3D print magazine

print magazine

Informerend en inspirerend over 3D in de industrie

SDD 3D printer met vier printkoppen

5e JAARGANG EDITIE 4 â—? december 2018

Digitale uitgave met 8 pagina’s meer nieuws!

Jonah Myerberg van Desktop Metal: binder jetting geeft engineers materiaalvrijheid Gaan deze AM-technieken de markt vergroten?

Nabewerken eindelijk geautomatiseerd Rob Idink (HP): 3D printen aanjager van duurzaamheid

Met Flam3D nieuwsbrief

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

Belofte maakt schuld Formnext overtrof opnieuw alle verwachtingen. En reken maar dat de 2019 editie daar nog eens overheen gaat als de beurs naar de nieuwe hal verhuist. Het mag echter niet bij mooie, grote stands en ronkende marketing blijven.

Stel, je komt uit een land waar de begrippen 3D printen en additive manufacturing nog helemaal niet bekend zijn. En je loopt Formnext binnen, zonder enige voorkennis van de sector noch de technologie. Dan denk je onmiddellijk dat de sector die zich hier presenteert, financieel goede zaken doet. Ik vermoed echter dat het aantal exposanten dat echt goede rendementen maakt met AM in de minderheid is. Op zich is dat niet erg voor een groeiende bedrijfstak. Maar het moet wel in verhouding blijven. Uiteindelijk gaat het om de business die je weet te genereren. En die business komt er pas als 3D printen uit de prototypesfeer komt en grootschalig ingezet gaat worden als productietechnologie.

Ik twijfel er niet aan dat dit gaat gebeuren. De vraag is echter wanneer. Natuurlijk zijn er al tal van toepassingen. En er zijn er nog zat te bedenken, zoals je ook kon zien op stands van toeleveranciers op Formnext. Maar 3D printen is nog zeker geen mainstream technologie.

Door telkens weer opnieuw te tonen dat je een nieuwe technologie aan het ontwikkelen bent, nog sneller, nog beter, werp je volgens mij een drempel op. Nodig je daarmee de bezoeker niet uit om investeringen nog even uit te stellen? Natuurlijk moet de sector blijven innoveren. Want op Formnext lieten nieuwkomers treffend de zwakke plekken van de huidige technologieën zien en hoe ze die willen verbeteren. Het wordt echter tijd voor de concrete toepassingen; de echte businesscases die voor de doorsnee toeleverancier herkenbaar zijn. En dan bedoel ik niet de voorbeelden van grote OEM’ers, die waarschijnlijk de 3D printers gratis of tegen kostprijs krijgen als de fabrikant hun naam mag gebruiken.

Nee, ga aan de slag met MKB-ondernemingen uit de maakindustrie om daar sluitende businesscases te vinden. Die oproep geldt ook voor de overheid. Er worden miljoenen euro’s geïnvesteerd in onderzoekprogramma’s. Maar levert het niet meer rendement op als geld, kennis en scholing voor 3D printen beschikbaar komen voor het MKB? En het tweede dat absoluut meer aandacht verdient, is de integratie van AM in de bestaande procesketens.

Gelukkig was er dit jaar veel te zien op het vlak van postprocessing, maar waarom nog niet in een geïntegreerde lijn? CNC-machinebouwers vragen robotleveranciers op hun stand te tonen hoe automatisering en de complete procesketen er uitziet. Dat miste ik in Frankfurt.

Het gaat allang niet meer alleen om de laagjes.

Belofte maakt schuld. 3D printen is gepresenteerd als een technologie die de maakindustrie op z’n kop gaat zetten. Daar geloof ik nog steeds in. Maar ik wil het nu wel eens zien.

Franc Coenen

franc.coenen@3dprintmagazine.eu

Het 3D Print magazine verschijnt vier keer per jaar en is een uitgave van Made-in-Europe.nu en 54U Media, uitgever in de metaal. 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 en 2000 abonnees op de digitale editie.

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.

Coverfoto AMR Europe heeft op Formnext de nieuwe FDM 3D printer van SDD gepresenteerd, de SDD 3DP 1204. Deze beschikt over vier printkoppen en een printbed van 600 bij 300 bij 150 mm voor elk printkop.

Zie ook het artikel op pagina 11

print magazine december 2018

3

Binder jetting geeft engineers materiaalvrijheid Jonah Myerberg, CTO van Desktop Metal, verwacht onder andere een doorbraak van 3D metaalprinten in de serieproductie van auto’s.

4

print magazine december 2018

Desktop Metal CTO Jonah Myerberg legt uit waarom binder jetting tot doorbraak 3D metaalprinten leidt De binder jetting 3D metaalprinttechnologie gaat de manier waarop producten worden ontworpen op zijn kop zetten, voorspelt Jonah Myerberg, CTO bij Desktop Metal. Vooral het feit dat engineers vrijere materiaalkeuze krijgen zorgt hiervoor. Verspaanbaarheid wordt minder belangrijk. En de technologie van Desktop Metal zorgt voor de lagere kosten die massaproductie met 3D metaalprinten tot nog toe in de weg staan.

Nog voordat het Production System van Desktop Metal op de markt is, kondigt het Amerikaanse bedrijf al versie 2 aan.

Die stond op Formnext, twee maanden nadat deze 3D metaalprinter voor grote series op de IMTS in Chicago werd getoond. In Chicago sprak 3D Print Magazine lange tijd met Jonah Myerberg, Chief Technology Officer bij Desktop Metal, over waarom binder jetting volgens hem dé 3D printtechnologie is voor onder andere de automobielindustrie, waar grote aantallen en lage kosten voorop staan.

Verademing

Jonah Myerberg vindt de IMTS een verademing tussen al die beurzen. Hij voelt zich thuis op de beurs waar de focus ligt op metaalbewerking. En dan vooral op de klassieke manier: spanen maken. Hier ontmoet hij de mensen die straks met de 3D printers gaan werken, zegt hij. Additief en subtractief horen namelijk bij elkaar. “Veel geprinte onderdelen moeten nog nabewerkt worden.” Additive manufacturing gaat de metaalverwerkende industrie komende jaren op zijn kop zetten.

Engineers krijgen grotere designvrijheid. Een nog belangrijker effect is volgens Myerberg de grotere materiaalkeuze. “Tot nog toe kiezen engineers de materialen vaak op basis van hun verspaanbaarheid. Ze willen graag een specifiek materiaal, maar als dat lastig verspaanbaar is, kiezen ze een ander.” Dat verandert onder invloed van 3D printen, omdat nog maar minimaal gefreesd hoeft te worden.

Automotive industrie

Onder andere de automobielindustrie gaat komende jaren 3D printen, voorspelt Myerberg. Dankzij de binderjetting technologie die Desktop Metal in het Production System toepast, net als overigens ook HP, GE Additive en ExOne dit op hun eigen manier doen. “Binder jetting wordt de schaalbare printtechnologie”, stelt de hoogste technologiemanager bij Desktop Metal. Het is de enige 3D printtechnologie die geschikt is voor het 3D printen van grote series metalen componenten. De simpele reden hiervoor is dat bij binder jetting het printproces en het thermisch proces gescheiden worden. “Daardoor kosten de poeders veel minder dan bij laser poederbedsystemen.” Goedkope standaard MIM poeders zijn goed genoeg. Het zuurstofgehalte in de poeders heeft namelijk geen invloed op de eindkwaliteit, net zoals eventuele zuurstof tijdens het printen zelf. Bij lasersmelten leidt een te hoog zuurstofgehalte in het geprinte werkstuk tot microcracks en andere problemen. Het teveel aan zuurstof wordt in de tweede stap van het proces, het sinteren, heel gecontroleerd en op een homogene manier uit het werkstuk gehaald, zodat men zeer hoge dichtheden haalt. Om reactieve materialen te printen controleert de printer wel het zuurstofgehalte tijdens het proces.

print magazine december 2018

Nog voordat het Production System is gelanceerd, is er al een update. Het nieuwe systeem heeft een groter bouwvolume. Desktop Metal noemt de printtechnologie zelf Single Pass Jetting, omdat alles in één beweging van de recoater gebeurt.

Businesscase dankzij lagere kostprijs

De kostprijs per geprint onderdeel ligt bij de technologie van Desktop Metal daarom lager dan bij het lasersmeltproces.

Jonah Myerberg haalt als voorbeeld het turbinewiel uit de waterpomp van de BMW DTM racewagen. BMW (via het investeringsfonds van de familie Quant aandeelhouder van Desktop Metal) heeft dit onderdeel eerst op een laser poederbedmachine gemaakt. Kosten: $ 250. “Voor een racewagen kan dat, maar als ze het onderdeel in de BMW 3- of 5-serie willen toepassen, is dat veel te duur.” Op het Production System kost hetzelfde onderdeel $ 5. Ze worden dan per 500 stuks in één batch geprint doordat je bij binder

Een andere toepassing: scharnieren voor brillen. Op het Production System worden deze volledig voorgemonteerd (formaat 12 bij 5 bij 6 mm) geprint in een oplage van 45.000 stuks per vier uur buildjob.

5

AM Solutions, established in 2018 for the growing demand in the AM-market: With specially developed techniques, five companies re-innovate RÜsler’s RapidFinish treatment and collaborate to automate all post-processing applications.

www.am-postprocess.com 6

AM Solutions - powder removal - supports removal - surface treatment - coloring product

BE | Avenue de Ramelot 6 | 1480 Tubize NL | Reggestraat 18 | 5347 JG Oss

print magazine december 2018

Een van de bètaklanten van Desktop Metal is Milwauki Tool dat deze boor nu in vier stappen produceert in plaats van 20 oorspronkelijk. Per vier uur durende buildjob print men 1400 boren.

jet machines de producten kunt stapelen. Daarbij bespaart BMW bovendien de assemblagekosten van het onderdeel, dat voorheen uit drie componenten werd samengesteld. Tel dat voordeel bij de lagere productiekosten van binder jetting op, en de businesscase voor serieproductie is aantrekkelijk.

Snellere adoptie

Jonah Myerberg verwacht om nog een andere reden dat de automobielindustrie een vliegende start gaat maken met de binder jetting printtechnologie. “GE heeft geweldig werk gedaan met de validatie van het slm proces voor de aerospace industrie. Deze validatie heeft tien jaar geduurd, omdat niemand wist wat microlaserlassen betekende. Zoveel tijd en zoveel geld heeft de auto-industrie niet.” Bij binder jetting is dat niet nodig, omdat men kan terugvallen op standaarden die al jarenlang bestaan voor MIM-onderdelen. “Daarom kan de automobielindustrie met binder jetting een vliegende start maken”, zegt de CTO van Desktop Metal. Hoewel BMW, net als Ford en andere grote automobielproducenten de technologie zelf test, verwacht Jonah Myerberg dat ze uiteindelijk het 3D printen van grote series aan hun Tier 1 suppliers zullen overlaten. Hij verwacht niet dat ze de onderdelen zelf gaan produceren. “Hun kwaliteitscontrolesystemen zijn niet ingericht op miljoenen onderdelen.” Bovendien zijn de Tier 1

suppliers van nature gericht op het constant verminderen van kosten en verhogen van efficiency. Daarom gelooft hij ook niet in 3D printsystemen die met één druk op de knop het juiste onderdeel maken. “Dat willen de Tier 1 suppliers niet eens.

Een Tier 1 supplier heeft me ooit verteld dat zijn meerwaarde voor Ford is dat hij tegen lagere kosten betere onderdelen kan produceren dan de volgende leverancier. Daarom moet je een open systeem aanbieden, waarmee de klant zijn eigen proces kan ontwikkelen.”

Open systeem: vrije leverancierskeuze

Het Production System van Desktop Metal wordt een open systeem. Afgezien van de inks die de gebruiker bij Desktop Metal moet kopen, staat het de gebruiker vrij om het poeder te kopen bij de leverancier naar eigen keuze. Ook parametersettings zijn toegankelijk. Het lijkt erop dat de printerfabrikant zich hierbij laat leiden door de opvattingen van de autofabrikanten, een van de primaire markten voor dit printsysteem. “Ford koopt staal bij Carpenter Steel, niet bij Desktop Metal of een andere printerfabrikant”, zegt Jonah Myerberg.

Vrijgave Desktop Metal technologie Hoewel Desktop Metal op de grote industriebeurzen de mogelijkheden van de 3D metaalprinttechnologie volop demonstreert, geeft het, net als een aantal concurrenten, de technologie voor serieproductie nog niet vrij. De eerste machine uit de Production System reeks wordt pas in 2019 bij een klant geplaatst. Op dit moment staan in de eigen vestiging nabij Boston vier systemen. “Onze minifabriek”, zegt Jonah Myerberg. Bètaklanten kunnen hierop printen, met hun eigen engineers, ondersteund door een team van Desktop Metal. Klanten als Ford en BMW printen er soms series van 10k of 20k, andere bètaklanten printen trekstaven voor verder onderzoek. Jonah Myerberg

print magazine december 2018

wil de machine zo lang mogelijk in de eigen omgeving houden om zoveel mogelijk ervaringen op te doen en de kinderziektes eruit te halen, voordat het systeem uiteindelijk eind 2019 op de markt zal komen. “Ik wil pas de markt op als de technologie echt klaar is. Onze bètaklanten zijn belangrijk in de validatie van het proces.” Het verbeterde Production System met de Single Pass Jetting technologie heeft een bouwvolume van 750 bij 330 bij 250 mm (dubbel zo groot als eerst) en print 12.000 cm3 per uur. Elk uur kan er 60 kilogram metaal worden geprint (dat daarna nog wel in de sinteroven moet).

Deze hoge snelheid is te danken aan zowel het feit dat poeder positioneren,

samendrukken en printen van het bindmiddel en anti-sinter agent in één beweging gebeurt. Het printen gebeurt in twee richtingen, zodat er geen stilstand is van de printunit. Per seconde kan de printer 3 miljoen druppels bindmiddel injecteren. Het Production System kan ook reactieve materialen printen doordat het als eerste binder jetting 3D metaalprinter met inert gas werkt.

Desktop Metal verwacht in het eerste kwartaal van 2019 de eerste systemen uit te leveren. Eveneens start begin 2019 de levering van het Studio System+ in Europa, de desktop 3D metaalprinter die met filament werkt.

7

Gaan deze AM-technieken de markt vergroten?

EOS wil met 1 miljoen dioden het 3D printen van kunststoffen zodanig versnellen dat men kan concurreren met spuitgieten.

In 2019 verhuist Formnext naar de nieuwe hal 12 van het beurscomplex in Frankfurt.

Dat geeft de beurs de ruimte om verder te groeien. Precies op tijd. Want enkele exposanten hebben dit jaar nieuwe technologie aangekondigd, waarmee ze 3D printen echt geschikt willen gaan maken voor serieproductie. Worden dit de AM-technieken die straks net zo gewoon worden als frezen, draaien, spuitgieten et cetera?

Stratasys had de metaal geprinte werkstukken weggestopt op de stand. Maar voor het eerst gaf de 3D printerfabrikant meer informatie prijs over het 3D metaalprinten, Layered Powder Metallurgy. Daarmee wil het een deel van de 600 miljard dollar grote markt voor metalen componenten inpalmen, aldus Rafie Grinvald, directeur product marketing en management. Dat wil Stratasys vooral doen door de kosten per geprint werkstuk omlaag te brengen. “De bestaande technieken zijn veel te

8

duur”, zegt Grinvald. “En te complex. En te weinig productief, zeker met aluminium.” Dat is het materiaal dat Stratasys heeft uitgekozen om mee te beginnen. Ook omdat de markt voor aluminium werkstukken groot is.

Stratasys 3D metaalprinten met LPM

Het LPM-proces is ontwikkeld door professor Shuki Sheinman.

Stratasys heeft hem en zijn hele team ingelijfd. In drie

print magazine december 2018

Stratasys, EOS en het Australische Aurora Labs tonen snellere 3D printtechnologie

stappen ontstaat er een metalen werkstuk. In de eerste stap wordt een poeder uitgestreken. Hierop wordt met de polyjet technologie een was geprint, alleen op die plek waar een contour in het product zit. Links en rechts hiervan zit gewoon hetzelfde poeder. Dan wordt deze laag aangedrukt. “Dat doen we om de aluminium kristallen te kraken, zodat ze later makkelijker versmelten”, verduidelijk Sheinman. Nadat het werkstuk zo laag voor laag is opgebouwd, wordt het koud isostatisch samengeperst. Hydraulisch, met gelijke krachten dus in X-, Y- en Z-richting. Daarna wordt in enkele minuten tijd het overtollige poeder automatisch verwijderd en kan het sinterproces starten. “Het sinteren is ons geheim. We beheersen de krimp heel goed”, aldus Rafie Grinvald. Stratasys zegt dat deze techniek op twee punten belangrijke voordelen biedt ten opzichte van de laser poederbedtechnologie, het lasersmelten. Het eerste is dat er slechts een dunne laag poeder tussen de producten in hoeft te zitten. Anders gezegd: Stratasys kan met de LPM-technologie producten stapelen.

