplossing die eigenlijk helemaal geen speciale vaardigheden van de medewerkers vereist. German RepRap heeft het printproces wel enigszins aangepast om aan de eisen van Ecco te voldoen.

In plaats van uitharden na het printproces wordt er na elke laag met infrarood licht uitgehard. De twee cartridges met materiaal zijn voldoende om ongeveer een hele dag te printen. Er kunnen zo’n 25 zolen worden geprint voordat materiaal gewisseld moet worden. Eén keer per dag materiaal vernieuwen moet volstaan, denkt men bij Ecco.

Op dit moment gaat het nog om een concept. Panos Mytaros bestempelt 3D printen echter als de nieuwe manier van produceren die de schoenenindustrie gaat veranderen. “Geen enkel mens heeft twee dezelfde voeten, toch kun je schoenen alleen personaliseren door naar een orthopedisch schoenmaker te gaan. Daar kleeft echter het imago aan dat er iets mis is met je voeten.” Exacte plannen voor de commerciële uitrol heeft Ecco nog niet bekend gemaakt. Daarvoor wil men eerst de resultaten van de pilot in de concept store afwachten. Ook optimaliseert men het design nu alleen voor comfort. Maar je kunt de zolen straks ook optimaliseren voor bijvoorbeeld mensen die staand werk doen; of veel lopen zoals in de horeca. Medische toepassingen zijn ook denkbaar, vooral omdat Ecco de slimme sensor in de schoenen integreert. Dat levert een schat aan data op waardoor de middenzool steeds beter gepersonaliseerd kan worden. Fabrizio Carlucci: “Misschien gaan we straks wel een abonnement aanbieden.” De zool kan namelijk gemakkelijk gewisseld worden. Een schoen die de ene keer optimaal is voor op het werk, de andere keer voor een wandeling en in het weekend voor een rondje hardlopen.

Uiteindelijk wil het schoenenmerk in de winkels 3D printers plaatsen waar de gepersonaliseerde zool wordt geprint.

32

print magazine juli 2018

3D printen glijlagers en tandwielen business as usual voor Duits familiebedrijf

igus zet volop in op 3D printen Afgezien van de luchtvaart- en medische industrie bestaat er nog geen markt voor toepassingen van 3D printen: die opmerking hoor je regelmatig. Niet waar: igus verkoopt al jaren 3D geprinte componenten en heeft onlangs het portfolio uitgebreid.

Digitalisering staat bij igus bovenaan de agenda. En dan gaat het zowel om de producten zelf als om de productie, inclusief het design. 3D printen past goed in deze strategie, liet het familiebedrijf op de Hannover Messe nog eens weten. Igus biedt al enkele jaren 3D geprinte onderdelen aan, geprint met een speciaal filament dat qua materiaal geoptimaliseerd is qua tribologische eigenschappen. Klanten kopen het materiaal, krijgen de beschikking over de CAD modellen en printen hun eigen onderdelen. Of igus 3D print ze. Orders worden verzameld via het speciale platform. Een van de toepassingen voor het filament is het printen van robotgrippers. Het iglide l150 filament heeft naast de hoge impact weerstand als eigenschap dat het materiaal zelfsmerend is en de slijtageweerstand hoger ligt dan bij de standaard filamenten. Het I350 filament is geschikt voor toepassingen die aan hogere temperaturen (tot 180 graden C) worden blootgesteld. Dit filament is er ook in een uitvoering die gecertificeerd is voor toepassingen in de levensmiddelenindustrie (EU regels uit 2011). Het materiaal mag direct contact maken met levensmiddelen, wat het filament geschikt maakt voor machinebouwers in deze sector.

SLS poeder

De leverancier van kabelrupssystemen en polymeerglijlagers 3D print tegenwoordig eveneens met SLS printers, waarvoor een eigen poeder is ontwikkeld. Onlangs is het iglidur I3 poeder getest volgens de Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) 302 in de VS. Deze standaard beschrijft de

Het nieuwe SLS poeder heeft de Amerikaanse brandveiligheidstest met vlag en wimpel doorstaan.

bestendigheidsvereisten van de materialen die worden gebruikt in het interieur van motorvoertuigen, zoals personenauto's en vrachtwagens. Procedure: een horizontaal opgesteld monster (plaat) met een gemiddelde dikte van 2,02 mm wordt blootgesteld aan een Bunsen brander bij een vlamhoogte van 38 mm. Daarna wordt de verplaatsingssnelheid van de vlammen bepaald. De maximum toegestane waarde hier is 102 mm/min. Het geteste iglidur I3 haalt een gemiddelde verbrandingssnelheid van slechts 18,8 mm/min en voldoet daarom met meer dan een factor vijf aan de vereisten. Het Duitse familiebedrijf biedt ook bij lasersinteren de klant de optie het poeder te kopen of de onderdelen te laten printen.

Het nieuwe materiaal is slijtvast en leent zich daardoor ook voor glijlagers in zwenk-, rotatie- en in lineaire beweging.

Online configureren

Naast de standaard glijlagers kun je ook op maat gemaakte glijlagers laten printen. Behalve glijlagers biedt men nu ook tandwielen aan, zoals op de Hannover Messe gedemonstreerd werd. Omdat veel kennis over tandwielconstructie verloren is gegaan bij menig bedrijf, heeft igus een configurator ontwikkeld waarmee aan de hand van enkele parameters een tandwiel wordt ontworpen, dat daarna wordt geprint en binnen 3 dagen beschikbaar is. Ook hier biedt igus de kans om de modellen te downloaden en zelf te printen. Om de levensduur te kunnen berekenen, investeert de onderneming veel in IT applicaties.

Met speciale online modules kan men vooraf de levensduur van de 3D geprinte onderdelen berekenen.

Op de Hannover Messe toonde igus ook deze 3D geprinte tandwielen, die via een configurator op de website online worden geconstrueerd.

print magazine juli 2018

www.igus.eu/tribofilament

33

De nieuwe Alpha 140 van Laser Melting Innovations wordt momenteel door de eerste klanten getest.