Dat levert een hoge vullingsgraad op. Afhankelijk van de geometrie en afmetingen zijn enkele honderden producten per batch realistisch, aldus Shuki Sheinman. De kostprijs en de doorlooptijd dalen hierdoor aanzienlijk. Stratasys beweert met sommige producten zelfs goedkoper te zijn dan CNCfreesstukken. Dat komt mede doordat men met standaard poeders werkt, het tweede verschil. Poedermetallurgie die geen hoge eisen stelt aan de kwaliteit van de poeders en dus goedkoop is. Volgens de bedenker van het proces extreem laag per product. In de sinteroven krijgen de stukken hun hoge densiteit.

Zo zien de 3D metaal geprinte werkstukken van Stratasys eruit.

EOS: supersnelle LaserProFusion

EOS wil in de toekomst met LaserProFusion het 3D printen met polymeren zodanig versnellen, dat je per seconde producten kunt maken. Adrian Keppler, CEO, ziet LaserProFusion concurreren met bestaande printtechnologieën van EOS, maar daar maakt hij zich geen zorgen om. “Hier praten we over echt grote series.” Als uitgangspunt gebruikt EOS dezelfde materialen als met de huidige 3D printers, maar het wil ook nieuwe materialen, specifiek voor deze snelle printtechnologie ontwikkelen.

Het verschil zit in andere absorptie-eigenschappen (dankzij additieven), een ander lasertype en een andere golflengte.

De laser is een moderne diodenlaser en niet langer de CO2 laser. Daarvan wil EOS er tot wel 1 miljoen in een 3D printer inzetten. Het maximale vermogen is 5 kW. Omdat elke diode apart geschakeld is, kan men razendsnel deze 1 miljoen dioden alleen daar energie inbrengen waar poeders moeten samensmelten. Op pixelniveau. Tobias Abeln, CTO: “Met LaserProFusion technologie bereiken we een nieuw niveau van productiviteit in industrieel kunststof 3D printen voor massaproductie. Voor veel toepassingen kan dit een alternatief zijn voor spuitgieten.” Een kunststof onderdeel dat EOS in Frankfurt toonde, kan in amper 7 seconden worden geprint. EOS wil met deze nieuwe technologie de spuitgietmarkt aanvallen. LaserProFusion is namelijk geschikt voor productieruns tot 1 miljoen per jaar. Adrian Keppler ziet dankzij dit soort nieuwe technieken de AM-markt groeien van de huidige 5 tot 6 miljoen dollar naar 10 tot 20.

Aurora Labs: 30 lagen per recoater beweging

Een voorbeeld geprint met de nieuwe machine van Aurora Labs die 30 lagen in één recoaterbeweging print.

print magazine december 2018

Het zijn niet alleen de top 5 spelers uit de AM-industrie die innoveren. Zowel EOS als Stratasys willen nog geen tijdstip noemen waarop ze met hun nieuwe techniek op de markt komen. Wie dat wel doet, is het Australische Aurora Labs.

Een bedrijf dat nog geen vijf jaar geleden werd opgericht.

Vooral met als doel om de tekortkomingen van de huidige slm-technologie op te heffen, zo zei CEO David Budge het in Frankfurt. De belangrijkste tekortkoming is de snelheid. De

9

tweede is dat de machines te duur zijn voor veel toepassingen.

Dat laatste heeft Aurora opgelost door een 3D metaalprinter te bouwen - op basis van een CO2 laser - die voor € 55.000 wordt verkocht. Voor de snelheid heeft men een heel nieuwe machine ontwikkeld die voor het eerst op Formnext werd getoond. Aurora print in één beweging van de recoater 30 lagen. “En binnen anderhalf tot twee jaar zitten we op 100 lagen per beweging”, zegt Budge. Daartoe is de recoater trapsgewijs opgebouwd en splitsen ze de laserstraal. Als de recoater de eerste laag legt, wordt deze belicht, terwijl de recoater naar rechts beweegt, wordt direct de volgende laag aangebracht en belicht. In totaal dus 30 lagen in een beweging. Per dag kunnen ze met poederbedtechnologie tot 300 kilogram materiaal verwerken. “En uiteindelijk willen we naar een output van een ton per dag gaan.” De grote output lost het probleem van de snelheid en de hoge kosten per geprint onderdeel op.

Op Formnext toonde Leering dit jaar de oplossing voor reproduceerbare kwaliteit in het stralen van AM-werkstukken, de NormFinish 3D TumbleBlast XL.

Leering Hengelo: reproduceerbaar nabewerken AM-stukken De markt voor 3D printen versnelt en verbreedt. Dat merkt André Gaalman van Leering Hengelo. “De markt gaat naar serieproductie, dat merken we bij onze klanten. Ze zoeken naar reproduceerbare kwaliteit in het nabewerken.”

Leering Hengelo is met het eigen merk NormFinish al enkele jaren actief in de internationale AM-markt. Op Formnext toonde het de NormFinish 3D Tumble-Blast XL, bedoeld voor zowel het nabewerken van metalen als kunststof geprinte onderdelen. In deze machine worden de producten geautomatiseerd gestraald, zodat restpoeder van het printen wordt verwijderd en het oppervlak wordt verdicht. De producten liggen in een roterende korf. De draaihoek van deze korf is instelbaar, afhankelijk van de afmetingen en geometrie van het product, zodat voor elke vorm een optimaal resultaat haalbaar is. Dit soort instellingen - de recepten - worden in de besturing opgeslagen. De machine biedt de opslagruimte voor tien recepten. Reproduceerbare kwaliteit is volgens André Gaalman op dit moment de belangrijkste reden waarom bedrijven het stralen willen automatiseren, naast het feit dat handmatig stralen te veel mankracht vergt nu 3D printen richting de serieproductie gaat. Leering bouwt de machine overigens zo, dat een operator vanaf de zijkant altijd nog handmatig kan stralen, bijvoorbeeld bij een spoedklus. In de draaikorf (diameter 500 mm) kunnen tot 20 kilogram producten worden geladen. Als aanvulling op de NormFinish 3D Tumble-Blas XL levert Leering ook een ionisatieunit die in de straalcabine geïntegreerd wordt.

Deze optie zorgt voor poedervrije werkstukken aan het eind van het proces.

Nieuwkomer Aurora Labs 3D print met metaal tot 30 lagen per beweging van de recoater.

10

www.leering.com

print magazine december 2018

Van links naar rechts Martin Lok (SDD), Kees Seldenrijk (AMR Europe) en Arnoud Kerkhof (SDD).

SABIC SLS technologie

AMR Europe lanceert industriële FDM printer De nieuwe FDM 3D printer van Nederlandse bodem, de SDD 3DP 1204, maakt met vier printkoppen en een printbed van 600 bij 300 bij 150 mm voor elk printkop het batchgewijs 3D printen van machineonderdelen mogelijk. De Nederlandse fabrikant, het moederbedrijf van AMR Europe, heeft de machine na uitgebreide testen vrijgegeven voor de verkoop.

SABIC wil de grenzen van SLS-printtechnologie verleggen met het nieuwe polycarbonaat.

SABIC heeft een polycarbonaatpoeder voor SLS-printers ontwikkeld met een laag verversingspercentage. Testen waarbij poeder meerdere keren in de machine kwam, lieten geen achteruitgang van de materiaaleigenschappen zien.

Deze eigenschappen liggen hoog: het gaat om een nieuwe type materiaal dat de grootste tekortkomingen moet opheffen.

De materiaaldichtheid komt tot boven de 96%. SABIC heeft met het nieuwe poeder en een eigen printstrategie volledig amorfe werkstukken geprint.

Het chemieconcern verwacht vooral veel van de combinatie van mechanische eigenschappen en de lage verversingsgraad. Hierdoor kunnen 3D printbedrijven die met SLS-technologie werken hun poederafval sterk reduceren.

Het polycarbonaat zelf zorgt voor toepassingen die verder reiken dan PA12, een veel gebruikte kunststof voor deze technologie.

print magazine december 2018

Alternatief voor Ultem

Tegelijkertijd introduceert SABIC nieuwe filamenten voor hoogwaardige toepassingen. Het EXL AMHI240F filament is nu eveneens verkrijgbaar in zowel wit als zwart. De formulering biedt tot vier keer de slagvastheid van standaard polycarbonaat (PC). Op Formnext toonde het bedrijf het gebruik van het filament in meerdere open 3D printsystemen.

SABIC werkt verder aan een FST-filament.

Dit biedt een eenvoudige verwerking in combinatie met lage rook- en toxiciteitseigenschappen en is in staat om te voldoen aan de OSU 55/55-vereisten voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen.

Een tweede conceptmateriaal is EXTEM™ voor toepassingen die hogere temperatuursbestendigheid vereisen dan Ultem. Verder werkt het bedrijf aan een geavanceerd breakaway ondersteuningsmateriaal als aanvulling op de ULTEM™ AM9085F-filament voor de ruimtevaart.

AMR Europe toonde de grote FDM-printer op Formnext, nadat een prototype eerder dit jaar al op RapidPro te zien was. “Nu is de machine helemaal klaar”, aldus Arnoud Kerkhof, directeur van SDD dat de machine ontwikkeld heeft en bouwt.

De laatste maanden zijn vooral software updates gedaan om de printkwaliteit nog constanter op een hoog niveau te krijgen.

De SDD 3DP 1204 is ontwikkeld voor industriële productie. SDD, toeleverancier van modules voor grote 2D copiers en printers, gebruikt en test daarmee de 3D printer zelf al enkele jaren voor het printen van machineonderdelen, als alternatief voor het inkopen van dure freesstukken.

Door de 4 printkoppen kunnen in korte tijd veel onderdelen worden geprint. Maar de 3D printer kan ook gebruikt worden om grote onderdelen te printen. Op dat moment wordt met één kop geprint. Deze bestrijkt dan het totale oppervlak van het printbed (1200 bij 600 bij 300 mm).

Een van de toevoegingen die de laatste tijd nog zijn gedaan, is het verwijderbare besturingsdisplay, in feite een tablet. De operator kan dit meenemen, of zijn eigen telefoon gebruiken, en vanaf afstand de machine bewaken en zelfs instellingen wijzigen. AMR Europe gaat de verkoop van de machine in de Benelux verzorgen.

Voor de internationale markten zoekt men distributeurs. amreurope.com

11

Rösler lanceert AM solutions als nieuw merk op Formnext

Geautomatiseerd en gecontroleerd nabewerken Zonder automatisering van het nabewerken van AMwerkstukken, breekt 3D printen niet door als productietechniek. Op Formnext was postprocessing dit jaar dan ook een van de belangrijkste thema’s. Rösler Group presenteerde zich er met een nieuw merk: AM solutions. Het Duitse bedrijf werkt intensief samen met een aantal technologie-partners.

Dankzij de samenwerking tussen Hirtenberger (Oostenrijk), DLyte van GPA Innova (Spanje), PostProcess (VS), Cipres (Duitsland) en Rösler (Duitsland), zetten deze vijf bedrijven een grote stap richting het geautomatiseerd nabewerken van 3D geprinte werkstukken. AM solutions biedt hierbij direct oplossingen voor het nabewerken van kunststof zowel als metalen AM-werkstukken. Van poeder verwijderen tot en met eventueel polijsten en kleuren verlopen in een vergaand geautomatiseerd proces. Rösler Benelux heeft begin 2018 RapidFinish gepresenteerd. Dat proces is ontwikkeld voor prototyping met additive manufacturing. Met de nieuwe oplossingen zet de groep duidelijk de stap naar het nabewerken in een geautomatiseerde productieomgeving voor serieproductie. “De samenwerking markeert een strategische uitbreiding van Rösler in additive manufacturing”, aldus CEO Stephan Rösler in een toelichting op de samenwerking.

Samen met PostProcess ontwikkelde Rösler een systeem om automatisch support van FDM-werkstukken te verwijderen.

Metaal nabewerken

3D geprinte metalen werkstukken zijn doorgaans ruw. En vaak moet eerst nog supportstructuur verwijderd worden. Dit gebeurt tot nog toe veelal handmatig, wat ten koste gaat van productiviteit en kwaliteit. Het eerste leidt tot hogere kosten; het tweede tot een weinig consistente kwaliteit en dus geringe reproduceerbaarheid. Hirtenberger Engineered Surfaces en Rösler hebben daarom een ‘plug-and-play’-systeem ontwikkeld waarin verschillende verwerkingsmethoden, zoals het gepatenteerde ‘Hirtiseren’, gecombineerd wordt met de oppervlaktebewerking van Rösler in de H-serie. En dat gebeurt op een automatische en reproduceerbare wijze. Hirtiseren is een chemisch-elektrochemisch proces, ook geschikt voor het nabewerken van interne structuren en complexe componenten.

Het oppervlak wordt gladder. De technologie van Rösler Surface Finishing brengt het oppervlak op hoog gepolijst niveau. Geautomatiseerd ontstaat een vooraf gedefinieerde oppervlakteruwheid.

Kunststof onderdelen

De M2-machine is bedoeld voor het nabewerken van hoogwaardige, grote en zware AM-werkstukken.

12

Voor het nabewerken van kunststof geprinte werkstukken, zowel met poederbedtechnologie als FDM, werkt Rösler onder andere nauw samen met het Amerikaanse PostProcess.

Dit heeft technologie voor zowel het automatisch verwijderen van support onder kunststof printstukken alsook voor het hoogglans polijsten hiervan. Hierdoor worden op het oppervlak zeer gladde oppervlakken bereikt zonder verlies van

print magazine december 2018

Software industrialiseert 3D printen Software speelt een cruciale rol in de industrialisatie van 3D printen, zeker als het om metaal gaat. First time right is de uitdaging.

Simufact Additive

“Vervorming is het grootste probleem”, zo zei Michel Peremé van Simufact het op de bijeenkomst van Flam3D bij In Summa Innovations. Werkstukken raken buiten toleranties, de recoater kan op het werkstuk botsen, het kan loskomen van het platform. Simufact Additive, gebaseerd op simulatiesoftware voor lasprocessen, simuleert de opbouw van het stuk in de 3D metaalprinter en berekent de compensatie die nodig is om vervorming te vermijden.

Hierdoor wordt het noodzakelijke supportmateriaal met gemiddeld een kwart verminderd, wat eveneens een positief effect heeft op de nabewerking.

Siemens AM

Siemens kiest dezelfde weg. Begin 2019 wordt een AM simulatiemodule toegevoegd aan het Siemens PLM platform, gebaseerd op het bestaande Simcenter-portfolio. Siemens gebruikt de digital twin principes om het printproces te simuleren en vooraf te berekenen hoe een vervorming voorkomen kan worden. De software laat al tijdens de buildjob voorbereiding zien waar de warmte tot problemen tijdens het printproces kan leiden; of waar de recoater misschien op een deel van het werkstuk zal botsen. Ook zones in het werkstuk waar zich te veel warmte ophoopt, worden direct zichtbaar tijdens de simulatie.

Een van de voorbeelden die op Formnext werden getoond: de supportstructuur is volledig geautomatiseerd verwijderd. Met de H-serie bieden Rösler en Hirtenberger een oplossing voor het automatisch verwijderen van supportstructuur en gladder maken van het oppervlak van metalen AM-werkstukken.

scherpte en met een gedefinieerde ruwheid en gerealiseerde hoogglansoppervlakken. Na het bewerkingsproces kunnen de onderdelen onmiddellijk verder worden verwerkt of worden verpakt zonder verdere behandeling of reiniging.

De onderdelen worden rechtstreeks van de printer naar de machine gevoerd en volledig geautomatiseerd gefinisht. Deze technologie kan ook ingezet worden voor geprinte metalen en legeringen. De machine voor nabewerking kan worden geïntegreerd in netwerk- en lijnproductie of worden gebruikt als een ‘standalone’ systeem. Afhankelijk van de systeemgrootte en componentafmetingen kunnen verschillende componenten tegelijkertijd in de machine worden bewerkt. De doorlooptijden zijn hierdoor aanzienlijk korter dan wat tot nog toe gebruikelijk is. In vergelijking met handmatige verwerking wordt het proces eveneens veiliger en verbetert de reproduceerbaarheid.

Hirtenberger en Rösler bieden het nabewerken ook als een service aan. https://www.am-postprocess.com/

print magazine december 2018

ESI AM

Het Franse ESI Group liet op Formnext eveneens nieuwe software voor additive manufacturing zien. ESI AM geeft de design engineer antwoord op vragen zoals of een werkstuk 3D geprint kan worden, wat de beste positionering is en waar support nodig is. Ook spanningen die in het werkstuk kunnen ontstaan tijdens het 3D printproces worden weergegeven, inclusief de strategie en parameters om direct een goede print te maken.

DMG Mori Optomet

Ook DMG Mori doet met de Optomet software hetzelfde. De software werkt met een databank met specificaties van een groot aantal materialen van verschillende poederproducenten. Door deze te gebruiken, kunnen 3D printbedrijven direct poeders van verschillende leveranciers gebruiken of testen, zonder dat ze eerst de juiste parametersets voor hun slm-machine moeten ontwikkelen.

Optomet is een open systeem.

13

Voxeljet presenteert op GIFA 2019 productielijn voor 3D printen 200.000 gietkernen per jaar

3D printen zandkernen wordt rijp voor grote series

Deze zandkern voor het gieten van een water-jacket is geprint met het nieuwe anorganisch bindmiddel. De laagdikte bedraagt 0,28 mm en de 900 gram zware zandkern meet 450 bij 185 bij 70 mm.

Het 3D printen van zandkernen en -vormen voor gieterijen is eigenlijk een AMtechnologie die al vele jaren industrierijp is. Toch is de acceptatie in de traditionele gietindustrie nog steeds niet groot. Zeker niet bij echte serieproductie, zoals in de automobielindustrie. Voxeljet wil daar in 2019 verandering in brengen. Op de gieterijbeurs GIFA in Dßsseldorf gaat het een volledig geautomatiseerde productielijn voor het 3D printen van 200.000 zandkernen voor aluminium gieten tonen. Vanaf maart draait zo’n lijn in de eigen fabriek in Augsburg.

14

print magazine december 2018

Deze grafiek geeft de ontwikkeling in de komende jaren aan, waarbij de kosten per onderdeel drastisch gaan afnemen. Voxeljet CEO Ingo Ederer verwacht wel dat direct 3D metaalprinten een groter deel van het gietwerk gaat vervangen, maar het nooit volledig zal substitueren. “Gieterijen kunnen net zulke complexe onderdelen maken zonder dat ze de procesketen hoeven te veranderen.”

Het draait allemaal om de nieuwe VX1000-S van Voxeljet. Deze 3D printer gebruikt een anorganisch bindmiddelsysteem om het zand bijeen te houden. Hiermee print Voxeljet zandkernen voor het gieten van lichtmetalen, zoals aluminium. Het nieuwe anorganisch bindmiddel zorgt voor een fors hogere printsnelheid, zo maakte Voxeljet CEO Ingo Ederer op Formnext bekend. De machine met een bouwvolume van 300 liter doet gemiddeld 12 seconden over een laag, zo’n vijf keer sneller volgens hem dan de standaard in deze toepassing. “Met 54 liter per uur zijn we voldoende snel voor serieproductie voor de automobielindustrie.”

Twee componenten bindmiddel

Het anorganisch bindmiddelsysteem is een twee componentensysteem. De eerste component is een vloeibaar bindmiddel op basis van een gemodificeerde Alkalisilicaten.

De tweede component is een vast additief. Behalve de hogere printsnelheid die Voxeljet hiermee haalt, levert het nieuwe bindmiddel in de gieterij het voordeel op dat tijdens het gieten alleen waterdamp vrijkomt. Hierdoor verbetert de luchtkwaliteit in de gieterij. “We maken de gieterij milieuvriendelijker”, aldus Ederer. De VX1000-S heeft voldoende

PPC2 voor precisiegieten Voxeljet heeft ook een nieuwe technologie ontwikkeld als beter alternatief voor het PMMA printprocedé, dat gebruikt wordt voor het 3D printen van modellen voor verloren was gieten van precisiecomponenten. PolyPor C2 (PPC2) is al eind vorig jaar op een technische conferentie over gieterijprocessen aangekondigd. Het gaat hierbij om een printkop die met een resolutie van 600 dp print. De korrelgrootte van het materiaal is geringer en de laagdikte kleiner, zodat zeer gedetailleerde 3D modellen geprint kunnen worden. Deze lenen zich voor precisie gieten. Het materiaal laat bij het uitbranden zo goed als geen assen echter. Volgens Tobias Grün, productmanager bij Voxeljet, is PPC2 een ideale opstap naar 3D printen voor gieterijen die hier nog geen ervaring mee hebben. Met name voor bedrijven die onder andere turbo onderdelen gieten. Ook PPC is een binder jetting printproces, zodat het poeder tegelijkertijd dienst doet als supportmateriaal. Hierdoor kan men het bouwvolume van de printer maximaal benutten door meerdere gietvormen boven elkaar te plaatsen.

capaciteit om jaarlijks 25.000 kernen te printen voor een water jacket, een koelsysteem voor een verbrandingsmotor. Dat zijn de aantallen die nodig zijn in de automobielindustrie. “De machine is klaar voor verdere automatisering van het proces.

We hebben een bijna manloze cyclus ontwikkeld.”

Bijna manloze productie

Voxeljet brengt de nieuwe VX1000-S met het nieuwe bindmiddelsysteem in 2019 op de markt. De testmachine die in Augsburg staat, is vanaf maart 2019 beschikbaar voor on-demand productie. Klanten kunnen dan de zandkernen in Augsburg naar behoefte laten printen. Het grote nieuws gaat Voxeljet in juni 2019 aankondigen, laat Ingo Ederer weten. Op de gieterijbeurs GIFA in Düsseldorf zal men dan een volledig geautomatiseerde productiestraat voor het 3D printen van 200.000 zandkernen per jaar tonen. Een full scale automotive productielijn, zo omschrijft Ederer deze nieuwe lijn. “Dit wordt een van de grote aankondigingen op de GIFA.” Want met 200.000 stuks op jaarbasis voldoet de lijn aan de eisen die de automobielindustrie stelt als het om serieproductie gaat. Voxeljet heeft de VX1000-S speciaal ontwikkeld voor zeer complexe geometrieën, met name voor het temperatuurmanagement in een verbrandingsmotor, voor onderdelen van elektromotoren en voor accusystemen voor de elektrische auto’s. Ingo Ederer wijst erop dat de nieuwe 3D printers van Voxeljet bredere printkoppen gebruiken. Hierdoor is volgens hem het indirecte metaalproces vergeleken met andere, directe printprocessen, productiever. “Ik ben overtuigd dat dit een state of the art productietechnologie wordt.”

Voxeljet ziet het 3D printen van gietkernen en -vormen als een rendabel alternatief voor het direct metaalprinten als het om grote series gaat.

print magazine december 2018

15

Professor Christoph Leyens (TU Dresden) verwacht binnen twee tot vijf jaar industriële AM-componenten

Drie voorwaarden voor industrieel 3D metaalprinten 3D metaalprinten zal binnen twee tot vijf jaar steeds meer zijn weg vinden naar industriële toepassingen. Dat zegt professor Christoph Leyens, directeur van het Institut für Werkstoffwissenschaft van de Technische Universität Dresden. De doorbraak is tot nog toe afgeremd doordat makers van werkstukken tegelijkertijd materiaalleverancier worden. Dat vraagt om een totaal andere denkwijze.

3D metaalprinten kan inmiddels met meerdere technieken. Welke technologie wordt de belangrijkste? Laserpoederbed? DED? Of de opkomende binder jetting technieken?

Professor Cristoph Leyens: “Afhankelijk van de werkstukafmetingen en de geometrische complexiteit, zijn verschillende productieprocessen geschikt. Terwijl laser powderbed fusion de productie van filigrane structuren van gemiddelde componentgrootte mogelijk maakt, maken directe materiaaldepositieprocessen met poeder en draad ook de productie van grote componenten op een schaal van een meter mogelijk, zij het ten koste van de filigrane structuren.

Bindertechnologieën komen momenteel opzetten. Typerend is de hoge oppervlaktekwaliteit. Qua beschikbare materialen voor additive manufacturing is de veelvoud haast onbegrensd.

Alleen in het geval van draad is voldoende vervormbaarheid van het materiaal vereist. Net als bij andere productietechnieken,

zullen er voor specifieke toepassingen specifieke technologieën komen. Een klein tandheelkundig implantaat en een grote luchten ruimtevaartcomponent zijn zo verschillend van vorm en specificaties dat geen enkel AM-proces voor beide toepassingen even goed kan zijn.”

Het conferentieprogramma van het 3e ISAM-symposium belicht veel verschillende aspecten van additive manufacturing. Waarom?

“Het fascinerende van additive manufacturing is zeker dat de eigenlijke component in één processtap wordt gecreëerd, met een geometrische vrijheid die verder gaat dan tot nog toe denkbaar is. De latere functionaliteit van het werkstuk wordt echter in belangrijke mate bepaald door stappen voor en na het 3D printen. Dit begint met ontwerp voor AM en de positionering van supportstructuren en eindigt met een warmtebehandeling en oppervlaktebehandeling na het bouwen van het werkstuk.

Alleen als men de gehele procesketen beheerst, kunnen AMcomponenten met de vereiste kwaliteit worden geproduceerd.”

Hangt het uitblijven van een doorbraak van AM als productietechnologie samen met het feit dat AM tot nog toe vooral een standalone techniek is?

“In principe zijn de AM-processen niet nieuw. Als rapid prototyping technologies zijn ze wijdverbreid in de industrie.

De eigenlijke innovatiesprong in de toepassing van de

3e ISAM symposium: méér dan alleen 3D printtechnologie Het Fraunhofer IWS in Dresden organiseert samen met de Technische Universiteit van 29 - 31 januari 2019 het 3e International Symposium Additive Manufacturing.

Gaat het op dit soort symposia vaak over de technologie, ISAM 2019 geeft ook een podium aan andere thema’s die voor een industriële doorbraak van additive manufacturing wezenlijk zijn. Zo spreekt bijvoorbeeld tijdens de openingssessie Jens Happe van bedrijf Kühne + Nagel over 3D printen vanuit het perspectief van een logistieke onderneming. Christoph Blanc

16

van TÜV Süd pakt het thema certificering op. En tijdens de eerste conferentiedag zijn er meerdere lezingen over nondestructieve testmethoden voor additief geproduceerde werkstukken. Op de tweede conferentiedag komen sprekers uit de VS, China en Australië en gaat het om onderwerpen als pre- en postprocessing, procescontrole en kwaliteit en de toepassingen.

Het volledige programma vind je op www.isam.network

print magazine december 2018

De functionaliteit wordt in belangrijke mate bepaald door stappen voor en na het 3D printen huidige AM-processen is dat niet alleen het productontwerp belangrijk is, maar ook de functionaliteit ervan. Additief vervaardigde producten moeten aan dezelfde kwaliteitseisen voor materiaaleigenschappen voldoen als conventioneel vervaardigde producten. De toepassing van AM als productietechnologie is vooral afgeremd doordat de betekenis van de wisselwerking tussen het productieproces en de materiaaleigenschappen pas sinds enkele jaren wordt erkend.

Bij metaal additive manufacturing ontstaan de geometrie én de materiaaleigenschappen gelijktijdig, waarbij het materiaal de meeste invloed heeft op de eigenschappen van het werkstuk.

Pas doordat we procescontrole combineren met gedetailleerde kennis van materialen, ontstaan er werkstukken met eigenschappen die voldoen aan industriële kwaliteit. In additive manufacturing wordt de maker van het werkstuk gelijktijdig de leverancier van het materiaal. Dat vraagt totaal anders denken in de meeste bedrijven. Dat heeft de implementatie van AM vertraagd.”

Wat zijn volgens u de drie belangrijkste hindernissen die de technologie moet overwinnen om echt een volwaardige productietechnologie te zijn?

“AM is in een aantal nichetoepassingen al een geëtaleerde productietechnologie. Momenteel baant zich de technologie een weg naar bredere industriële toepassing. De drie essentiële voorwaarden hiervoor zijn vanuit het huidige perspectief: 1. Er moet sprake zijn van een business case. Bedrijven moeten de producten identificeren die alleen kunnen worden vervaardigd met behulp van AM of waarvan de conventionele productie alleen tegen ontoelaatbaar hoge economische kosten kan worden gerealiseerd.

2. Er moeten robuuste productieprocessen worden ontwikkeld.

Hoge betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid van de AM-

print magazine december 2018

processen zijn de voorwaarden voor industriële productie.

Tegelijkertijd speelt ook de kwaliteit van de uitgangsmaterialen een grote rol, omdat deze een sterke invloed hebben op het productresultaat.

3. Er moeten zekere ontwerpregels komen. Vergeleken met conventionele productieprocessen zijn er voor AM-materialen en -producten weinig data beschikbaar waar de constructeurs op kunnen terugvallen. De engineers moeten toegang krijgen tot betrouwbare materiaalgegevens die rekening houden met de bijzonderheden van het productieproces en de daaruit voortvloeiende eigenschappen zoals anisotropie.”

Hoe ver zijn we daar nog van verwijderd? Is dit een kwestie van vele jaren of kan het sneller gaan?

“De AM-componenten in industriële toepassingen zijn vandaag de dag over het algemeen onderworpen aan lage statische belastingen. Een grotere uitdaging voor de toekomst zijn de cyclisch-mechanische belastingen, aangezien de oppervlaktekwaliteit en eventuele defecten in het werkstuk hier van invloed op zijn. In veel gevallen bestaat er nog altijd onzekerheid over de schadelijke effecten van defecten in een AM-werkstuk. Neem bijvoorbeeld de porositeit van gietstukken: deze wordt als vanzelfsprekend beschouwd, constructeurs hebben geleerd hoe daarmee om te gaan. Poriën die tijdens het AM-proces ontstaan daarentegen leiden vaak tot bezorgdheid omdat hun invloed op de mechanische eigenschappen van het onderdeel nog niet voldoende is onderzocht. De snelheid waarmee bedrijven over de hele wereld AM-producten voor een breed scala aan toepassingen ontwikkelen, wijst er echter op dat steeds meer leveranciers in de komende twee tot vijf jaar additief vervaardigde producten van industriële kwaliteit op de markt zullen brengen.”

17

Rob Idink (HP): digitale transformatie biedt kansen mits Nederlandse maakindustrie meer ambities toont

3D printen als aanjager van duurzaamheid 3D printen biedt veel kansen als het om digitalisering van de samenleving en duurzaamheid gaat: minder verbruik van grondstoffen; lichtere producten; lagere CO2emissie doordat de logistieke keten korter wordt omdat we dichterbij de eindgebruiker produceren. “In combinatie met digitalisering en de verandering van de supply chains door het verleggen van het ontkoppelpunt, biedt 3D printen een enorme kans op duurzame groei in Nederland”, zegt Rob Idink, Managing Director HP Inc. Nederland.

Drie jaar geleden is HP voor het eerst op de markt gekomen met Multi-Jet Fusion printtechnologie. Een technologie die qua snelheid, betrouwbaarheid en prijs moet zorgen voor een snellere acceptatie van 3D printen door de industrie.

Qua verkoopaantallen zaagt het Amerikaanse concern aan de stoelpoten van de bedrijven die jarenlang de additive manufacturing markt hebben gedomineerd. Binnenkort komt er ook nog eens de 3D metaalprinter Metal Fab bij.

Stephen Nigro, momenteel nog president 3D printing bij HP,

Een voorbeeld van MJF-geprinte onderdelen uit de machinebouw. Bowman International print de kooi voor deze wentellagers met de MJF-technologie van HP. Als materiaal wordt PA11 gebruikt, het nieuwe materiaal voor de 4200 series. Vergeleken met SLS-geprinte onderdelen is het draagvermogen 70 procent hoger en de levensduur een factor 5 langer.

18

spreekt altijd over de 12 trillion dollar markt die de globale maakindustrie groot is. En die gaat HP op z’n kop zetten.

Voor HP Inc., de afgesplitste tak waarin sinds drie jaar de computing- en printing activiteiten zijn ondergebracht, is 3D printen een van de groeimarkten.

R&D dollars gerichter investeren

De splitsing van het concern heeft te maken met de kansen die HP in deze markt ziet. “In ons nieuwe model hebben we een plattere organisatie om de slagkracht te vergroten. Het nieuwe bedrijf kan gericht innoveren in computing en printing. Het verschil is duidelijk merkbaar”, zegt Rob Idink. “Innovatie versnelt doordat we de R&D dollars gerichter kunnen inzetten.” De nieuwe full color 3D printers zijn een voorbeeld, net als de Metal Fab, de eerste 3D metaalprinter die HP aan enkele bètaklanten beschikbaar stelt en vanaf 2020 verder uitrolt. De echte groei moet nog op gang komen. Rob Idink: “Tot nog toe hebben we het ecosysteem uitgebouwd.” Precies zoals HP dat altijd heeft gedaan in andere markten waarin het groot is geworden. Voor de Benelux werkt HP samen met de resellers Landré, FormID en Trideus, servicebedrijven als Shapeways en fabrikanten die materialen voor de 3D printers van HP ontwikkelen; dat zijn de partners in het ecosysteem van HP. Er zit nog een partij bij: Deloitte. HP Inc. heeft wereldwijd met Deloitte afspraken gemaakt. Het consultancybedrijf ondersteunt de bedrijven in de transitie naar Industrie 4.0, in de digitalisering van de maakindustrie.

Want, zo zegt Idink, 3D printen en digitalisering van de industrie kun je niet los van elkaar zien. “3D printen is onderdeel van de digitale reis die de BV Nederland komende

print magazine december 2018

jaren gaat doormaken.” Deze ontwikkelingen gaan hun weerslag krijgen op hoe supply chains zijn opgebouwd en functioneren. “Er ontstaat een enorme beweging aan de achterkant van logistieke ketens. Dat gaat disruptief zijn.”

Kansen voor Nederland

Voor de Nederlandse maakindustrie komen er kansen, is zijn overtuiging. 3D printen en de digitalisering van productieketens sluiten namelijk naadloos aan bij de duurzaamheidstransitie die Nederland gaat maken.