Instap metaalprinter voor het MKB Uiteraard ging het op het AKL ’18 over high end 3D metaalprinters. Over de toepassingen in onder andere turbinebouw. Maar het ging ook over 3D metaalprinten voor het midden- en kleinbedrijf, voor wie de investering in de huidige systemen vaak te hoog zijn. Het Fraunhofer ILT heeft daarom een goedkopere metaalprinter ontwikkeld.

LMI, spin off van het laserinstituut in Aken, gaat deze Alpha 140 in de markt zetten en verder ontwikkelen.

Mirjam Knothe van LMI: financiële drempel om 3D metaal te printen is voor veel MKB-bedrijven te hoog.

34

De grote bedrijven zetten momenteel grote stappen als het om additive manufacturing gaat. Bedrijven zoals Siemens, Airbus maar ook toeleveranciers zoals een Premium Aerotec investeren fors in 3D metaalprinters. Tegelijkertijd lijken ook de fabrikanten van poederbed machines zich op deze markt te focussen, waar het vaak met investeringen vanaf een half miljoen euro pas begint. Tegelijkertijd gebeurt er veel aan de ontwikkeling van supply chains, met grote spelers die experimenteren met distributed manufacturing. “Het MKB is bang de trend te missen. Ze beseffen dat disruptieve technologieën de branche ingrijpend kunnen veranderen, maar ze kunnen niet zoveel investeren in metaalprinten”, zo vatte Mirjam Knothe, CEO van Laser Melting Innovations het dilemma van veel bedrijven samen tijdens het lasercongres AKL ’18.

print magazine juli 2018

Laser Melting Innovations test eerste Alpha 140 machines

Spin off Fraunhofer ILT

LMI is een spin off van Fraunhofer ILT in Aken, dat de machine ontwikkeld heeft. De basis voor het concept ligt in een onderzoek door Ernst & Young (in 2016) onder MKB-bedrijven naar de drempel die zij ervaren om in te stappen in AM. Liefst 40% zegt dat de investeringen te groot zijn, 28% start niet met 3D metaalprinten vanwege te geringe expertise en 20% geeft aan er niet aan te beginnen omdat men de operationele kosten te hoog vindt. “Pas daarna komen de beperkingen van het proces die bedrijven ervan weerhouden te investeren”, zegt Mirjam Knothe. Het MKB heeft dus duidelijk behoefte aan een wat zij noemt een low cost machine, die weinig onderhoud en operationele kosten met zich meebrengt. Met zo’n machine kan het MKB ervaring opdoen met 3D metaalprinten. De LMI Alpha 140 is het antwoord op deze vraag. De in Aken ontwikkelde 3D metaalprinter is een poederbedmachine, die op enkele belangrijke punten afwijkt van de machines zoals die doorgaans gebouwd worden. Het bouwplatform meet 140 mm doorsnede en de cilinder is 200 mm hoog. De watergekoelde fiberlaser die je normaal in dit type machine ziet, is vervangen door een luchtgekoelde diodelaser. Deze

laser werkt met een ander straalprofiel dan gebruikelijk, waardoor het focusseren minder nauwkeurig is. “Het voordeel is wel dat we de energie heel gelijkmatig in de poederlaag inbrengen”, legt Knothe uit. De diodelaser zit direct op een lineaire as. Het dure galvospiegelsysteem is vervangen door een robuust maar eenvoudig gantrysysteem. Beschermgas wordt van onderin toegevoerd. Het zijn vooral de diodelaser en het weglaten van het galvosysteem die de prijs van de LMI Alpha 140 fors drukken. De eerste machines worden momenteel verkocht voor ongeveer € 85.000. “Daarmee is de machine geschikt voor bedrijven die ervaring willen opdoen of die geringere aantallen printen. Bij zo’n investering is het niet erg als de machine een keer stilstaat”, zegt Mirjam Knothe.

Voldoende voor tal van toepassingen

Levert de machine behalve op prijs ook in op kwaliteit? Dat hangt ervan af hoe je kwaliteit definieert. De minimale laagdikte is 50 micron, dikker dan de bekende SLM machines.

Dat zie je terug in het ruwere oppervlak. “Maar 50 micron laagdikte is voldoende om details te printen”, meent Mirjam Knothe. De kleinste details die de Alpha 140 kan printen, zijn

Een van de producten die ermee geprint zijn.

print magazine juli 2018

35

op dynamiek van de machine om daar de grenzen nog te verleggen. “Qua dichtheid zitten we tot 99,9%, vergelijkbaar met andere systemen.” De snelheid ligt echter lager door het ontbreken van de scanner. Daarentegen zijn de mechanische eigenschappen van de geprinte werkstukken identiek aan die gemaakt op de duurdere poederbedsystemen. Twee voordelen van de diodelaser zijn dat men met de golflengte van 975 nm de meeste metaallegeringen kan verwerken. En het concept van de diodelaser op een lineaire as laat zich makkelijk opschalen.

100 micron groot; de minimale wanddikte is 220 micron.

Tijdens de demonstraties op AKL ’18 werd de Dom van Aachen vrij gedetailleerd geprint. Het LMI team heeft niet de ambitie om de laagdikte te verkleinen. “Onze focus ligt

http://lm-innovations.com/

BMW zet poederbed technologie in voor seriemodel Een van de eyecatchers op het AKL ’18 was de nieuwe BMW i8 roadster. Dit keer ging het niet om de elektrische aandrijving, maar om de beide beugels van de afdekkap van de softtop. BMW past namelijk voor het eerst in een seriemodel 3D printen toe om dit onderdeel te maken.

Na redesignen weegt de bracket 44% minder dan vergelijkbare steun gemaakt van PA6 met 30% glasvezelvulling; de stijfheid is 10 keer hoger. De kosten liggen 30% lager dan bij magnesiumgieten. Daarnaast heeft het 3D geprinte onderdeel een voordeel in de assemblage: het kan makkelijker verwerkt worden in de pre-assembly dan het originele ontwerp. Het design is zodanig geoptimaliseerd dat het zonder support kan worden geprint. De AM groep bij BMW onder leiding van Maximiliaan Meixlsperger heeft vooral veel energie gestopt in het zodanig optimaliseren van het ontwerp zodat er zoveel mogelijk in één keer geprint kunnen worden. Daar zit een belangrijk deel van de economische haalbaarheid in. “Bij de eerste printjob konden we 51 onderdelen in een keer printen.

Na optimalisatie printen we er nu 230 per printjob op het platform. Hierdoor verschuift het break even point vergeleken met gieten in magnesium van 3.000 naar 60.000 stuks.” Dat maakt de technologie opeens al veel aantrekkelijker voor de automobielfabrikant. Geprint wordt op een SLM printer met 4 lasers van elk 700 W. Productietijd voor de 230 componenten bedraagt momenteel 82 uur, zonder nabewerking die minimaal is. De AM groep van BMW wil het proces nog verder optimalieren door twee producten op elkaar te gaan printen, wat net past binnen het bouwvolume. “Dan verschuift het break even punt naar 100.000 stuks”, aldus Meixlsperger.

Turbine componenten

De autofabrikant is niet de enige die 3D metaalprinten naar de serieproductie heeft gebracht. MAN Diesel & Turbo heeft recent eveneens onderdelen vrijgegeven. Het gaat hier om een

36

De bracket van de BMW i8, goedkoper om te 3D printen dan te gieten.

turbineschoep voor een verdichter in een energiecentrale.

De voordelen voor MAN Diesel & Turbo zitten enerzijds in de functie-integratie, anderzijds in de betere prestaties van het AM product. Vroeger bestond een zogenaamde guide vane uit 144 losse onderdelen. De geprinte versie bestaat uit 12 componenten. Doordat de schoepen veel dichter bij elkaar staan, verbetert de efficiency van de centrale.

“Conventioneel kunnen we dit ontwerp nooit maken. We zouden met de frees nooit goed bij de schoepen komen voor de bewerking”, aldus Ronald Herzog van het bedrijf uit Duisburg. De fabrikant van energiecentrales schat in dat bij de huidige kosten 3D metaalprinten het meest geschikt is voor complexe onderdelen tussen de 1 en 10 kilo. “Onderdelen zwaarder dan 10 kilo zijn economisch niet haalbaar.” De AM delen vallen dan qua productiekosten in de bandbreedte van 1.000 tot 10.000 euro per onderdeel.

print magazine juli 2018

Stratasys verzelfstandigt Evolve zodat technologie zich sneller kan ontwikkelen

Wordt STEP de 3D printtechnologie voor serieproductie?

Om echt grote volumes gepersonaliseerde producten te kunnen 3D printen, moet er technologie komen waarmee elke seconde een laag wordt geprint. Dat zegt Scott Crump, uitvinder van FDM-technologie en mede-oprichter van Stratasys. De Evolvetechnologie die Stratasys verzelfstandigt, is een stap in deze richting.

Scott Crump van Stratasys geldt als een van de pioniers in de 3D printindustrie. Dit jaar was hij keynotespreker op de 15e editie van Rapid.Tech in Erfurt. Daar schetste hij zijn visie op hoe 3D printen zich verder gaat ontwikkelen. De inzet van 3D printen voor prototyping gaat sterk groeien: heeft de techniek momenteel hierin een aandeel van 35 procent, dat gaat binnen tien jaar naar 90 procent. Deels zal dit met metaal zijn, aldus Crump, lid van de Raad van Commissarissen bij Desktop Metal. “Als engineers direct toegang krijgen tot metaalprinten, is dat zowel disruptief als revolutionair.” Zodra er gevulde materialen beschikbaar komen voor de FDM printers, zal ook in de productie meer 3D geprint gaan worden. “Technisch kan het nu al.”

Sneller kunststof printen

De grote doorbraak in productie van grote aantallen, vergt echter vooral een veel sneller proces, aldus Crump in Erfurt. En dan bedoelt hij geen minuten meer printen op één laag maar elke seconde een laag printen. In feite doet Evolve dit met de STEP technologie, een lithografisch proces voor 3D vormen.

De afkorting staat voor Selective Toner Electrophotographic Process. Het is de eerste AM technologie die mass customization mogelijk maakt tegen lage kosten. En dat in engineering plastics. Steve Chillscyzn, CEO van Evolve Additive Solutions en mede-uitvinder van STEP: “Wij denken dat de STEP technologie een unieke positie inneemt om een brug te slaan

De STEP technologie van Evolve 3D print elke seconde één laag.

naar markten die tot nog toe niet bediend kunnen worden door additive manufacturing of traditionele technieken.” Hij doelt dan met name op de combinatie van personalisatie van producten tegen de kosten van massaproductie. Ook de isotropische eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van spuitgieten. De snelheid van de nieuwe 3D printtechnologie ligt volgens de nieuwe onderneming een factor 50 hoger dan de huidige printprocessen. Kosten en oppervlaktekwaliteit zijn vergelijkbaar. Ook kunnen meerdere materialen in dezelfde laag gecombineerd worden en is full color printen mogelijk.

Extra budget

Scott Crump: door de gedeeltelijke spin-out kan Evolve sneller groeien zonder dat dit ten koste gaat van het budget voor de andere technieken.

print magazine juli 2018

Stratasys werkt al negen jaar aan deze technologie en heeft onlangs Evolve als zelfstandig bedrijf buiten de Stratasys organisatie geplaatst. Evolve gaat de technologie vercommercialiseren. Scott Crump zegt dat deze stap vooral is gedaan om gemakkelijker toegang te krijgen tot externe partijen voor de noodzakelijke funding. “Het is geen volledige spin-out. Stratasys blijft aandeelhouder in Evolve, maar door de verzelfstandiging krijgt het bedrijf toegang tot externe financiers. We willen namelijk echt sneller groeien met deze technologie, zonder dat het ten koste gaat van het budget voor FDM en de polyjet printers.”