“3D printen draagt bij aan duurzaamheid. We zijn hiermee in staat om functioneel minstens gelijkwaardige, zo niet betere producten te maken, met minder materiaalverbruik en significant lagere CO2 uitstoot. Daarnaast verschuift het ontkoppelpunt richting de eindgebruiker, gaan we werken met virtuele voorraden en hebben we minder transportbewegingen nodig”, verduidelijkt Rob Idink.

Bovendien kun je bij 3D printen producten topologisch optimaliseren, zodat je nog minder materiaal en energie nodig hebt. “Topologie is ook een stap naar duurzaamheid: minder afval, lager gewicht, minder CO2 in het transport.” Als je dit doorrekent, dan wordt de CO2-emissie beduidend lager als de maakindustrie veel meer gaat 3D printen. Dat vertaalt zich komende jaren, als de kosten van CO2-rechten stijgen, in lagere kosten per product. “Dan wordt de businesscase van 3D printen alleen maar sterker.” Voor Rob Idink staat het dan ook buiten kijf dat 3D printen een aanjager zal zijn voor duurzaamheid en verdere digitalisering van de samenleving.

Hij gelooft tegelijkertijd dat 3D printen een einde maakt aan de offshoring en nearshoring trend, die ook in Nederland veel werk heeft doen verdwijnen naar lage lonen landen. Met modellen als distributed manufacturing en 3D printerfarms zijn we straks veel beter in staat om lokaal te produceren.

“3D printen biedt de kans om werkgelegenheid terug naar Nederland te halen.”

Ook export profiteert

Het bewustzijn rond verduurzaming en de circulaire economie groeit, merkt hij zowel in zijn rol als managing director van HP Inc., alsook in zijn bestuurswerk voor Nederland ICT. “Qua duurzaamheid zijn de doelstellingen voor

print magazine december 2018

Rob Idink: de Nederlandse export kan profiteren van de digitalisering in de maakindustrie.

Wie is Rob Idink?

Rob Idink is al 23 jaar bij HP in dienst en heeft in verschillende landen en verscheidene managementfuncties gewerkt. Sinds de splitsing van het concern (2015) in Hewlett Packard Enterprise (datacenter en infrastructuur) en HP Inc. (computing en printing producten en services voor de zakelijke markt en consumentenmarkt) leidt hij de Nederlandse tak van HP Inc. Hij is daarnaast als voorzitter van ICT Milieu (onderdeel van ICT brancheorganisatie Nederland ICT) een pleitbezorger van de circulaire economie en de energietransitie.

Tot slot doceert Rob Idink op regelmatige basis aan Nijenrode Business University. Hij bestempelt de ontvlechting van het miljardenconcern in korte tijd als een huzarenstukje. Veel meer bedrijven zouden goed naar zichzelf in de veranderende markt moeten kijken om zichzelf opnieuw uit te vinden.

19

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

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

www.3dprintmagazine.eu 20

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

WWW.JANVANDAMTRANSPORT.NL print magazine december 2018

Nederland concreet.” De mogelijkheden die dit biedt zijn echter nog onvoldoende bekend. De vertaalslag van duurzaamheidsdoelen naar wat dit betekent en welke kansen dit biedt, moet nog gemaakt worden. “Het gaat om de toepasbaarheid van de technologie naar segmenten en bedrijfskolommen.” Hij denkt dat zelfs de export van de BV Nederland hiervan kan profiteren. Rob Idink pakt een beenprothese, ontwikkeld door een Nederlandse zorginstelling zodat je de prothese makkelijk kunt personaliseren en 3D geprint op de MultiJet Fusion printer door Hulotech. “Niemand houdt de bedrijven tegen om dit Europees uit te rollen.”

Ambitie tonen

De kansen zijn er; de technologie is klaar; HP wil de industrie ondersteunen. Maar nu moeten de Nederlandse maakindustrie en overheid op dit punt ambitie tonen, vindt Rob Idink. “Uitgerekend voor Nederland met het kennisniveau en de ligging biedt dit kansen. Dan moeten we wel de ambitie hebben om voorop te lopen. Als HP willen we daar mee vorm aan geven.” In zijn gesprekken die hij hierover met de beleidsmakers in Den Haag voert, merkt Rob Idink dat de overheid welwillend tegenover nieuwe opkomende technologieën staat. De overheid zou vooral in het onderwijs het voortouw moeten nemen en de kansen van informatietechnologie in een digitaliserende samenleving verder omarmen. Innovatie verloopt steeds sneller. Bedrijven moeten zichzelf voortdurend opnieuw blijven uitvinden, zoals HP gedaan heeft. “Dat betekent ook de eigen medewerkers klaar maken voor de dag van morgen.” En open staan voor samenwerking. Disciplines convergeren namelijk. Daarin moet je mee met je onderneming. Gezamenlijk versnellen bedrijven innovatie en pakken ze de kansen.

3D printen draagt bij aan duurzamere producten doordat ze dankzij topologie optimalisatie lichter en toch sterk kunnen zijn.

print magazine december 2018

Volkswagen zet de HP Metal Jet al in voor het personaliseren met badges voor de Chinese versie van de Touareg.

HP: ruim 300 MJF-printers in Europa HP heeft in Europa inmiddels meer dan 300 multijet fusion 3D printers geïnstalleerd. Daaronder zijn veel klanten waar meerdere machines staan. Vanaf het voorjaar 2019 start HP met de uitrol van de nieuwe 300 en 500 series, het goedkopere all-in-one model dat ook in een kleurenversie beschikbaar komt. Een van de toepassingen waarvoor HP de interesse ziet groeien, is tooling voor in de assemblagehallen van de automobielfabrikanten. Onder andere VW zet de machine hiervoor in. Volkswagen 3D print bijvoorbeeld alle assemblage gereedschappen voor de nieuwe T-Cross op een HP MJF printer. Op Formnext heeft HP tevens PA11 aangekondigd. Dit materiaal wordt ook leverbaar gevuld met 60% koolstofvezels.

HP liet eveneens een eerste voorzichtige toepassing van de HP MetaJet door Volkswagen zien. De autofabrikant gebruikt de 3D metaalprinter om in China met badges de nieuwe Touareg te personaliseren. Het meest interessante is echter dat HP intern met een pilot is gestart om de reserveonderdelen voor de grote 2D plotters niet langer op voorraad te houden maar on demand te 3D printen. Daarmee wil het bedrijf aantonen dat je met additive manufacturing voordeel haalt uit de digitalisering. Dit zal alleen toenemen, naarmate er meer ontworpen wordt voor 3D printen. Bij de nieuwe 300/500 serie hebben engineers vanaf het begin ontworpen met 3D printen als een mogelijke productietechnologie. Het resultaat is dat HP zo’n 140 onderdelen voor deze 3D printers print op de MJF 4200 serie. “Als je specifiek ontwerpt voor deze technologie, is 3D printen nu al efficiënter dan spuitgieten”, aldus een woordvoerster van het concern.

Een toepassing van HP11 in een machine, waar het staal vervangt.

21

Metal additive manufacturing sessie van Flam3D: toepassingen en valkuilen

3D metaalprinten kan nu al zinvol zijn Er zijn vandaag de dag al zat zinvolle toepassingen voor 3D metaalprinten te vinden, zonder dat je meteen aan de luchtvaart- of medische industrie hoeft te denken. Dat bleek onlangs tijdens een infoavond over 3D metaalprinten bij In Summa Innovation, georganiseerd door Flam3D. Pas wel op voor de valkuilen van AM-technieken.

Dat 3D metaalprinten leeft in de Nederlandse toeleveringsindustrie, blijkt wel uit de interesse voor de Flam3D infoavond Metal Additive Manufacturing, de eerste op Nederlandse bodem. Zo’n 50 deelnemers zien hoe Daniel Hoogstraate, accountmanager bij Materialise, toepassingen toont die het AM-bedrijf uit Leuven voor opdrachtgevers heeft gerealiseerd. Zoals een gripper voor een machine die vloeipapier verplaatst. De tekortkomingen van het oorspronkelijke product: onnauwkeurig, hoge slijtage met als gevolg machinestilstand, levertijden van reserve-onderdelen die tot drie maanden oplopen omdat het onderdeel een

Philippe Reinders Folmer van Renishaw Benelux: opschalen van prototype naar serieproductie betekent bij 3D metaalprinten opnieuw naar je product en proces kijken.

samenstelling is van zes componenten. “We hebben het design aangepast, we printen nu de hele samenstelling in één keer”, zo legt Daniel Hoogstraate de oplossing van Materialise uit. De levertijd is afgenomen tot zes weken.

De kostprijs van € 900 naar minder dan € 300. Het gewicht daalde van 240 naar 65 gram, iets dat in de machinebouw belangrijk is. “En het onderdeel gaat langer mee.” Twee andere voorbeelden die hij toont, komen uit machines voor de voedingsmiddelenindustrie. De eerste is een onderdeel uit een machine voor het maken van ‘marshmellows’. Hoogstraate: “De klant wil met Valentijn hartjes maken. Met 3D printen kunnen we nozzles maken met verschillende kanalen waardoor de machine makkelijk aangepast kan worden.”

Het andere voorbeeld laat weer zien hoe je met 3D printen functies kunt integreren. Het gaat om een onderdeel voor het verpakken van chocolade in aluminiumfolie. Het originele onderdeel bestond uit 52 losse componenten; de 3D geprinte versie telt nog slechts twee stukken.

Extrusiematrijs

Een inzetdeel voor de extrusiematrijs, ontwikkeld door Hogeschool Vives samen met onderzoeks- en industriepartners.

22

Ook Tom Scharlaken, lector aan Hogeschool Vives in Kortrijk, presenteert een concrete case. De Vlaamse hogeschool heeft samen met andere partners en bedrijven onderzoek gedaan naar het 3D printen van inserts voor extrusiematrijzen voor kunststof kozijnen. Met de gekozen oplossing koelt de kozijn sneller af waardoor de doorlooptijd korter wordt.

Tom Scharlaken toont ook een bijzonderheid die bij Vives is uitgewerkt voor de design challenge die momenteel loopt.

Een FDM geprint poppetje is in een 3D geprinte metalen

print magazine december 2018

Tijdens de infoavond bij In Summa Innovation gaf Michel Peremé, directeur Global Channel Business bij Simufact engineering, een demonstratie hoe de buildjob voorbereiding met deze simulatiesoftware vergemakkelijkt wordt en minder trial and error vergt.

kooi geplaatst tijdens het printproces van deze kooi. “Deze combinatie bestaat nog nergens”, aldus Tom Scharlaken.

Immers het smeltpunt van het materiaal schommelt rond de 1000 graden C, dat van de kunststof voor het poppetje rond de 200 graden.

Welke criteria?

3D printen kan dus voor bepaalde toepassingen al een volwaardige, alternatieve productietechniek zijn, merkt Kris Binon, directeur van Flam3D op. Je moet goed naar de voor- en nadelen van de verschillende technieken kijken om te zien hoe deze passen bij de toepassing. “Begin vanuit de toepassing: wat moet het werkstuk kunnen? Wat zoek je: lichtgewicht, flow optimalisatie, functie-integratie of mass customization?” Geldt één of meerdere kwalificaties voor je product, dan is 3D printen kansrijk, zo geeft Kris Binon de deelnemers houvast in hun selectieproces. In zijn opsomming van de verschillende technieken, gaat hij eveneens in op binder jetting. Dit is de 3D metaalprinttechnologie die Digital Metals bijvoorbeeld al aanbiedt en die bedrijven als HP en Desktop Metal de komende jaren gaan uitrollen. “We moeten afwachten wanneer deze commercieel worden ingezet, maar binder jetting heeft absoluut potentieel”, merkt Kris Binon op.

De ultieme bewijzen moeten nog geleverd worden.

Deze factor is tegelijkertijd van invloed op de uiteindelijke kostprijs per stuk. Immers; hoe meer producten je in een batch print, des te lager de kostprijs per onderdeel. Philippe Reinders Folmer toont een voorbeeld van een scharnier.

Door het scharnier recht op te printen, passen er meer op het bouwplatform zodat de kosten per product dalen. Je moet echter ook naar het productontwerp zelf kijken. “Waarom zou je een rond gat 3D printen als je vooraf weet dat je dit moet nabewerken”, geeft Philippe Reinders Folmer één voorbeeld hoe je tijd en kosten kunt besparen. De Renishaw AM-engineers hebben het scharnier geoptimaliseerd voor 3D metaalprinten op de RenAM 500Q, de machine met vier lasers.

Geen simpel proces

Metal additive manufacturing zit voor veel toepassingen nog in de prototype hoek. De stap naar serieproductie is daarna best groot, houdt Philippe Reinders Folmer, directeur Renishaw Benelux, de deelnemers voor. Typerend voor het slm-proces is namelijk dat de eigenschappen van het product deels afhangen van de positionering op de bouwplaat.

print magazine december 2018

Een van de machine-onderdelen die Materialise voor klanten herontworpen en 3D geprint heeft.

23

Met dit 3D geprint onderdeel voorkomt Materialise bij de opdrachtgever machinestilstand door de snelle slijtage van het oorspronkelijke onderdeel.

Meerdere lasers zorgen voor meer productiviteit. “Maar meer vermogen betekent ook meer rookgassen in de bouwkamer.

“Om dus meer laservermogen in de 3D metaalprinter te brengen, hebben we de bouwkamer volledig nieuw ontworpen.” Zo wordt het inert gas van bovenaf toegevoerd.

En dan is er nog de integratie van de 3D metaalprinter in de rest van het proces, een factor die je niet mag onderschatten.

“Als zo’n printer dagenlang loopt, heeft het weinig zin om daar te automatiseren. Wel de vervolgstap waarin we de producten naar de geautomatiseerde cel voor de nabewerking brengen.”

3D metaalprinten meer vergt dan een machine. Je moet ook goed kijken naar alles wat na de machine komt, verduidelijkt Patrick Schipholt, sales engineer bij Air Liquide. “Als je met inert gas werkt, moet je voor veiligheid zorgen.” Air Liquide heeft in het R&D centrum ook een team dat zich met additive manufacturing bezighoudt. Samen met het Fraunhofer institut in Duitsland is er een whitepaper opgesteld over wat er aan industriële gassen bij komt kijken als je industrieel gaat 3D printen. De kwaliteit van Argon heeft namelijk ook invloed op de kwaliteit van de producten die van de 3D printer afkomen.

Veiligheid

Voor menig maakbedrijf zijn er goede redenen om serieus aan de slag te gaan met 3D metaalprinten. Maar onderzoek eerst of AM voldoende meerwaarde biedt. En ben je bewust dat

3D printen met lasdraad Tom De Bruyne van het Vlaamse LCV (Laser Cladding Venture) schetste in zijn presentatie hoe het bedrijf bezig is om bij Directed Energy Deposition de productiviteit op te voeren. Deze technologie is misschien minder bekend, maar wordt steeds aantrekkelijker omdat men XL-formaat werkstukken kan maken, de volumes per uur omhoog gaan, én de prijs van de metaalpoeders dalen. LCV wil van nu 3,5 kilo materiaal per uur opbouwen naar 7 kilogram per uur gaan als je rekent met het gewicht van staal. “Poederbed technologie haalt amper een tiende hiervan.” Hoewel nu veel met poeder wordt gewerkt, ziet Tom De Bruyne deze markt omslaan naar draad. Op dit moment zijn de kosten voor het eerste werkstuk al lager dan wanneer je gaat smeden of uit gewalst materiaal freest. En de werkstukken zijn binnen een dag beschikbaar. Tom De Bruyne wijst daarnaast op het hybride product: specifieke features waarvoor 3D printen zinvol is, worden geprint op een bestaand werkstuk.

24

Een voorbeeld van een 3D geprint product van LCV.

print magazine december 2018

Sisma stapt ook in stereolithografie

Digital Metal: groeiende installed base Insstek: medische toepassing Insstek heeft de bestaande machines geredesigned, onder andere voor een betere opvang van niet gebruikt poeder. Ook is er nieuwe software. Dé innovatie op Formnext was de nieuwe versie van de MX 601. Deze beschikt over een nieuwe 4e en 5e as die simultaan kunnen bewegen met de andere assen.

In de oude machine was het een 3+2 opstelling. De 4e en 5e as zijn bovendien gedraaid, zodat het bouwvolume groter wordt. In combinatie met speciale software voor de medische versie 3D print Insstek met deze machine speciale latticestructuren op gefreesde implantaten. Dat gebeurt met titanium.

Hierdoor groeit het menselijk weefsel sneller en beter in het implantaat.

Voor de patiënt betekent dit meer comfort en een langere levensduur van het implantaat. De technologie van Insstek leent zich als geen ander voor deze hybride producten. Naast de medische versie heeft Insstek ook de industrieversie van de MX 601 aangepakt.

Op softwaregebied werkt men samen met CAM-ontwikkelaar Eureka aan een geïntegreerd CAM-systeem voor 3D printen en CNC-frezen.

Digital Metal is een aanbieder van binder jetting technologie voor metalen componenten die al zo’n 30 systemen in de markt heeft staan. De eerste werd in 2013 geleverd. Het verschil met andere binder jetting systemen?

“Onze machines kun je kopen”, zegt Mats Nilsson. Digital Metal richt zich vooral op het 3D printen van kleinere componenten. Volgens Nilsson kun je de techniek opschalen, maar vooralsnog is de markt voor kleine onderdelen groot genoeg. Het bijzonder is de hoge oppervlaktekwaliteit, afhankelijk van de instellingen komt men tussen de Ra 6 en Ra 1 µm uit. Het maximale volume waarmee de machine de stukken opbouwt, is 100 cm3 per uur. Net als bij de andere binding jetting technieken moeten de onderdelen een sinteroven in.

Digital Metal zegt echter de krimp beter te beheersen door aanpassingen te doen tijdens de buildjob voorbereiding.

Sisma, de Italiaanse fabrikant van 3D metaalprinters, stapt nu ook in de DLP-printtechnologie. Op Formnext presenteerde het de Everes Zero en Uno. De Italiaanse fabrikant past een aantal innovaties toe die de technologie naar een hoger niveau tillen. De gepatenteerde vernieuwingen zijn de Zero Tilting Technology en het Smart Building Platform. Met de Zero Tilting Technology verhoogt Sisma de snelheid zonder dat dit tot spanningen in het werkstuk leidt. Het vat met resin is bekleed met een teflon laag waardoor de harsen niet gaan aankleven. Er ontstaat geen chemische reactie tussen het hars en het vat. Tijdens het printen staat het vat vast en wordt de glasplaat na elke laag iets omhooggetild maar het hars kan niet blijven kleven. Bijkomend voordeel van de teflon laag is dat het hars niet degenereert en volledig gebruikt kan worden. Het printplatform lijnt zichzelf uit en zoekt na elke printcyclus automatisch het nulpunt op, zodat interventie door de operator niet nodig is. De Everes Zero heeft een platform van 96 bij 54 mm, de Uno is iets groter, namelijk 124,8 bij 70,2 mm. In de Z-as zijn de beide machines gelijk: 200 mm. Per minuut printen ze maximaal tien centimeter in een uur. www.sisma.com

www.digitalmetal.tech

www.dormaccncsolutions.nl

Met de nieuwe MX 601 voor medische toepassingen 3D print Insstek latticestructuren op gefreesde implantaten.

print magazine december 2018

Het concern richt zich op kleine componenten, zoals deze bouten en moeren die vanwege hun latticestructuur veel lichter zijn dan soortgelijke modellen uit vol materiaal.

Sisma verbetert met de Everes Zero en Uno de DLP-technologie

25

Zwitsers familiebedrijf combineert metaalprinten op Lasertec 30 SLM met CNC nabewerking

“Belang van 3D metaalprinten neemt ook voor jobbers toe” 3D metaalprinten is onderdeel van een totaal proces, waar vaak ook verspanende bewerkingen horen. Daarom ligt hier een kans voor jobbers, vindt Marc Zimmermann van het Zwitserse fijnmechanisch bedrijf Femec.

Hier staat sinds ruim een jaar naast de CNC-frees- en draaimachines een 3D metaalprinter van DMG Mori.

Marc en Marlen Zimmermann leiden tegenwoordig het Zwitserse Femec in Wetzikon, een familiebedrijf dat fijnmechanische componenten toelevert.

De keuze om 3D metaalprinten toe te voegen aan het aanbod, legt het Zwitserse familiebedrijf geen windeieren. In 2017 hebben Marc Zimmermann en Marlen Zimmermann-Rutz, dochter van de oprichter, besloten de 3D printactiviteiten uit te breiden. “Het belang van additieve productie neemt toe, ook voor jobbers. Additive manufacturing is een efficiënte methode om zeer complexe onderdelen te produceren.”

De wezenlijke meerwaarde ligt in de ontwerpvrijheid.

Constructeurs kunnen koelkanalen vrij ontwerpen, rasterstructuren integreren en andere features, die met mechanische bewerking lastig of vaak zelfs helemaal niet

Compacte Lasertec 12 SLM DMG Mori breidt het portfolio poederbed metaalprinters uit met de Lasertec 12 SLM. Deze heeft een kleiner bouwvolume (125 bij 125 bij 200 mm) en wordt geleverd samen met de nieuwe Optomet software. Met deze software kunnen gebruikers gemakkelijker de juiste parameterinstellingen vinden voor de poeders die ze gebruiken. Aan de hand van enkele belangrijke gegevens die de gebruiker invoert, berekent de software automatisch de juiste instellingen. Optomet beschikt over een databank met verschillende materialen voor 3D metaalprinten, van meerdere leveranciers. Men kan deze databank ook zelf aanvullen. Omdat DMG Mori een

26

open systeem aanbiedt, is men vrij qua poederleverancier. Optomet is ontwikkeld door het Indiase Intech, waar DMG Mori een belang van 30% in heeft genomen.

De machinebouwer heeft niet enkel het bouwvolume teruggebracht bij deze machine. De laser werkt bijvoorbeeld met een minimale focusdiameter van 35 µm om het volledige platform te kunnen belichten en laat geringe wanddiktes toe.

DMG Mori heeft het 3D metaalprinten softwarematig geïntegreerd in Celos, de softwareschil over de besturing van de CNC-machines. De werkstukken kunnen extern worden geprogrammeerd waarna aan de machine eventueel nog aanpassingen kunnen worden

Op Formnext heeft DMG Mori de nieuwe Lasertec 12 SLM gepresenteerd.

gedaan. Doordat de data vanuit één database komen, kunnen ook de voor- en nabewerking van de onderdelen vanuit dezelfde softwareomgeving worden geprogrammeerd.

print magazine december 2018

Twee belangrijke voordelen van de DMG Mori Lasertec 30 SLM metaalprinter zijn de compacte afmetingen en het poederhandlingsysteem. Hierdoor kan het overtollig poeder gemakkelijk uit de machine worden gehaald en worden hergebruikt omdat het risico op contaminatie is uitgesloten. Ook hoeft de bouwkamer niet compleet te worden gevuld.

mogelijk zijn. Femec 3D print de werkstukken in aluminium, staal of titaan. Door de hoge dichtheid waarmee de machine van DMG Mori deze print, hebben ze goede mechanische eigenschappen.

Voordelen poederhandlingsysteem

DMG Mori heeft voor de Lasertec 30 SLM een speciale unit ontwikkeld, waardoor het wisselen van het poeder veilig, snel en schoon kan gebeuren. Hiermee wordt alleen de hoeveelheid poeder naar de bouwkamer (300 bij 300 bij 300 mm) getransporteerd die voor de printjob nodig is. “We hoeven dus niet de volledige bouwkamer met het soms zeer dure poeder te vullen”, legt Zimmermann uit. Hij vindt dat de poederwisselunit voor de Lasertec 30 SLM van DMG Mori met name goed past bij wisselende orders die een jobber op zijn bord krijgt. “Omdat er een gesloten kringloop is, kunnen we zonder risico op vervuiling poeder wisselen. We kunnen in het beste geval in minder dan een uur poeder wisselen.” Qua bouwvolume past de Lasertec 30 SLM volgens de Zwitserse metaalondernemer goed bij het fijnmechanisch familiebedrijf.

De poederbedtechnologie sluit precies aan op de orders die Femec krijgt.

hoe je tijdwinst kunt boeken door zaken net wat anders te doen. Als het kan, 3D print men zeer dunne supportstructuren onder de werkstukken. Daardoor lukt het om de werkstukken af te breken en spaart men een zaagbewerking uit. Omdat Femec een typische jobber is, levert de klant meestal de CAD-file aan, waarbij Femec wel adviseert over het optimale ontwerp voor 3D printen. Voor het programmeren van de 3D metaalprinter gebruikt men RDesigner van DMG Mori en procesbesturing wordt door ROperator gedaan. www.dmgmori.com

Laserstrategie

De Lasertec 30 SLM print met laagdikten die uiteenlopen van 20 tot 100 µm. Bepalend voor de eindkwaliteit van de werkstukken is de scannerstrategie die de programmeur kiest, heeft Marc Zimmermann met zijn team inmiddels ervaren.

“Deze heeft grote invloed op de nauwkeurigheid en de complexiteit van het werkstuk maar ook op de productiviteit.”

Daarnaast heeft het team van Femec door de ervaring geleerd

print magazine december 2018

Door met latticestructuren te werken kunnen de 3D geprinte werkstukken lichter zijn.

27

Lagere cost per part de hefboom voor 3D metaalprinten F1 teams zoals dat van Alfa Romeo Sauber gebruiken additive manufacturing na elke race om hun wagen te verbeteren. Voor serieproductie is de huidige metaalprinttechnologie nog te langzaam. Maar als de volumes kleiner worden door de elektrificering van auto’s en de 3D metaalprinters sneller, kan het gat gedicht worden.

Additive Industries wil dan rechtstreeks gaan concurreren met de gietindustrie.

Cruciaal voor de toekomst van de AM-industrie is volgens Daan Kersten, CEO van Additive Industries, dat de kostprijs per onderdeel omlaag gaat. Hoe lager de kostprijs, des te eerder wordt het omslagpunt bereikt waarop ook economisch gezien 3D printen voordeliger is, zo merkte hij op tijdens de rondleiding voor de media, vlak nadat premier Mark Rutte de nieuwe huisvesting van Additive Industries op Strijp T geopend had. Vanuit de nieuwe huisvesting in een oude Philipsfabriek op Strijp T wil Additive Industries met de MetalFab1 een top 3 positie in een aantal belangrijke markten veroveren. Want over vijf jaar is 3D metaalprinten in meer sectoren van de maakindustrie een mainstream technology, voorspelt CEO Daan Kersten. Lagere cost per part zal deze groei aanjagen. Dat is de hefboom die 3D metaalprinten

mainstream gaat maken buiten de huidige markten zoals aerospace en medical. Ook in de automobielindustrie. Enkele weken na de opening heeft Additive Industries bekend gemaakt samen te gaan werken met Volkswagen, dat al enkele maanden in Wolfsburg over een Metalfab1 systeem beschikt.

Sneller iteraties maken

Om zijn betoog te onderstrepen wijst Daan Kersten naar het Alfa Romeo Sauber F1 team. Het Zwitserse raceteam heeft vorig jaar de eerste twee Metalfab 1 systemen in Eindhoven gekocht; afgelopen voorjaar werd het derde systeem gekocht.

Tijdens de F1 races reden dit seizoen de rood witte F1 wagens met al 15 3D geprinte onderdelen aan boord. Bijvoorbeeld de uitlaat. Of een arm van de voorwielophanging. “Ze kunnen dankzij 3D printen lichter en stijver ontwerpen”, legt Daan Kersten uit. “Maar ze kunnen vooral sneller iteraties maken.”

En dat geeft in de hoogste klasse van de autosport de doorslag. De tijd tussen races is kort. Als de design engineers hun nieuwe ontwerpen direct kunnen printen in metaal, testen in de windtunnel en dan produceren op de Metalfab1, winnen ze kostbare tijd die zich in de race terugbetaalt.

Tijdens de opening van de nieuwe huisvesting stond naast de F1 racewagen de auto van het Eindhovense Formula E raceteam URE. Additive Industries heeft hiervoor de behuizing van de elektromotor geprint, met geïntegreerde koelkanalen voor een betere koeling van de permanent magneetmotor.

Hogere productiviteit, lagere kostprijs

Daan Kersten in het poederlab van Additive Industries, waar onder andere voor klanten materiaalanalyses worden gedaan.

28

Om de kostprijs te verlagen, moet de productiviteit omhoog.

De machines moeten sneller worden. Er zijn nog genoeg mogelijkheden om de productiviteit te verhogen. Een van de toekomstige generaties van de Metalfab1 zal bijvoorbeeld uitgerust worden met lasers met 1 kW vermogen. Een

print magazine december 2018

Sauber heeft inmiddels al drie AM-systemen van Additive Industries en 3D print al zo’n 15 onderdelen van de F1 racewagens, waaronder een deel van het uitlaatsysteem.

interface waarmee het AM-systeem direct gekoppeld wordt aan een 5-assig bewerkingscentrum is een andere stap waaraan gewerkt wordt. Er moet immers een doorlopend proces ontstaan. “We gaan 5-assig bewerken niet integreren in ons systeem. Dat heeft geen zin. Maar we willen wel een open interface, zodat we kunnen koppelen.” Daarbij wordt ook gekeken naar AGV’s. Ook komt er een machine met een groter bouwvolume. De grote vooruitgang qua productiviteit, reproduceerbaarheid en kwaliteit van de printjobs zal echter vooral komen van big data. Software dus. Met het risico dat hij afgerekend wordt door zijn werktuigbouwkundige engineers, maakt Daan Kersten duidelijk dat softwareontwikkeling eigenlijk de core business is van het bedrijf. Die houdt men dan ook in eigen huis. De komende jaren zal er vooral veel kennis voortvloeien uit de analyse van alle data van de printprocessen. Data van klanten die Additive Industries verzamelt via het Additive World platform. Big data analyse staat nog slechts aan het begin van de ontwikkelingen in de

AM-industrie, schat Daan Kersten in. “We hebben slechts het topje van de ijsberg gezien.”

De nieuwe huisvesting op Strijp T biedt voldoende groeicapaciteit voor de komende jaren.

Additive Industries naar Azië Additive Industries zet de stap naar Azië. Het heeft de eerste Metalfab1 verkocht aan Intech, een 3D printonderneming uit India. Daarnaast gaat de Eindhovense machinebouwer een vestiging openen in Singapore. Hier komt een Process & Application Development Center, zoals de onderneming dat ook in California (VS) heeft opgezet. Daarnaast wordt de vestiging in Singapore het wereldwijde competentiecentrum voor de industrialisatie van metaal 3D printen. De autoriteiten van Singapore zijn blij met de komst van Additive Industries.

“De aanwezigheid verdiept onze Industrie 4.0 mogelijkheden

print magazine december 2018

en versnelt de acceptatie van additive manufacturing in sleutelsectoren zoals aerospace, scheepsbouw en offshore, medische technologie en halfgeleiders”, aldus Chang Chin Nam (directeur Technology Hardware & Equipment, Singapore Economic Development Board). Intech, dat als eerste in Azië een Metalfab1 koopt, is een van de snelgroeiende AMbedrijven in India. De investering in de Nederlandse machine wordt gedaan om op te kunnen schalen naar serieproductie, aldus CEO Sridhar Balaram.

29

Een volledig Metalfab 1 industrieel AM-systeem bestaat uit zo’n 32.000 onderdelen, waarvan een belangrijk deel uit de regio komt. De drie system suppliers, die de modules compleet bouwen en testen, managen hun eigen supply chain. Additive Industries wil naar 100 tot 200 machines per jaar om de capaciteit van de huidige fabriek te benutten.

Klanten zijn verrassend open

Via het Additive World platform verzamelt de fabrikant data over het gebruik van de 20 systemen bij de klanten. Hij is verrast over de bereidheid bij de klanten om data te delen.

“Ook de klant die buiten het bouwplatform print, deelt deze kennis met de community.” Additive Industries heeft zich met de eerste systemen vooral gericht op de marktleiders, met veel ervaring met additive manufacturing. “Dat helpt ons sneller te ontwikkelen.” Openheid moet van beide kanten komen, dan profiteert iedereen daar maximaal van. Met die aanpak heeft Additive Industries de achterstand die het in de beginjaren op andere spelers had, snel kunnen goed maken. “Daarbij hebben we het voordeel dat we een jong bedrijf zijn. Hierdoor hebben we het big data verhaal sneller opgepakt dan andere.”

Goedkopere cost per part

Het belangrijkste doel blijft echter: lagere kostprijs per geprint onderdeel. Dat is de hefboom die nodig is om 3D printen een mainstream technology te maken. Daan Kersten vindt Sauber het goede voorbeeld: “Ze printen onderdelen die ze eerst in kunststof printten tegenwoordig met metaal op onze machine. Omdat de prijs per onderdeel zo laag is.” De Metalfab1 haalt de productiviteit van zo’n 4 tot 6 middenformaat 3D metaalprinters. “Onze machines zijn gewoon een productiemachine”, merkt Daan nuchter op. Het liefst ziet hij de service engineers komende jaren doorgroeien naar een rol van productivity consultant, die de klant helpt de prestaties van de Metalfab 1 te maximaliseren. Daan Kersten: “Ons enige doel is blije klanten maken. Die printen meer en kopen meer machines. Dat kunnen we alleen als we de kosten per onderdeel verder verlagen.”

De behuizing voor de elektromotor van het Formula E raceteam van de Eindhovense universiteit. Door dit te 3D printen kan de koeling geïntegreerd worden.

Premier Mark Rutte opende begin oktober de nieuwe huisvesting van Additive Industries.

30

print magazine december 2018

VIVES lanceert Metal 3D Challenge Met de Metal 3D Challenge daagt hogeschool VIVES engineers, studenten en ook particulieren uit om de mogelijkheden van 3D metaalprinten optimaal toe te passen. Deze mogelijkheden zijn eindeloos en ontwerpers kunnen hun creativiteit en technische talenten de vrije loop laten. Dat laatste verwacht VIVES ook van de deelnemers aan de Metal 3D Challenge.