37

Winnaar Design for AM Challenge heeft 3D geprinte manifolds portfolio

Aidro benut kansen AM maximaal Het Italiaanse familiebedrijf Aidro heeft dit jaar de Design for Additive Manufacturing Challenge van Additive Industries gewonnen. Het product waarmee de award in de wacht werd gesleept, is een manifold voor een hydraulische installatie die is vrijgegeven voor de productie. Het bedrijf ontwikkelt ondertussen alweer andere toepassingen. “We zien grote kansen in alle sectoren waarin hydrauliek wordt toegepast”, zegt Valeria Tirelli, CEO. Aidro Hydraulics heeft de design award gewonnen in de categorie professionals. De jury was vooral onder de indruk van de commerciële levensvatbaarheid van het concept en de goede toepasbaarheid. Door het ontwerp van het ventielblok, bedoeld voor het hydraulieksysteem in een stratenveegwagen, aan te passen aan de mogelijkheden van additive manufacturing, kan Aidro onderdelen integreren voor een eenvoudigere assemblage en het gewicht met 70% verminderen. Zeker in voertuigtechnologie is dit van grote betekenis. Daarnaast verbetert de doorstroming van de hydrauliekolie, door de optimalisatie van de kanalen.

Valeria Tirelli vindt dit laatste een van de grote voordelen van 3D metaalprinten. De nieuwe vorm van koelkanalen in het manifold verkleint de drukval in de hydraulische installatie.

“Additive manufacturing stelt ons in staat om hydraulische producten te bouwen die beter presteren, dankzij de innovatieve en efficiënte vorm.” Dat kan ertoe leiden dat er in de toekomst wellicht kleinere pompen voor de installatie nodig zijn. De manifolds zijn getest tot 700 bar; in de praktijk moeten ze drukken tussen 250 tot 350 bar doorstaan.

Nieuwe metalen toepassen

Het Italiaanse familiebedrijf is enkele jaren geleden gestart met het verkennen van de mogelijkheden van 3D metaalprinten. Dit jaar heeft men op de Hannover Messe een warmtewisselaar getoond, eveneens ontworpen voor AM. Hier is de gewichtsbesparing zelfs 85%. Het bouwvolume bedraagt amper nog een vijfde van dat van het conventioneel geproduceerde product. Deze warmtewisselaar is geprint van aluminium op een EOS M 290 machine. Momenteel ontwikkelt men de stalen variant. Valeria Tirelli ziet het gebruik van nieuwe metaallegeringen in de AM producten als een ander

In de studentencategorie heeft de Indiase student Yogeshkumar Katrodiya de award gewonnen. Hij doet momenteel zijn master bij het Fraunhofer in Augsburg. Hij ontwierp een geïntegreerde as met vertandingen en interne koelkanalen voor het transport van de smeerolie naar de tandwielen. Alle zes de finalisten hebben voor een jaar een licentie gekregen voor Altair Inspire en Autodesk Netfabb. De beide winnaars kregen een Ultimaker 3D printer mee naar huis.

Valeria Tirelli (CEO) nam samen met Alberto Tacconelli, AM designer, de award in Eindhoven in ontvangst.

38

print magazine juli 2018

Met dit ventielblok heeft Aidro Hydraulics de Design for AM Award gewonnen.

pluspunt van de technologie. “We kunnen nu niet standaard metalen in hydraulische componenten gebruiken. We zouden bijvoorbeeld in AiSi 316L kunnen gaan printen, een ideaal materiaal voor offshore toepassingen.”

Ruw oppervlak geen probleem

Het ruwe oppervlak speelt Aidro geen parten. Hoewel het oppervlak van de interne koelkanalen in het 3D geprinte onderdeel ruwer is dan bij een vergelijkbaar gietstuk, vindt ze de voordelen van AM zwaarder wegen. Om het oppervlak minder ruw te maken, kan men eventueel spoelen met abrassieve vloeistoffen. “Maar onze druktesten met de 3D geprinte ventielblokken laten zien dat de olie zonder problemen goed door de kanalen stroomt.” Deze nabewerking past Aidro dan ook niet standaard toe. Wel worden de onderdelen na het printen nog gezandstraald en ondergaan ze nog een shot peening operatie. “De belangrijkste nabewerking is echter het verspanen van de ruimte waarin de kleppen worden gemonteerd. Oppervlakken frezen we alleen als de klant daarom vraagt.”

metaalprinters staan. Richting de klanten wil Valerie Tirelli een complete oplossing aanbieden: van design tot en met productie. “De eerste stap is echter goed naar de behoefte van de klant kijken. Is AM echt de beste oplossing? Anders nemen we gewoon een standaard product.” De conventionele technologie blijft ze ook toepassen voor de grotere onderdelen. Zeker zolang de 3D printtechnologie geen hogere productiviteit biedt.

Alleen als echt nodig is

Bij Aidro is het team enthousiast over 3D metaalprinten. Mede daarom heeft de onderneming ondertussen geïnvesteerd in een eigen 3D print afdeling, waar onder andere 3D

print magazine juli 2018

Alleen met 3D printen kun je dit soort inwendige kanalen realiseren. Het ruwe oppervlak blijkt geen invloed te hebben op het gedrag van de vloeistof in het ventielblok.

39

Leidt deze technologie tot nieuwe verdienmodellen in de industrie?

Blockchain basis onder veilige AM waardeketens Gaat blockchain een rol spelen in de industrialisering van 3D printen? Kan de technologie achter de cryptomunten transacties soepel en vooral beveiligd door supply chains heen loodsen? En data blokkeren voor ongewenste productieruns? Of technologie via licenties beschikbaar stellen aan gebruikers?

Industrie 4.0 expert bij machinebouwer Trumpf. Precies wat de cocktailautomaat doet. Je hoeft geen jarenlange ervaring als barkeeper te hebben, zolang iemand anders bereid is het receptuur aan te bieden. En precies daar komt blockchain technologie om de hoek kijken. Die maakt het mogelijk dat je een licentie voor één product koopt.

Op de Hannover Messe konden bezoekers op twee stands een cocktail bestellen. Bij Axoom en IUNO, het Duitse referentieproject voor IT-security waarin 21 partners uit industrie en wetenschap samenwerken. Niks bijzonders, zou je zeggen. Toch wel. De recepten voor de cocktails stonden versleuteld in de Technologiemarktplaats in de Axoom cloud.