VIVES is de enige hogeschool in Vlaanderen die over een laser poederbed metaalprinter beschikt, een SLM 125HL van SLM Solutions. Deze is ondergebracht in het Maaklab op VIVES Kortrijk. Om engineers en studenten uit te dagen met de mogelijkheden van 3D metaalprinten aan de slag te gaan, organiseert VIVES deze challenge. Deelnemers uit de Benelux (bedrijven, studenten en ook particulieren) kunnen tot 5 april 2019 hun stl-file en een productpresentatie insturen. De jury kent prijzen toe in de categorieën derde graad secundair onderwijs, hoger onderwijs, bedrijven en particulieren/makers/fablabs. Er zijn prijzen beschikbaar ter waarde van € 2000. Voorafgaand aan de deelname moet je je wel aanmelden via www.vives.be/metal3d. Dan krijg je alle belangrijke informatie toegestuurd.

Expertisecentrum Smart Technologies

VIVES specialiseert zich in product- en machinebouwkundig ontwerp. Het expertisecentrum beschikt over ontwerp- en simulatiesoftware en een hoogtechnologisch machinepark met o.a. CNC machines, materiaalbeproeving apparatuur uitgerust meetlabo, waterjet, hoge precisie 3D scanner en de 3D metaalprinter.

• 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

print magazine december 2018

Solutions for better machining

31

Team Additive van Fraunhofer Project Center@UT klaar voor de Nederlandse maakindustrie

Ready for AM vooral een eyeopener Aeronamic in Almelo is het eerste bedrijf dat met ondersteuning van het Fraunhofer Project Center bij de Universiteit Twente de stap zet naar 3D metaalprinten.

Het gaat dan met name om ervaring opdoen met de invloed van additive manufacturing op het ontwerp en op de nabewerking van de geprinte onderdelen. Typische onderzoeksvragen die bij het Team Additive van FPC@UT passen, vindt Ian Gibson, wetenschappelijk directeur.

euro omzet geboekt. Vorig jaar haalden we vijf miljoen euro omzet met AM”, aldus Tobias Stengel, sales executive van MBFZ Toolcraft, een Duitse toeleverancier die al zeven jaar geleden in metaalprinten investeerde. En aan het einde ook de vraag: waarom komt 3D printen in Nederland zo langzaam van de grond? “We hebben weinig grote OEM’ers in Nederland die omwille van 3D printen anders gaan denken”, aldus Gert van Wakeren, sales engineer voor Trumpf Nederland.

Na anderhalf jaar voorbereiden en een stevig netwerk opbouwen, heeft het Team Additive van het Fraunhofer Project Center in Enschede (FPC@UT) zich gepresenteerd met de conferentie Ready for Additive Manufacturing. Een bijeenkomst waar het ging over vragen zoals: hoever staat 3D metaalprinten?

“Als je het goed toepast, is additive manufacturing niet langer een proces voor geringe aantallen”, aldus professor Gibson.

Of de vraag hoe AM past binnen andere nieuwe technieken, zoals 3D modelleren, 3D scannen. “Additive manufacturing is onderdeel van een ecosysteem, dat moet je onderzoeken en daar moet je je voordeel uithalen”, aldus opnieuw Ian Gibson.

En het ging om de vraag of een investering in 3D metaalprinten meteen rendeert. “Het eerste jaar, in 2011, hebben we 50.000

Kip-ei verhaal

Professor Ian Gibson is wetenschappelijk directeur van het FPC@UT en slaat daarmee de brug tussen wetenschap en praktijk. Hij heeft in zowel in Europa als in Azië de afgelopen decennia veel onderzoek- en ontwikkelwerk naar 3D printen gedaan.

32

Eigenlijk dus het typische kip-ei verhaal. De Nederlandse maakindustrie heeft best belangstelling voor 3D metaalprinten.

Maar de business case rond krijgen is een ander verhaal. Het verdienmodel bestaat uit meer dan machine-uren, zo merkte Harry Kleijnen (Additive Industries) op in de afsluitende paneldiscussie. 3D printen vereist door de hele onderneming een andere cultuur, want 3D printen begint bij het design dat op de nieuwe technologie afgestemd moet zijn. Het vergt ook lef, denkt Jaap Bulsink (K3D), de verzelfstandigde AMdivisie van Kaak Group. “Je moet risico nemen want je kunt het niet allemaal vooraf berekenen.” Jaap ziet overigens steeds meer business cases die wel rond te krijgen zijn voor 3D metaalprinten. Als je maar over de technologie knowhow beschikt. Precies op dit punt reikt het Team Additive van FPC@ UT de Nederlandse maakindustrie de hand. Renko Overmeen, directeur Programs Aeronamic: “Fraunhofer en de universiteit kijken in details naar het proces. Fraunhofer beschikt over veel kennis over wat wel en niet te doen in additive manufacturing.

Ze hebben in Aken veel kennis van het nabewerken en ze hebben er een machinepark waarmee wij kunnen onderzoeken.

Ons machinepark is er om geld te verdienen.” Door samen met de Nederlandse industrie projecten op te zetten, kan 3D printen sneller van de grond komen, is de boodschap van de middag. Het Fraunhoferteam positioneert zich hierbij tussen de academische onderzoekswereld en de maakindustrie in. Via consultatie, ondersteuning bij concrete projecten, netwerken, educatie en training kunnen de experts in Enschede - en ook in Aken waar de Fraunhofer IPT en ILT veel ervaring hebben de Nederlandse maakbedrijven ondersteunen. Daarbij hanteert het projectcenter een holistische aanpak. Want, zo zegt Ian

print magazine december 2018

De afsluitende paneldiscussie gaf precies aan waarom het 3D metaalprinten in Nederland slechts schoorvoetend van de grond komt. Van links naar rechts Jaap Bulsink (K3D), Renko Overmeen (Aeronamic), Tom Vaneker (UT), Harry Kleynen (Additive Industries) en Gert van Wakeren (Trumpf).

Gibson: “We hebben nog een lange weg te gaan, maar additive manufacturing is een blijvertje.” Elk industriesector heeft zijn eigen redenen om de technologie méér te gaan inzetten.

Designvrijheid, kostenvoordeel door functie-integratie, personalisatie, kortere time to market. En vooral: “Het is een technologie die innovatie aanjaagt. Die een enabler is voor disruptieve business.”

A-symmetrische concurrentie

Die waarschuwing klinkt ook van de kant van EOS, de Duitse fabrikant van 3D metaal- en polymeerprinters. Güngör Kara is er sinds een jaar chief digital officer. Maar hij leidt ook de consultancytak Additive Minds. Hij zet met twee foto’s van het New York van begin 20e eeuw iedereen die denkt dat disruptie iets van deze tijd is, met beide benen terug op de grond. Op de eerste foto zie je Fifth Avenue vol met paardenkoetsen en één auto. De tweede foto is dertien jaar later gemaakt. Dezelfde straat, Fifth Avenue op Manhattan. De brede avenue staat nu echter vol met auto’s, met aan de zijkant nog één koetsier die trouw is gebleven aan zijn paard. Maar hij wordt verdrongen door het nieuwe vervoersmiddel. “A-symmetrische concurrentie bestond in 1900 al in New York,” zegt Kara. Zijn boodschap: de opmars van de automobielindustrie vanaf 1900 was voor de koetsiers geen lineaire concurrentie, bijvoorbeeld koetsiers die het beter of goedkoper doen. Nee, ze werden uit de markt geduwd door een transportmiddel dat twee decennia eerder amper bestond. “Je moet met de tijd meegaan”, waarschuwt Kara. En ontwikkelingen blijven volgen. “Want als je de verkeerde kant op kijkt, zie je de golf niet komen.” En dan loop je kans weggevaagd te worden door een partij die misschien vandaag een start-up is. Hij grijpt naar voorbeelden uit de tegenwoordige tijd. De bedrijven met wereldwijd de meeste beurswaarde, denk aan Google, Facebook, Apple, bestonden twintig jaar geleden niet. De grote beursbedrijven van toen, zijn verdwenen of nu veel minder groot qua beurswaarde.

Volgens Güngör Kara krijgen platformen de komende jaren een grote invloed op de maakindustrie. Over vier, vijf jaar wordt de maakindustrie geraakt door de digitalisering en de platformen. 3D printen speelt daar een rol bij. Alle machines zullen met elkaar verbonden worden via platformen, zodat klanten digitaal toegang krijgen tot de productiecapaciteit. De

print magazine december 2018

platformeconomie dringt ook door in de maakindustrie. “We streven naar asset utilisation en optimalisatie. Daarom worden de digitale b2b platformen dominant in de maakindustrie”, zegt Güngor Kara. En 3D printen maakt nieuwe verdienmodellen mogelijk. Hij toont het voorbeeld van BMW Mini Yours. BMW geeft via de configuratiesoftware van het Belgische Twikit de consument invloed op hoe zijn Mini er uitziet. De consument ontwerpt binnen bepaalde grenzen zijn eigen stijlelementen die vervolgens door BMW 3D geprint worden. “BMW heeft een nieuw verdienmodel ontwikkeld voor de auto-industrie. De consument zet met een druk op de knop een productieproces in gang. Maakt het magazijn overbodig en levert BMW een schat aan informatie over wat hij nu echt mooi vindt.” www.utwente.nl/fraunhofer

Een van de Akense partners van het FPC@UT is het Aachen Center for Additive Manufacturing. Directeur Kristian Arntz zette uiteen hoe men in Aken werkt aan de integratie van 3D metaalprinten in het totale proces. Want AM, dat mag duidelijk zijn, is geen standalone technologie.

33

Review Ultimaker S5

Trefzeker 3D printen dankzij printprofielen Gebruiksgemak en betrouwbaarheid: dat zijn twee sleutelbegrippen die bij de ontwikkeling van de Ultimaker S5 voorop hebben gestaan. Hoe pakt het paradepaardje van de Nederlandse fabrikant in de praktijk uit? 3D Print magazine kreeg de kans om de nieuwe printer te testen.

De nieuwe Ultimaker S5 is gegroeid. Dat is het eerste dat opvalt. Het maximale volume van 330 bij 240 bij 300 mm zal voor veel engineers ruim voldoende zijn. Ultimaker levert de 3D printer met een AA 0.4 print core geĂŻnstalleerd; als accessoires worden nog een tweede AA 0.4 en een BB 0.8 print core meegestuurd. Installeren verloopt vlot; het aantal zaken dat je zelf moet aansluiten of installeren is beperkt. Alleen: het eerste deel van de instructies staat op papier, halverwege moet je overschakelen naar de instructies op het scherm en wil je meer weten, ga naar de website. Daar vind je ook een uitgebreide manual.

Nieuw: marktplaats

Bij de introductie van de S5 kondigde Ultimaker de alliantie met materiaalleveranciers aan. Ondertussen krijgt deze samenwerking vorm. In de nieuwe versie van Cura (3.6) vind je de knop Marketplace (de enige Engelstalige knop in de Nederlandse versie). Klik je hierop, dan word je via een popup naar de Engelstalige marktplaats geleid waar je zowel add-ons vindt voor SolidWorks, Autodesk en Siemens NX alsook onder de knop materialen de logo’s van meer dan tien filamentproducenten. Scroll je naar beneden, dan zie je dat Ultimaker kleinere leveranciers eveneens de kans biedt om hun profielen via de Ultimaker community aan te

De Ultimaker S5 is dankzij de combinatie van hardware, software, materiaal en de printprofielen een 3D filamentprinter die gemakkelijk in gebruik is.

Het teststuk geprint met Ultimaker Tough PLA met laagdikte 0,2 mm.

34

De kracht van de Ultimaker S5 zit in het complete ecosysteem, waar de marktplaats voor printprofielen van diverse leveranciers een sleutelrol in speelt.

print magazine december 2018

Profiel Ultimaker S5

Prijs (standaard): € 5500 (ex btw)

Pro: • • • •

Goede printkwaliteit Makkelijk te bedienen NFC spoelen voor automatische materiaaldetectie Marktplaats met printprofielen voor filamenten en add-ons voor de meest gebruikte CAD-software

Contra:

• Plaats filamenthouder aan achterzijde • Twee filamentspoelen op een spoelhouder • Zwakke wifi verbinding

deze marktplaats. Overigens: waarom moet je elke nieuwe release van Cura installeren en kun je niet een bestaande versie updaten?

Goede printkwaliteit

bieden. Vanaf de marktplaats kun je met twee muisklikken profielen voor specifieke materialen in Cura integreren.

Deze marktplaats illustreert de strategie van Ultimaker. De 3D printer is een middel. Als gebruiker hoef je je niet druk te maken over de juiste instellingen. Dat kan wel. Want je kunt nog steeds in Cura een profiel aanpassen of je eigen profiel maken. Ultimaker heeft echter goed gezien dat de gebruikers van de S5 dit niet willen. Die willen zekerheid dat de volgende ochtend of over twee dagen - want soms duurt een buildjob inderdaad tientallen uren - een goede print op het bouwplatform ligt. De echte vernieuwing zit dan ook in

De nauwkeurigheid waarmee de S5 print is goed.

print magazine december 2018

Het bouwplatform is in de standaard uitvoering van de S5 nog steeds van glas. Met de bekende ‘Pritstift’. Eerlijk gezegd: door de lijmresten ziet de glasplaat er niet uit, maar het werkt wel. In de testperiode hebben we geen enkele keer moeite gehad om de print los van het platform te halen. Even met de spatel in een hoek het werkstuk een beetje omhoog tillen en je kunt het makkelijk afnemen. Een flacon goedkope glasreiniger doet vervolgens wonderen. Voor de nieuwe materialen is er ook een aluminium platform leverbaar. Is 3D printen met de S5 inderdaad makkelijk? Ja. De eerste prints met Ultimaker Tough PLA black waren direct goed. Zelfs een lastig teststuk met verschillende overhangen komt in de standaardinstellingen goed van de printer af. Slechts hier en daar zie je het oozing effect optreden, maar dat blijft beperkt.

Heeft het zin om in een betere resolutie te printen (geringere laagdikte)? Bij het teststuk levert dit geen noemenswaardig kwaliteitsverschil op. Bij andere werkstukken evenmin. Het testwerkstuk is geprint met de print core AA 0,4: een keer met een laagdikte van 0,2 mm, de andere keer met 0,1 mm.

Verschil? Minimaal tot niks. Hooguit bij de bol voel je een klein verschil als je er met je vinger overheen wrijft. Het enige effect dat de andere instelling heeft, is een langere printtijd.

Ook een tweede teststuk, dat we op dezelfde wijze twee keer hebben geprint, laat nauwelijks een verschil zien tussen de beide instellingen. Een teken dat Ultimaker in de standaard instellingen voor het eigen filament een optimale balans heeft gevonden tussen de hardware, Cura en het materiaal. We hebben ook ander filament getest, onder andere Colorfabb XT en nGen Flex. Het lukt ook daarmee goede prints te maken.

Dat kost echter meer moeite. En veel ervaring. Je moet namelijk weten aan welke parameter je moet draaien om een gewenst effect te realiseren. Het zal ons niet verbazen als over een tijdje de meeste gebruikers van Ultimaker S5 alleen nog de materialen uit de marktplaats gebruiken.

35

Actieve kalibratie

Een van de verbeteringen die 3D printen makkelijker maakt, is het automatisch kalibreren van het printplatform. Ultimaker heeft deze ontwikkeling al bij de Ultimaker 3 ingezet, bij de S5 is het systeem verder verbeterd. Voor elke printjob wordt het platform op een flink aantal punten (veel meer dan bij de Ultimaker 3) gemeten, waarna het automatisch wordt uitgelijnd. Dat kost even tijd maar wie wel eens handmatig het bed heeft uitgelijnd, weet hoeveel tijd en gedoe dit kan kosten. En doe je het niet, kan een printjob zomaar mislukken.

Ultimaker kent al langer het kliksysteem voor de print cores.

Bij de vorige versie van de 3D printers was dit misschien niet eens zo zinvol, bij de S5 des te meer. Tijdens de test is de core een keer verstopt geraakt. Waarom? Geen idee. Doordat je de core zo snel en gemakkelijk verwisselt, kun je binnen een paar minuten verder printen. En nu er nieuwe materiaalsoorten, waaronder carbon gevuld filament, met een andere print core beschikbaar zijn, wordt deze functie des te belangrijker.

Onpraktisch

Gaat het dan nooit mis? Jawel. Eigenlijk onze eigen schuld. De Ultimaker S5 heeft net als zijn voorganger twee printkoppen.

De tweede print core kan bijvoorbeeld voor supportmateriaal worden gebruikt. Toen we dat testten, lag er de volgende morgen een kluwen van wit cq transparant filament op de bouwplaat, maar geen mooie supportstructuren. De reden: het Ultimaker PVA-filament is gevoelig voor vocht (vandaar dat het in water oplost). De filamentrol zat al een week op de printer. Op dat moment komt een minpunt van de constructie van de Ultimaker S5 naar voren. De fabrikant kiest er nog steeds voor om de beide filamentrollen op ĂŠĂŠn spoelhouder te plaatsen aan de achterkant. Afgezien van het feit dat dit geen praktische plaats is als de machine op een bureau tegen de muur staat, was die ene NFC-spoelhouder de reden waarom de rol na gebruik niet verwijderd was en droog opgeborgen.

De constructie is namelijk dusdanig dat de spoel met

Ultimaker levert de 3D printer met een aantal accessoires.

Het scherm geeft goede info en je bladert soepel door de menustructuur.