Pas als je betaalde, in dit geval met een cryptomunt, werd er een licentie voor één cocktail vrijgegeven en werd het drankje vervolgens gemixt. Verander het cocktailrecept in een technologie dataset of een 3D model, en je zit midden in distributed manufacturing, waarbij vanuit de cloud machines worden aangestuurd precies voor de productie die de opdrachtgever wil. “Als nu iets verandert in de grondstoffen, proceskwaliteit of bewerking, zijn aanpassingen nodig en nieuwe parameters voor de machine. Voor bedrijven ontstaan er dan hoge kosten omdat de technologieparameters nieuw ontwikkeld moeten worden. Met een technologie marktplaats is dat niet meer nodig”, zegt Hans-Peter Bock,

Benelux pilots

Ook in de Benelux experimenteren bedrijven met blockchain technologie voor toepassingen in industriële waardeketens.

Twee weken voor de Hannover Messe hield Nikolas Taillieu, oprichter van Ballistix.digital en Dimension4.xyz in België, hierover een presentatie tijdens 3D Printing Materials conference op Brightlands Chemelot Campus. Alles wat je kunt digitaliseren, kun je opslaan in de blockchain. En alles wat je in de blockchain opslaat, kun je niet meer veranderen.

Dat is in zijn ogen wat deze technologie aantrekkelijk maakt voor de industriële waardeketens, waaronder die van additive manufacturing. “Blockchain kan een sleutelrol spelen in de digitale backbone voor cyber physical productie”, zegt Taillieu. 3D printen heeft de potentie in zich om tot decentrale productiemodellen te leiden. Meer dan ooit ontstaat hierbij de behoefte aan een technologie die voor transparantie en veiligheid in de waardeketen zorgt. Smart contracts, daarover spreekt Nikolas Taillieu. “Als het contract eenmaal is gepubliceerd op de blockchain, kan niemand het meer veranderen. Je kunt alleen informatie toevoegen die voor iedereen zichtbaar is.” Maar er is veel meer mogelijk. De oprichter van Dimensions4.xyz noemde als voorbeeld OEM’ers die reserve onderdelen willen laten printen. De hash, een unieke identificatiecode, kan door alle partijen gebruikt worden om te verifiëren. Blockchain technologie verzekert OEM’ers met gecertificeerde bureaus en zelfs 3D printers samen te werken. Productielogs kunnen gebruikt worden om te verifiëren dat het printproces goed is verlopen.

Technologiemarktplaats

Axoom illustreerde aan de hand van een cocktailautomaat hoe blockchain technologie distributed manufacturing mogelijk kan maken.

40

Achter de gimmick met de cocktail bij Axoom gaat een serieuze visie op de digitalisering van de maakindustrie schuil. De Technologiemarktplaats biedt mogelijkheden voor inkopers, maar ook voor de toeleveranciers, de aanbieders van productiecapaciteit. Voor hen ontstaan er nieuwe verdienmodellen. Know how over hoe je iets produceert,

print magazine juli 2018

kunnen ze te gelde maken op zo’n digitale marktplaats.

Daarbij zorgt de blockchain technologie ervoor dat de technologie in licentievorm slechts gebruikt kan worden waarvoor de koper betaalt. Een keer, tien keer, honderd keer, naargelang je licentierechten koopt. De specifieke kennis is daarbij niet in te zien. Of zoals in Hannover: het recept voor de drank bleef geheim, versleuteld in de Axoom cloud. Ook machinebouwers kunnen hiermee nieuwe verdienmodellen ontwikkelen, zo maakte een van de Axoom medewerkers duidelijk. “Machinebouwers kunnen ook specifieke parametersets voor materialen en producten gaan aanbieden via zo’n marktplaats.” In plaats dat een operator zelf aan de slag gaat met uit te zoeken hoe je het product het beste maakt, koop je voor de order specifieke technologie know how in. Nog een stap verder is dat er marktplaatsen komen waar beschikbare capaciteit wordt aangeboden. En dat clouddiensten op zoek gaan naar de laagste prijs binnen de gegeven kwaliteitseisen. De op blockchain gebaseerde beveiligingstechnologie, voorkomt oneigenlijk gebruik.

De partijen die binnen IUNO aan het project werken, zien eveneens een optie voor machinebouwers om via zo’n Technologiemarktplaats hun machines bij de klant op te waarderen. Net zoals je in een app op je smartphone tegen betaling een extra functionaliteit kunt vrijschakelen, kan een machinebouwer dit ook aanbieden. Met name voor het mkb liggen hier kansen, omdat ze hun productiecapaciteit flexibel kunnen uitbreiden via dit licentiesysteem.

Gebrek aan standaardisering

Zo’n model vergt wel een zekere mate van standaardisering.

En die ontbreekt in de 3D printindustrie nog, heeft Nikolas Taillieu in een eerste pilot met een klant ontdekt. In deze pilot konden klanten een gepersonaliseerde sleutelhanger laten 3D printen. Een hoog volume project. Een van de problemen waar men in deze pilot tegenaan liep, is dat 3D printen relatief

print magazine juli 2018

langzaam is. “Klanten hebben een Bol.com verwachting, ze willen de sleutelhanger binnen de 48 uur”, zegt Taillieu. De moeilijkheden in de 3D printindustrie zitten volgens hem verder in het gebrek aan standaardisering, het ontbreken van een diepe integratie in de machines en het gebrek aan goede user interfaces, die het werken met de technologie gemakkelijker maken. Met name softwarebedrijven moeten deze interfaces zodanig gaan bouwen dat het werken met blockchain gemakkelijk wordt. Hij verwacht dat de grote OEM’ers uiteindelijk blockchain bij de machinebouwers gaan afdwingen door als eis te stellen dat blockchain technologie geïntegreerd moet zijn.

Veilig data uitwisselen In Duitsland lopen momenteel meerdere projecten waarbij blockchain technologie gekoppeld wordt aan 3D printen. Prostep werkt bijvoorbeeld samen met enkele partners binnen het Sample consortium (Secure Additive Manufacturing Platform) aan een Chain of Trust voor de 3D printindustrie. Het systeem moet de complete waardeketen, van 3D ontwerp tot en met het 3D printservicebureau en zelfs de integratie van een RFID chip in het werkstuk afdekken. Prostep heeft hiervoor dataversleuteling op basis van een blockchain licentiesysteem geïntegreerd in OpenDXM GlobalX, waar data veilig uitgewisseld kunnen worden. Door deze combinatie worden 3D geprinte producten door de hele keten heen traceerbaar.

41

Het event vond plaats bij Makerspace op de Wetenschapscampus in Hasselt/Diepenbeek. Dit is een open lab voor bedrijven. Er staan FDM printers, SLA printers en een full color printer en andere, meer conventionele technologieën.

Materialen en kennisgebrek remmen doorbraak AM De 3D printindustrie heeft niet de tijd om met trial and error tot goede materialen te komen, zoals vroeger bij andere technologieën, bijvoorbeeld spuitgieten wel gebeurd is.

Daarom betrekken Zuyd Hogeschool en het Chemelot Innovation and Learning Labs (CHILL) vanaf het begin alle stakeholders bij de ontwikkeling van nieuwe kunststoffen, specifiek voor 3D printen. “We willen materialen ontwikkelen die beter aansluiten bij de 3D printtechniek”, zegt Gino van Strijdonck, lector Material Sciences bij Zuyd Hogeschool.

Gino van Strijdonck was een van de sprekers op het Make event Smart Prototyping in Makerspace bij PXL Hogeschool in Hasselt.

Hij ging met name in op het onderdeel 3D printen binnen het materialenprogramma van CHILL. Hier werken studenten - “wij noemen ze starting professionals” - in een real life laboratorium op Brightlands Chemelot Campus samen met ervaren professionals aan de ontwikkeling van nieuwe materialen.

Afkoelsnelheid cruciaal Gino van Strijdonck: nieuwe generatie filamenten ontwikkelen afgestemd op het 3D printproces.

42

De mechanische eigenschappen van de huidige filamenten zijn volgens Gino van Strijdonck de achilleshiel voor massaproductie

print magazine juli 2018

Innovatiehubs in Euregio zoeken MKB op in Hyperegio met additive manufacturing, samen met de lage productiesnelheid. De mechanische eigenschappen worden met name bepaald doordat 3D printen in lagen opbouwt, die relatief eenvoudig uit elkaar getrokken kunnen worden. Daarnaast kunnen de polymeerketens in de loop van de tijd veranderen.

“Als de polymeren kristalliseren, neemt het volume af, waardoor vormstabiliteit afneemt”, schetst hij het tweede probleem. In een consortium met onder andere Xilloc Medical, Maastricht University, DSM en Ultimaker, wordt op de onderzoekcampus aan een nieuwe generatie polymeren gewerkt, specifiek bedoeld voor FDM printen. De belangrijke factor is de snelheid waarmee het materiaal afkoelt. Door hiermee te variëren, kun je ervoor zorgen dat de kristallisatie en het verbinden van de twee lagen op hetzelfde moment gebeuren. De printsnelheid speelt hierin eveneens een rol, omdat deze mee de snelheid van afkoelen bepaalt. Van Strijdonck zei verder dat men aan een database werkt waarin ook aspecten als vermoeiing en de dynamische belasting worden meegenomen, zodat de filamentproducenten uiteindelijk voor specifieke toepassingen betere filamenten kunnen gaan maken.

Plugin voor CAD software

Dat software almaar een grotere rol gaat spelen, blijkt ook uit het project waar Wouter Vandenneucker van Cr3do in Hasselt over sprak. Behalve dat hij één dag in de week in Makerspace werkt, timmert hij met het door hem zelf opgerichte bedrijf Cr3do aan de weg. “Ons platform vormt een tussenpersoon tussen de kleinere bedrijven en de engineers en de 3D print servicebedrijven.” Cr3do richt zich specifiek op prototyping. Het probleem hierbij is dat je je ontwerp niet kunt optimaliseren voor het 3D printen en het gebruikte materiaal omdat daar de tijd voor ontbreekt. “Daarom willen we een plugin voor CAD software ontwikkelen, die met data mining en kunstmatige intelligentie elk model dat je in CAD ontwerpt beter maakt.” De software wordt namelijk gevoed door de resultaten van eerdere prints en bouwt zo steeds meer kennis op. Cr3do werkt hiervoor samen met Sirris.

Hyperegio innovatiehub Het Hyperegio project is een Interreg project in de Euregio Maas-Rijn met als doel bedrijven aan beide kanten van de grenzen meer met elkaar te laten samenwerken aan innovatie. “De grens is nog steeds een belemmering”, aldus Eric Gielen, projectleider bij PXL Hogeschool. “Kennis van innovatie aan de andere kant van de grens ontbreekt vaak.”

Hyperegio steekt op drie niveaus in. In EarlyTech gaat het om technologietransfer van technologie die nog in ontwikkeling is. In BusyBee werken bedrijven en kennisinstellingen aan de ontwikkeling van nieuwe technologie tot een TLR niveau van 2 tot 5, bijvoorbeeld tot een proof of concept of een lab prototype. I2M Innovation is het derde niveau, hierin worden innovaties waarvan het proof of concept klaar is, naar de markt gebracht. Bedrijven die samen met een ander bedrijf uit een ander land van de Euregio Maas-Rijn een project willen starten, kunnen een voucher om kennis of onderzoekscapaciteit bij de kennisinstituten inkopen.

print magazine juli 2018

Professor Andreas Gebhardt: 3D metaalprinten vergt zaken waar je bewust mee moet omgaan.

Metaalprinten voor MKB

3D printen vergt kennis over het proces, benadrukte ook professor Andreas Gebhardt van de Fachhochschule Aachen.

Hier staat sinds kort in het met het Fraunhofer ILT opgerichte Aachen Center for AM de tot nog toe grootste 3D metaalprinter, de Concept Laser Xline R2000. De Duitse kennisinstellingen bieden met deze 3D printer met het MKB in de Euregio een kans om producten te testen en ervaring op te doen met het werken met zo’n grote machine. “Zo’n grote 3D printer is toch gecompliceerder, kostbaarder, je werkt op een ander niveau”, aldus Gebhardt. Alleen al de factor dat de bouwkamer met 500 kilogram poeder gevuld wordt is iets waar je je wel bewust van moet zijn. Andreas Gebhardt liet de manier van werken met zo’n grote metaalprinter zien: reinigen om van materiaal te veranderen betekent zeker twee dagen werk. Voor de opslag van reactieve poeders in deze hoeveelheid is een explosievrije ruimte nodig. “En hou er rekening mee dat je je medewerkers die met het poeder in aanraking komen regelmatig door een arts moet laten keuren.” De Akense professor wil met zijn verhaal bedrijven niet afschrikken, want op kleinere schaal komen de toepassingen er wel, zoals de steun voor de BMW i8 Roadster. “Maar als je hiermee begint, moet je je wel bewust zijn van alles wat er nog bij komt kijken.” www.hyperegio.eu www.chillabs.nl

Een van de voorbeelden die Andreas Gebhardt liet zien, een cilinderblok met rasterstructuur om gewicht te besparen.