36

supportmateriaal (of het tweede materiaal) direct tegen de achterkant zit. Je moet dus eerst de andere spoel wegnemen.

Wat evenmin soepel loopt, is de Wifi verbinding. Deze is zwak.

Meerdere keren vond Cura de printer pas nadat deze opnieuw was ingeschakeld. En de app is leuk, zeker nu de S5 standaard over een camera beschikt. Maar dat je zodra je je buiten het Wifinetwerk bevindt alleen nog een melding krijgt dat de printjob gereed is, is onvoldoende. Juist als je niet in de buurt van de printer bent, wil je af en toe kunnen kijken hoe de printjob vordert.

Conclusie

Ultimaker heeft met de S5 definitief de stap gezet naar het professionele segment. De kracht is dat Ultimaker beseft dat het hele ecosysteem moet kloppen. Cura 3.6 met de printprofielen vergroot de inzetbaarheid van de S5. Veel engineers zullen blij zijn met het gemak en de betrouwbaarheid. Gebruikers die tooling op de Ultimaker S5 printen, zullen vooral de materiaalprofielen van de filamentproducenten waarderen. De Ultimaker S5 wordt met de nieuwe materialen nog breder inzetbaar, met behoud van het gebruiksgemak. Vergeleken met de vorige versies, is de S5 een stuk duurder geworden. Bij de Ultimaker S5 wordt de flexibiliteit van 3D printen met filament duidelijk zichtbaar.

Materiaal wisselen is kinderlijk eenvoudig. Ook daarmee is Ultimaker dus opgeschoven. Het zal er nu van afhangen hoe snel de marktplaats zich ontwikkelt. Want de S5 is op een dusdanig niveau terecht gekomen, dat beschikbaarheid van materialen, de keuzevrijheid en het gebruiksgemak doorslaggevend worden voor het succes. Wie naar de deelnemers aan de materialen alliantie kijkt, kan alleen maar concluderen dat Ultimaker dit zelf ook drommels goed beseft.

En dat zorgt voor trefzeker 3D printen met de Ultimaker S5.

Kijk op www.3dprintmagazine.eu voor meer testfoto’s.

Een beetje verwarrend als je start: de eerste stappen worden op papier uitgelegd, daarna op het scherm.

Printen met supportmateriaal.

De melding dat de printjob klaar is, verschijnt op de display en eventueel ook in de app.

print magazine december 2018

Gravity maakt vliegdroom waar met Jet Suite

Grenzen in twijfel trekken Trekken we straks onze Jet Suite aan en vliegen we met 70 kilometer per uur naar onze afspraak? Richard Browning, oprichter van Gravity Industries ontwikkelt een vliegpak waarmee de mens een eeuwenoude droom om te kunnen vliegen, waar maakt. Dankzij 3D printen.

Richard Browning heeft Gravity Industries in 2017 opgericht.

Hij ontwikkelt een vliegpak, waarvan de technologie gepatenteerd is. Het pak is bedoeld om mensen een unieke vliegervaring te bieden en zo een revolutie teweeg te brengen in het personenvervoer. Het pak bestaat uit 3D geprinte onderdelen, speciale elektronica en vijf motoren. Het aandrijfsysteem heeft een vermogen van 1.000 pk en maakt vliegsnelheden van meer dan 70 km per uur mogelijk. "Toen ik begon na te denken over het bouwen van een vliegpak, werd ik geïnspireerd door mijn tijd bij de Royal Marines. Hier waren we gewend om elke dag naar onze grenzen te gaan. Innovatie heeft voor mij te maken met moed en het ondenkbare denken.

Vandaag de dag zijn we al bezig om de grenzen van wat nu mogelijk is te verleggen en de toekomst vorm te geven met innovatieve ideeën. De additieve productie ondersteunt ons op deze spannende reis.”

Onderdelen

EOS liet op Formnext een aantal onderdelen die het voor Gravity Industries heeft geprint zien. De kabelgoten en de behuizingen voor elektronica en batterijen 3D geprint met EOS-polymeertechnologie. EOS-metaaltechnologie is gebruikt voor de armleuningen en de stuwkrachtregeling. In de loop van het gezamenlijke project was het team in staat om aanzienlijke verbeteringen in de armbevestiging te bereiken door over te schakelen van titanium naar aluminium. "Richard en zijn team verleggen de grenzen van het mogelijke. De zwaartekracht vroeg om componenten van hoge kwaliteit met een hoge stabiliteit en een laag gewicht voor het vliegpak.

Continue product iteraties en optimalisaties moeten ook mogelijk worden gemaakt. Dit is precies waar de AM-productie om de hoek komt kijken”, zegt Güngör Kara, Chief Digital Officer bij EOS. In de loop van de ontwerpiteraties is het aantal componenten teruggebracht van acht naar drie. Tegelijkertijd kon het aantal verbindingsstukken en daarmee het risico op falen worden verminderd. Het nieuwe bionische ontwerp maakt ook een lichte verbindingsstructuur mogelijk. Dit alles leidt tot een vereenvoudigde montage. Güngör Kara: “In dit decennium is echte innovatie alleen mogelijk door grenzen te testen en in twijfel te trekken."

De 3D geprinte houders voor de stuwmotoren.

print magazine december 2018

37

Exerion Precision Technology zet 3D printen steeds breeder in

Snellere validatie dankzij 3D printen Exerion Precision Technology is in eerste instantie gaan 3D printen om in de salesgesprekken een tastbaar 3D model op tafel te kunnen leggen. Sinds de dddrop filamentprinter er staat, gaan de engineers verder. Zelfs tot en met het 3D printen van buiggereedschappen voor de kantpers. “Daarmee kunnen we acht tot tien prototypes buigen, voldoende om een ontwerp te valideren”, zegt Robertjan Ansink, manager engineering bij het maakbedrijf uit Ulft.

Exerion ontwikkelt machineframes, die door slim gebruik te maken van plaatwerktechnologie uit dunne plaat gebouwd kunnen worden, 0,8 tot 1 mm dik. Voordat een opdrachtgever ‘ja’ zegt tegen een ontwerp, bouwen ze meestal eerst een werkend prototype. Dat vergde tot voor kort soms behoorlijke investeringen in gereedschappen voor de kantpers, met het risico dat een design alsnog aangepast moet worden. “Deze gereedschappen 3D printen we nu gedeeltelijk op de dddrop 3D printer. We printen het vormdeel en plaatsen dat op een universeel stalen body”, legt Robertjan Ansink uit. De praktijk toont aan dat deze FDM geprinte gereedschappen sterk genoeg zijn om enkele producten uit de dunne plaat te buigen.

Voldoende om het ontwerp te valideren en om de klant een prototype te tonen. Hierdoor verschuift de investering in de aanmaak van een duur buiggereedschap naar het moment waarop het ontwerp gevalideerd is en er dus geen designwijzigingen meer komen.

Robertjan Ansink, manager engineering: we ontdekken steeds meer mogelijkheden voor de dddrop 3D printer.

38

Aanvankelijk gebruikte Exerion de 3D printer vooral om modellen te printen om salesgesprekken te ondersteunen.

Steeds meer toepassingen

Voor Robertjan Ansink is dit een toepassing van de 3D printer van dddrop die hij aanvankelijk niet had verwacht. Hij merkt echter dat naarmate de engineers meer ervaring met de filamentprinter krijgen, ze meer toepassingen ontdekken.

Daarbij maken ze ook gebruik van de vormvrijheid die 3D printen biedt. Robertjan Ansink: “Soms hebben we een kantgereedschap nodig met daarin een opening, waar een doordrukking van de ponsmachine tijdens het kanten precies invalt. Dat zijn dure gereedschappen, daarom willen we vooraf zeker zijn dat het gereedschap goed is.” Deze zekerheid krijgen ze nu doordat ze ook in zo’n geval eerst een prototype 3D printen en testen. De engineers van Exerion Precision Technology 3D printen ondertussen ook onderdelen die direct in een machine worden ingezet. Een voorbeeld hiervan is de behuizing voor een gereedschap dat ze gebruiken om schroefdraad in plaatdelen te persen en hierin stutten te plaatsen. Robertjan Ansink: “Vroeger zou dit een freesdeel zijn geweest. Door het 3D printen, verkorten we de levertijd, reduceren de kosten van het onderdeel en we integreren meerdere onderdelen tot één geheel, doordat we het ontwerp aanpassen aan de mogelijkheden van 3D printen.” Dit zijn toepassingen in eigen machines die Exerion in de productie inzet. Omdat het printen veel sneller gaat dan uitbesteden van freeswerk, krijgen de engineers tijd om meerdere iteraties te maken om bij het ideale ontwerp uit te komen. “Normaal kost elke iteratie tijd en geld. Met de dddrop 3D printer amper nog.” Robertjan Ansink merkt wel dat dit een andere manier van denken vergt. “Dat gaat niet vanzelf. Het is geen knop die je omzet.”

print magazine december 2018

Eenvoud

Het maakbedrijf heeft begin dit jaar de dddrop Leader Pro 3D printer gekocht; de versie inclusief de dddrop Smart Module.

Hiermee kun je onder andere de 3D printer bedienen vanaf de smartphone of tablet, printerinstellingen live aanpassen én de printer herstarten bijvoorbeeld als de filamentrol op is.

Designs worden in SolidWorks gemaakt, als slicer software gebruikt men Simplify 3D. Robertjan Ansink vindt vooral het gebruiksgemak van de 3D printer opvallend goed. “De printer is gebruiksvriendelijk; we gebruiken tot nog toe de standaardinstellingen voor het dddrop filament en dat werkt goed. Printen we producten voor intern gebruik, dan willen we wel eens experimenteren, bijvoorbeeld met de laagdikte.

Soms vragen we dan teveel van de printer en gaat het mis, bijvoorbeeld als we denken dat geen supportmateriaal nodig is maar dit wel blijkt te zijn.” Snelheid is voor hem nog geen thema. De tijdwinst die de engineers boeken doordat ze de volgende ochtend over de geprinte vormen en modellen beschikken, is al zo groot dat een iets langere of kortere printtijd geen rol speelt. “En hebben we onderdelen sneller nodig, dan kun je dankzij het grote bouwplatform meerdere producten combineren in één printjob.” Voor Robertjan Ansink staat het buiten kijf dat de rol van 3D printen binnen de maakindustrie gaat toenemen. “De tijd zal uitwijzen hoe snel het gaat. Ik zie nog weinig grenzen, er komen steeds nieuwe mogelijkheden.”

Meer informatie over dddrop vind je op de website van de Nederlandse 3D printerfabrikant: www.dddrop.com

Nu print men zelfs het buigdeel van kantpersgereedschappen. Hiermee kan men in dunne plaat enkele prototypes buigen, voldoende voor de validatie.

Exerion Precision Technology Exerion Precision Technology in Ulft is een system supplier voor machineframes uit plaatwerk.

Het specialiseert zich in met name lichte, maar tegelijkertijd stijve frames gemaakt van dunne plaat.

Opdrachtgevers komen zowel uit de semi-conductor industrie, medische industrie alsook uit de 2D printwereld. Exerion Precision Technology doet alle engineering in Ulft, waar ook prototypes en kleine series worden gemaakt. Daarnaast is er een fabriek in Tsjechië voor de wat grotere volumes en producten met minder automatisering zoals assemblage werkzaamheden en worden de echt grote series, tot duizenden stuks, in Maleisië geproduceerd. Het Nederlandse maakbedrijf bouwt ook de frames voor de dddrop 3D printer. www.exerion.nl

print magazine december 2018

39

Onderzoek Fraunhofer ILT en MAN Diesel & Turbo

Grotere focusdiameter vergroot procesvenster MAN Diesel & Turbo 3D print sinds kort seriematig onderdelen voor de grote turbines. Het gaat om de zogenaamde guide vane segmenten voor de MGT6100 gasturbines. De onderneming heeft 2,6 miljoen euro geïnvesteerd in het MAN Center for Additive Manufacturing in Oberhausen. Samen met het Fraunhofer ILT is veel onderzoek gedaan naar zowel het optimaliseren van het product zelf als het verhogen van de productiviteit.

Een van de aspecten waar Anders Such, manager MAN Center for Additive Manufacturing onderzoek naar heeft gedaan, is de correlatie tussen de procesparameters. Such heeft dit onderzoek bij het Fraunhofer ILT gedaan en is recent overgestapt naar MAN Diesel & Turbo. Met name heeft hij de verhouding onderzocht tussen geometrische eigenschappen, materiaaleigenschappen en de procesparameters bij het laser poederbedproces. Als materiaal is Inconel 728 gebruikt; de 3D metaalprinters waren een SLM 280 en de TruPrint 3000.

28 testblokjes zijn vier keer geprint, telkens met andere parameters. De scanstrategie was tegen de gasstroom in. De eerste conclusie is dat er qua materiaaldichtheid geen opvallende verschillen zichtbaar zijn tussen de

MAN Diesel & Turbo 3D print deze onderdelen voor de gasturbines sinds kort seriematig in Oberhausen.

verschillende instellingen. Wel werd nog eens bevestigd dat de materiaaldichtheid niet overal op het bouwplatform gelijk is.

Krijgt 3D Valley Conference in 2019 een Nederlands tintje?

Anders Such presenteerde zijn bevindingen tijdens 3D Valley Conference in Aken. Dit event wordt georganiseerd door Tema Technologie Marketing, ondersteund door een aantal partners uit de sector. Voor de tweede keer werd dit jaar de Big Five Award for AM uitgereikt, een onderscheiding waarmee men een persoon die een grote bijdrage heeft geleverd aan de ontwikkeling van additive manufacturing wil onderscheiden. “Mensen die voortdurend op jacht zijn naar 3D print mogelijkheden”, aldus professor Andreas Gebhardt van de FH Aachen, die de award uitreikte aan Wilhelm Meiners. Hij heeft bij het Fraunhofer ILT de basis voor de laser poederbedtechnologie gelegd. Hij werkt tegenwoordig bij

40

Trumpf Laser & Systemtechnik. Daar werkt hij als expert AM, een functie die hij grotendeels vanuit de onderzoekscentra in Aken vervult. Een van de partners van 3D Valley Conference was dit jaar Brightlands Chemelot Campus in Geleen. Het Nederlandse onderzoekcluster presenteerde zich er met de vele innovatieprojecten rond materialen voor 3D printen.

Günter Bleimann-Gather, oprichter en directeur van Tema Technologie Marketing, kondigde aan het slot aan dat in 2019 het evenement wellicht een internationaal karakter krijgt.

Komende tijd gaat men met Brightlands Chemelot Campus kijken hoe meer Nederlandse deelnemers betrokken kunnen worden bij het evenement.

print magazine december 2018

BASF investeert in Chinees Prismlab

“Er is een groot gebied waar de materiaaldensiteit voldoende is maar er zijn ook delen waar de energie inbreng te gering is.

Daar is de dichtheid minder goed.”.

Invloed focusdiameter

Een verrassend resultaat kwam uit de bus toen de onderzoekers naar de korrelverdeling gingen kijken. “Hoe groter de laagdikte, hoe kritischter het proces wordt voor de materiaaldichtheid”, aldus Anders Such. Bij een laagdikte van 120 micometer is het procesvenster veel kleiner dan bij 20 micrometer. Toen men hetzelfde onderzoek nog eens deed met de TruPrint 3000, bleek dat deze meer vergevingsgezind is. Het procesvenster is bij deze machine groter, wat volgens de onderzoeker komt door de grotere spotgrootte van de laser. Zijn conclusie is dan ook dat de grotere focusdiameter het procesvenster zodanig verbreedt dat je stabiel met hogere laagdikten kunt printen. Daarom zouden de fabrikanten een adaptieve processturing voor de machine moeten ontwikkelen, die dit automatisch aanpast waar het in een buildjob mogelijk is. “Daarmee is een tot 50% kortere procestijd haalbaar.”

Het investeringsfonds van BASF investeert in het Chinese Prismlab. Het bedrijf uit Shanghai heeft een gepatenteerde SLA-printtechnologie ontwikkeld die zich onderscheidt door de hoge resolutie, groot bouwvolume, printsnelheid en lage kosten.

“China verandert van een productie gedreven naar een innovatie gedreven economie”, zo zegt Zheng Daqing, senior vice president Business and Market Development Greater China over de investering door BASF. Het belang van het Duitse investeringsfonds weerspiegelt volgens hem de wil van China om het innovatiepotentieel van het land verder uit te bouwen. Markus Solibieda, directeur van het investeringsfonds, zegt dat de techniek van Prismlab het 3D printen van grote, stabiele kunststof componenten mogelijk maakt, bijvoorbeeld spantangen voor medische toepassingen. Of anatomische modellen.

Met het geld dat Prismlanb binnenhaalt, wil het Chinese bedrijf de technologie sneller door ontwikkelen, vooral richting specifieke toepassingen.