43

Hightech industrie weet de weg naar Eindhoven te vinden voor AM projecten

Objexlab steunt industrie in opstap naar AM Het Objexlab van Fontys Hogescholen beschikt sinds kort over een TruPrint 1000 3D metaalprinter van Trumpf. Samen met verscheidene FDM en MJM (multi jet modeling) printers heeft het de relevante printtechnieken in huis om de hightech industrie te ondersteunen bij de stap naar additive manufacturing (AM). En op dat vlak is er al veel gedaan.

Sjef van Gastel, directeur Innovatieve Productietechnologie bij Fontys, is tevreden over wat het Objexlab, een onderdeel van het Centre of Expertise High Tech Systems & Materials (HTSM), de afgelopen jaren heeft bereikt. De investering in de Trumpf 3D metaalprinter is de meest recente uitbreiding.

Dankzij de samenwerking met Seido Systems beschikt het lab steeds over nieuwe FDM printers van Stratasys, zoals thans de F370 en een Objet printer. Voor prototypewerk van studenten staan er 15 Ultimaker printers. “We zijn min of meer een bèta testsite voor de fabrikant”, zegt Van Gastel. Het derde merk FDM printers is het Nederlandse dddrop. “Deze printer heeft als voordeel de verwarmde bouwkamer en het is een heel toegankelijke machine, waarmee we goed kunnen experimenteren.” Rein van der Mast, in deeltijd werkzaam

voor het Centre of Expertise, vult aan: “Verder heeft dddrop de aanvoer van het filament in de kop geïntegreerd, dat vooral bij elastische materialen een voordeel is. De afstand tussen waar het filament wordt aangevoerd en waar het door de hete nozzle wordt geperst is veel kleiner is dan bij veel andere FDM printers. Vooral bij elastische materialen is dit relevant.“ Het Objexlab werkt regelmatig samen met DSM, waarvoor onder andere Arnitel is getest in een toepassing die sportblessures voorkomt dankzij de dempende eigenschappen van het filament. Dit jaar start een onderzoek naar het gebruik van Arnitel in een inlaatspruitstuk voor de motor van een sportwagen. Sjef van Gastel: “Bij seriemodellen kun je deze spuitgieten of vacuümvormen. We gaan met DSM een luchtinlaat 3D printen voor kleine series, zoals een Donkervoort.” Met dit project wil men aantonen dat de 3D geprinte onderdelen onder de motorkap kunnen worden ingezet, niet alleen bij lage volumes, ook als overbrugging naar de serieproductie. “De fabrikant kan het model al op de markt brengen ook al is de vervaardiging van de spuitgietmatrijs nog niet voltooid”, vult Rein van der Mast aan.

Voorbeeldprojecten

Sjef van Gastel en Rein van der Mast bij de nieuwe TruPrint 1000 metaalprinter in het Objexlab.

44

Sinds Fontys Hogescholen additive manufacturing als een zwaartepunt in het expertisecentrum heeft gedefinieerd, is er het nodige veranderd in de AM industrie. Internationaal is de interesse enorm toegenomen. Ook Nederlandse bedrijven werken aan toepassingen, zoals blijkt uit de projecten die het Objexlab heeft uitgevoerd. Sjef van Gastel noemt als voorbeeld een redesign van een waterverdeler uit de elektronenmicroscoop van Thermo Fisher Scientific, het voormalige FEI. Door te herontwerpen voor 3D printen heeft men een volledig laminaire stroming gerealiseerd.

print magazine juli 2018

Voor Nexperia heeft Marco Teeuwen bij het Objexlab deze nieuwe kop voor de ADAT 3 ontwikkeld, die monolitisch gebouwd kan worden met AM.

“Daarmee voorkomen we trillingen van de lenzen door de turbulentie in de waterverdeler.” Een tweede voorbeeld is een connector van TE Connectivity in Den Bosch. Door deze connector te ontwerpen vanuit de mogelijkheden van AM, is de montagetijd teruggebracht van een kwartier tot enkele minuten. Bovendien is dit ergonomisch minder belastend voor de monteurs. De uiteindelijke connector is gemaakt met verloren was gieten, waarvoor het model wel werd geprint. En een derde voorbeeldproject is een onderzoek voor Nexperia in Nijmegen, dat machines bouwt voor de productie van discrete halfgeleiders. Nexperia wilde weten of de kop van de ADAT 3 die traditioneel uit 14 onderdelen bestaat, monolithisch gebouwd kan worden met AM. Dat kan. Zelfs de vacuümkanalen zijn in het onderwerp geïntegreerd. Door de monolithische bouw sluit Nexperia assemblagefouten uit en is de bewegende massa van het onderdeel kleiner. In een vervolgproject onderzoekt men de levensduur. Zo hebben de studenten van het Objexlab aan tal van opdrachten uit de industrie gewerkt, onder andere een elastisch bolscharnier voor Fokker Landing Gear en een verstelbare sensorhouder voor NTS Group.

verwacht dat uiteindelijk software een belangrijk deel van deze complexiteit gaat oplossen. Zover is het echter nog niet, dus de ontwerper moet heel goed weten wat er allemaal speelt.” Op dit vlak gaan ze voor Nexperia onderzoeken wat de invloed van meerdere zaken, waaronder oriëntatie, laagdikte, scanstrategie en ondersteunende structuren is op de mechanische eigenschappen van in metaal geprinte componenten. Fontys gaat daarnaast meedoen aan het SAMOII project dat de TU

Hybride en ontwerpregels

De komende tijd willen Sjef van Gastel en Rein van der Mast iets meer focus aanbrengen in de activiteiten van het lab.

Zo wil men onder andere hybride productie onderzoeken: 3D printen op bestaande componenten. Ontwerprichtlijnen vormen een ander aandachtspunt. Rein van der Mast: “Dit is wat ik ooit heb genoemd het AM Design Paradigm. Er zijn heel veel factoren op elkaar van invloed, factoren voor, tijdens en na het printen. Verander je de ene parameter dan kan dat op een ander vlak vaak grote en ongewenste gevolgen hebben. Ik

print magazine juli 2018

Een behuizing die het Objexlab voor TE Connectivity heeft ontwikkeld en 3D geprint.

45

Delft onder leiding van professor Fred van Keulen start.

Hierin wordt gekeken naar monolithische componenten voor nauwkeurige verplaatsingen. “Wij brengen kennis in over de wijze waarop de lagen worden ‘gescand’ en post processing”, aldus Van der Mast.

AM experts opleiden

Deze onderzoeken voor de industrie worden grotendeels gedaan door studenten, niet alleen van Fontys zelf maar uit het hele land. Elk half jaar schrijven zich namelijk zo’n 28 studenten in voor de minor AM die Fontys aanbiedt. Een half jaar lang worden ze dan intensief getraind in het ontwerpen voor AM en het 3D printen van onderdelen. Samen met de trainingen voor hightech bedrijven moet dit de toepassing van 3D printen in de Nederlandse industrie gaan versterken. Sjef van Gastel vindt het voordeel dat de studenten geen ervaring hebben als ze hieraan beginnen groter dan het nadeel van gebrek aan ervaring. “Laat ze aan demonstrators werken die tot toepassingen leiden. Op termijn hebben ze de nodige praktijkkennis wel in huis. We leiden hier studenten op die als AM ambassadeur het bedrijfsleven ingaan.” En dat zal vroeger of later tot concrete toepassingen leiden.

De slimmere connector voor TE Connectivity, waarmee de assemblagetijd drastisch wordt verminderd.

46

print magazine juli 2018

3D metaalprinten en oppervlaktetechnologie Tijdens de Week van de Oppervlakte Technologie 2018 besteedt het ION congres op woensdag 14 november een dag aan het thema oppervlaktetechnologie in relatie tot 3D metaalprinten.

Vaak hebben 3D geprinte componenten nog een of andere vorm van oppervlaktebehandeling nodig. Tijdens het congres gaan diverse sprekers in op meerdere aspecten van 3D metaalprinten, waaronder het mechanisch gedrag, de coatingtechnieken voor 3D geprinte metalen componenten en andere zaken. De vereniging ION heeft afgelopen jaren onderzoek gedaan naar het onderwerp oppervlaktebehandeling van 3D geprinte componenten. Daarnaast wordt op het evenement in Den Bosch een nieuwe metaalprinttechnologie gedemonstreerd. De Week van de Oppervlakte Technologie 2018 vindt plaats van 13 tot en met 15 november in de Brabanthallen in Den Bosch. WOT is een initiatief van ION, dat echter samen met een groot aantal brancheverenigingen, kennisinstituten en overheidsorganisaties wordt georganiseerd.

Een voorbeeld van oppervlaktebehandeling van 3D geprinte onderdelen is RapidFinish, ontwikkeld door Rösler en Renishaw.

Meer informatie

www.vereniging-ion.nl

VDL-topman stapt over naar Additive Industries Jan-Cees Santema.

Additive Industries heeft Jan-Cees Santema van VDL binnengehaald als directeur verkoop Europe. Santema werkte sinds 2001 bij VDL. Als directeur VDL Bus Chassis is hij vooral bezig geweest met de overgang van de conventionele dieselmotor naar volledig elektrische aandrijflijnen voor bedrijfsvoertuigen.

Dormac neemt AM specialist aan Frank Verver is bij Dormac CNC Solutions aan de slag gegaan als AM specialist. Dormac, leverancier van de Insstek 3D print machines investeert met deze benoeming in de verdere uitbouw van de AM activiteiten. Frank Verver combineert kennis van 3D printen met een achtergrond in fijnmechanica. Na zijn studie fijnmechanica aan het ROC Utrecht heeft Frank Verver een bachelorstudie medische technologie afgerond. De afgelopen 10 jaar heeft hij als medical engineer in het VU Medisch Centrum in Amsterdam gewerkt. Een deel van zijn werk heeft zich afgespeeld in het 3D Innovation Lab van het universiteitsziekenhuis. Hier zijn de 3D printactiviteiten in het ziekenhuis gebundeld.

Frank Verver.

Beamler opent vestiging in München Beamler, het Nederlandse internetplatform dat niet alleen engineers in contact brengt met aanbieders van 3D printcapaciteit, maar ook materiaalkennis ontsluit in combinatie met 3D printtechnologie, breidt internationaal uit. Beamler heeft een plek gevonden onder de paraplu van TUM, de innovatiehub voor tech start-ups in München. Dat biedt Beamler vooral toegang tot een netwerk dat diep geworteld zit in de Duitse industrie en innovatieve bedrijven in München. De Amsterdamse vestiging blijft eveneens bestaan. Beamler is daarnaast een nieuwe activiteit gestart.

“Door de expertise die we hebben opgebouwd kunnen we heel snel inventariseren of een bestaand product geschikt is om te gaan 3D printen”, vertelde Willem-Jan van Loon. Beamler biedt dit als consultancy aan. Offline op dit moment. Ook met de grote materialendatabank heeft men een sterke propositie richting de industrie.

print magazine juli 2018

47

Professionele 3D-productiesystemen Met de Fortus 3D-productiesystemen produceer je complexe onderdelen efficiĂŤnter en effectiever dan ooit!

Van hoogwaardige, functionele prototypes tot end-use parts, Seido heeft dĂŠ 3D-printer in huis voor uw specifieke behoeften. Bezoek onze site en ontdek het ruime aanbod 3D-printers van Stratasys.

Tu i n w i j k l a a n 4 , B - 8 5 0 1 K o r t r i j k BE +32 56 35 00 35 N L + 3 1 3 0 3 2 0 0 2 74 Showroom: Kortrijk & Eindhoven w w w. s e i d o - s y s t e m s . c o m