Prismlab verdeelt pixels in kleinere segmenten

3D Valley Conference in Aken heeft zich ontwikkeld tot een kleinschalig maar inhoudelijk sterk evenement op het gebied van additive manufacturing. In de komende editie kun je er meer over lezen.

print magazine december 2018

De technologie van Prismlab, Pixel Resolution Enhanced Technology, is gebaseerd op stereolithografie. In tegenstelling tot SLA, kun je met de Chinese techniek ook grote producten printen van hars. De clou van de Chinese technologie zit in het feit dat men erin slaagt om de hoeveelheid energie die in een pixel gebracht kan worden, vergroot. Dat doet Prismlab door elke pixel onder te verdelen in kleinere segmenten, die met LCD’s elk individueel belicht worden om het hars te harden.

Precies hierdoor kun je grote en stabiele producten 3D printen. Bij klassieke SLA-technologie wordt elke pixel slechts één keer belicht. Dat beperkt de toepassing van deze technologie in de afmetingen van de producten. Als lichtbron gebruikt de Chinese printspecialis LCD’s, wat tot een lagere kostprijs per geprint onderdeel leidt.

41

Tijd voor duurzame 3D printmaterialen Door: Melissa Albeck, Matmatch

Van de verschillende innovaties in het vakgebied design en engineering is additive manufacturing (AM) misschien wel het meest invloedrijk. Engineers moeten echter niet alleen hun producten innoveren, maar ook op zoek gaan naar printbare materialen die bijdragen aan een groenere, meer leefbare planeet. Die zijn er al, met directe voordelen.

De AM-technieken die wereldwijd op grote schaal worden toegepast in uiteenlopende industrieĂŤn, luiden ongetwijfeld voor design, engineering en productie een nieuw tijdperk van ontwikkelingen in. Het feit dat 3D printen ingenieurs de luxe van rapid prototyping heeft gegeven, onderstreept het revolutionaire karakter van 3D printen. Hierdoor zijn ze in staat om hun ontwerpen in elk opzicht te perfectioneren, voordat ze in grote series worden geproduceerd. Ongeacht de mogelijkheden van dit ontwerpproces staan ingenieurs nog steeds voor de uitdaging om hun product zo milieuvriendelijk

Dit artikel is geschreven door gastauteur Melissa Albeck, CEO van Matmatch. Dit is een online zoekplatform voor materialen dat engineers, productontwikkelaars en materialenleveranciers met elkaar verbindt.

Online kunnen eigenschappen van meer dan 82.000 materialen vergeleken worden. www.matmatch.com

42

en kosteneffectief te maken. Een van de meest voorkomende misvattingen over 3D printen is dat enkel kunststoffen worden gebruikt. Dat is simpelweg niet zo. Natuurlijk zijn harsen een populaire keuze, omdat ze een scala aan gewenste eigenschappen bieden, zoals taaiheid of elasticiteit in vaste vorm. SLA (stereolithografie) en DLP (digitale lichtverwerking) printers zijn gangbare machines die worden gebruikt om prototypes te ontwikkelen.

Printbare materialen

Moderne design engineers beschikken over een breed scala aan verschillende printbare materialen, waarvan de toepassingen verschillen afhankelijk van tal van factoren zoals de vereiste materiaaleigenschappen, kosten, kleur, uiterlijk en laagdikte. Metaal is een geliefde alternatieve materiaalkeuze, omdat metalen direct kunnen worden geprint. Metalen zoals aluminium, titanium en roestvrijstaal zijn populair onder ingenieurs vanwege de hoge sterkte en hun afwerkingsniveau.

Op dezelfde manier worden nu ook verschillende organische materialen gebruikt om materialen voor AM te ontwikkelen. Ze bieden voldoende kwaliteit en kunnen milieuvoordelen bieden. Een interessant voorbeeld hiervan is steen; poedervormig gesteente wordt gecombineerd met milieuvriendelijke thermoplastische polymeren PLA (polylactide), waardoor producten zowel een natuurlijke uitstraling en textuur als een sterke structuur krijgen. Zoals deze voorbeelden laten zien, kan men gerust stellen dat kunststoffen niet de enige materialen voor AM-technieken zijn. Wat blijft, is de vraag welke duurzame materialen niet alleen bijdragen aan engineering innovatie, maar ook aan een groenere, meer leefbare planeet in de toekomst die nog komen gaat.

Milieuvriendelijke AM-materialen

De opkomst van 3D printen zal in de nabije toekomst snel groeien. In een rapport van MarketsandMarkets wordt een verbazingwekkende samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) geschat van 21,60 procent in de periode van 5 jaar

print magazine december 2018

die eindigt in 2021. Met dit groeitempo moeten ingenieurs snel milieuvriendelijke AM-materialen ontwikkelen. Ze pakken inmiddels de handschoen op. Sommige materialen kunnen bijvoorbeeld volledig worden opgelost in een oplosmiddel zonder schadelijke emissies, zoals dit 3D geprinte geneesmiddel. Het proces dat gebruikt wordt om de medicijnen te maken, bindt poedermedicatie met een vloeistof op waterbasis, wat resulteert in vaste maar toch poreuze medicijnen. Onderzoekers ontwikkelen zelfs materialen voor AM die in water oplosbaar zijn, zoals deze Poly(ether ester) Ionomeren polymeren, wat betekent dat er geen speciaal oplosmiddel nodig is en er zijn minimale materiaalverliezen in het hele productieproces. Er wordt ontelbaar veel onderzoek uitgevoerd met als enig doel het verkrijgen van te printen materialen die zijn afgeleid van niets anders dan natuurlijke producten. Sommige van deze natuurlijke producten hebben een zeer gangbare oorsprong, zoals algen en maĂŻszetmeel - die bijna overal groeien. Met materialen die gemaakt zijn van natuurlijke producten zijn er enorme voordelen voor het milieu. Allemaal biologisch afbreekbaar en ze worden onderdeel van de natuurlijke omgeving als ze eenmaal verwijderd zijn. Bioplastic producent Saphium Biotechnologie heeft bijvoorbeeld op PHA (polyhydroxyalkanoaten)-gebaseerde filamenten ontwikkeld die niet giftig zijn en biologisch afbreekbaar. Toepassingen van het materiaal, volgens het bedrijf, zijn onder andere afvalloze prototyping en tuinaccessoires. Maar misschien kan dit soort materiaal in de toekomst veel bredere toepassingen hebben.

Bovendien is er een direct financieel voordeel in het gebruik van dergelijke materialen. Aangezien de meeste van deze

print magazine december 2018

materialen lokaal geproduceerd kunnen worden, zonder dat er veel expertise nodig is, is het niet nodig om middelen te besteden aan transport en synthese.

Bioprinting

Een andere baanbrekende toepassing is op een gebied dat bekend staat als bioprinting, waarbij gebruik wordt gemaakt van cellen en geavanceerde printers om biomedische artikelen te fabriceren. Het Zweedse bedrijf Cellink is gespecialiseerd in de productie van dergelijke AM-printers en bio-inkt; de 'inkt' wordt gemaakt van cellulose uit bossen en alginaat dat afkomstig is van zeewier. Het kan worden gemengd met menselijke cellen en in de toekomst kan de technologie de vorming van functionerende organen vergemakkelijken, waardoor het tekort aan organen voor transplantaties kan worden aangepakt.

Wat de toekomst betreft, zal dergelijk onderzoek waarschijnlijk resultaten opleveren die meer aandacht krijgen van ingenieurs die zich bezighouden met het welzijn van het milieu. Hoewel er geen garantie is over hoe 3D printen zich zal ontwikkelen, is ĂŠĂŠn ding zeker: het gebruik van organische en composteerbare materialen zal waarschijnlijk een belangrijke rol spelen als ingenieurs blijven werken aan manieren om onze planeet te beschermen, terwijl de AM-technologie zich in een baanbrekend tempo blijft ontwikkelen.

43

Medical grade filamenten Solvay Solvay brengt enkele nieuwe filamenten op de markt, specifiek ontwikkeld voor medische toepassingen. Het gaat om een PEEK-filament (KetaSpire), een met 10% koolstofvezel versterkt PEEK (CF 10 HC) en Radel (PPSU). Alle filamenten voldoen aan de eisen voor kortdurend contact met de huid of lichaamsvloeistoffen, minder dan 24 uur.

De zorg ontwikkelt zich snel tot een markt die 3D printtechnologie gebruikt om gepersonaliseerde producten voor eenmalig gebruik of in kleine aantallen te produceren, zegt Christophe Schramm, AM-businessmanager bij de Specialty Polymers business unit van Solvay. “Maar, er is nog steeds een erg beperkte keuze in high performance filamenten die aan de strikte regelgeving van de gezondheidszorg voldoet. Dat gat willen wij vullen met onze nieuwe selectie medical grade producten.” Solvay heeft hij de ontwikkeling van de nieuwe filamenten de materialen aangepast om betere printresultaten te krijgen. Bij KetaSpire hechten de lagen beter

Solvay heeft drie high performance filamenten die toegelaten zijn voor medische toepassingen waarbij er minder dan 24 uur contact is met het lichaam.

aan elkaar voor meer sterkte in de Z-richting. Radel voegt daar transparantie, goede rekeigenschappen en taaiheid aan toe.

Solvay ziet de toepassingen onder andere voor het 3D printen van patiënt specifieke chirurgische hulpmiddelen en voor complexe componenten in medische apparaten.

Metals project lanceert online AM-cursus Het Metals-project heeft de eerste cursus voor additive manufacturing online toegankelijk gemaakt. Daarmee heeft het project, gecoördineerd door CECIMO, resultaat opgeleverd. Eind oktober is het project namelijk officieel beëindigd.

Gebrek aan kennis van additive manufacturing bij vakmensen uit de machinebouwindustrie is een van de knelpunten die een brede en snelle doorbraak van de technologie in de weg staat. Daarom heeft CECIMO, de koepelorganisatie van werktuigmachinebouwers, samen met enkele andere partijen het initiatief genomen om een online training te ontwikkelen. Via workshops zijn eerst de specifieke skills voor 3D metaalprinten geïnventariseerd, zowel om de machines te bedienen als ze te onderhouden. Hoewel de noodzakelijke kennis deels gelijk is als die voor de bediening en het onderhoud van subtractieve machines, vergt AM ook nieuwe vaardigheden, bijvoorbeeld op het gebied van health and safety.

26 losse modules

De cursus die sinds kort online staat, bestaat uit 26 modules.

Daarvan heeft een deel betrekking op specifieke zaken die met additive manufacturing te maken hebben, zoals designregels voor AM, twee blokken over materiaalkennis en post processing. Het tweede blok gaat over de werkprocessen, met onder andere aandacht voor CAD, troubleshooting en ook onderhoud. Het derde en kleinste blok bevat trainingen die te maken hebben met entrepreneurship. Onderdeel hiervan is onder andere een blok over wet- en regelgeving, dat begint met CE-markering, doorgaat met de Europese machinerichtlijn en eindigt met een overzicht van Europese

44

subsidieprogramma’s.

Het Metals curriculum – dat deels ook betrekking heeft op het 3D printen met kunststoffen – is gratis toegankelijk. Je vindt de modules hier. https://metals.mobil-lernen.com/en/elearning

print magazine december 2018

Makkelijk en mét impact naar Formnext 2019?

Vorige maand trok Flam3D samen met 3D Maastricht, Hulotech, Twikit en Velleman naar Formnext 2018. Met een gezamenlijke standruimte van maar liefst 80 m² was dat een ideale kans voor de Lage Landen om groots uit te pakken op de grootste Europese vakbeurs rond additieve productietechnieken.

We startten met deze formule in 2016 (met een standoppervlakte van 12 m²), groeiden door tot 40 m² in 2017, en verdubbelden dat laatste cijfer dit jaar. Voor 2019 willen we nog beter doen en zouden we graag nog meer impact maken op de belangrijkste 3D-printbeurs van Europa.

Hoe meer Flam3D-leden er meegaan, hoe sterker we samen staan. De leden die meegingen, waren alvast heel tevreden over de afgelopen editie. Door samen standruimte te boeken, kregen ze een goede locatie op het beursplan, administratieve vereenvoudiging van de inschrijvingsprocedure, en kant-enklaar ingerichte standen tegen een mooi tarief.

Voor de snelle beslissers kunnen we daarom een korting van 10% (tot 31/01/2019) aanbieden. Zowel een gedeelde stand

Groeit de gemeenschappelijke stand van de Lage Landen op Formnext 2019 verder?

als eigen boots behoren tot de mogelijkheden. Eenvoudig en handig naar Formnext? Aarzel niet om Flam3D te contacteren. info@flam3d.org

3D Feasibility platform op Machineering 2019 Belgisch grootste productietechnologiebeurs voor metaalen kunststoffen, maakindustrie en machinebouw, Machineering, vindt in 2019 plaats van 27 tot en met 29 maart in Brussels Expo. De beurs legt zich toe op technologie, machines, materialen en automatisering om geavanceerd te ontwerpen en te produceren. Flam3D organiseert samen met beursorganisator Inventmedia het 3D Feasibility platform, met de slogan Can we print this?.

Uitgaand van het feit dat heel veel bezoekers zich afvragen of hun component of product beter, efficiënter of performanter zou kunnen gemaakt worden via additive manufacturing, nodigt de organisatie bezoekers uit om hun modellen, plannen of schetsen mee te nemen naar Machineering 2019. Daar zullen ze de kans krijgen om met experts en leveranciers te overleggen of dit product met de nieuwste AM-technologie kan vervaardigd worden. Het 3D Feasibility platform is een specifieke zone, bestaande uit een infopunt waar bezoekers terecht kunnen met gerichte vragen, een selectie van leveranciers en toeleveranciers van 3D printtechnologie en dagelijkse workshopsessies over wat hoe kan gemaakt worden.

Meet- and greetzone

Er wordt ook een meet- and greetzone ingericht waar een tiental bedrijven met een voorgemonteerde stand exposeren.

Het betreft een all-in-one standconcept dat enerzijds beantwoordt aan de concrete behoefte van de bezoeker en anderzijds tegemoetkomt aan de exposant die zich op een gerichte en betaalbare manier wil positioneren op de beurs.

print magazine december 2018

Op Machineering kunnen bezoekers hun plannen en ideeën voorleggen aan AM-experts: can we print this?

Deelnemen? Dat kan! 3D-print exposanten beschikken in deze zone over een eigen demostand, volledig ingericht met meubilair, presentatieblok en breedbeeldmonitor. Bovendien krijgen ze toegang tot de bar voor gratis drankjes voor hen en hun bezoekers, kunnen referentiestukken tentoongesteld worden in beveiligde kastjes, kunnen ze deelnemen aan meet-and-greets en klanten uitnodigen op de workshops.

Voor € 3000 (leden van Flam3D betalen slechts € 2700) krijgen bedrijven op die manier een gerichte deelname op maat die beantwoordt aan behoeften van exposant en bezoeker.

Machineering 2019 (27-29 maart 2019, Brussel) www.machineering.eu

45

Bussen voor Belgische bezoekers aan RapidPro?

Flam3D-leden die deelnemer aan RapidPro 2019 kunnen op meerdere extra’s rekenen.

RapidPro presenteert zich in 2019 als de beurs voor de industrie op het gebied van digital manufacturing, prototyping en (klein) serieproductie. Flam3D werkt samen met de stichting Mikrocentrum voor de organisatie van de volgende editie, half maart 2019. Voor deze editie gaan misschien zelfs bussen rijden voor de Belgische bezoekers aan de beurs.

Natuurlijk steunen we graag de initiatieven van onze leden, maar dat doen we ook vanuit de overtuiging dat er in de Benelux nood is aan, en ruimte voor, een jaarlijkse beurs die specifiek gericht is op additive manufacturing met relevante bezoekers en relevante standhouders. Voor wat dat eerste luik betreft, zullen we actief mee promotie maken voor de beurs en wellicht zullen we zelfs bussen inleggen vanuit België (gesteund door de Nederlandse overheid). Ook Mikrocentrum zet dit jaar extra in op promotie. Door gebruik te maken van een ideale mix tussen geprinte media (vakbladen en persoonlijke uitnodigingen), samenwerkingen met onafhankelijke instituten als TNO, Fraunhofer en Flam3D, het gericht in de spotlights zetten van deelnemende exposanten en gerichte online marketing (LinkedIn, marketing automation en Google Ads) worden méér, gerichtere en relevantere bezoekers uit de industrie uitgenodigd. Hierbij horen high tech maak industrie, de automotive, bouw, machinebouwers, KMO’s/MKB’ers en OEM’s. Bezoekers komen met gerichte vragen omtrent concrete problemen. Als exposant is er uitgebreid de mogelijkheid om daar oplossingen voor te bieden.

46

Extra’s voor Flam3D leden

Voor wat het tweede luik betreft: Flam3D blijft - zoals steeds onafhankelijk. We zoeken in samenwerkingen naar win-win situaties ten voordele van al onze leden. Ook wat betreft deze beurs, denken we dat we een aanbod hebben samengesteld dat sommigen onder jullie kan interesseren: • Leden kunnen aan interessante voorwaarden deelnemen via een clusterpaviljoen. Zeker interessant om ‘eens uit te testen’ of voor start-ups!

• Onze leden krijgen de kans om te spreken of sprekers te leveren op de beurs (contacteer ons voor meer info).

• Last but not least: leden die een stand nemen op deze editie, krijgen de mogelijkheid om tijdens het RapidPro diner met 2 (extra) klanten plaats te nemen aan de Flam3D/High tech platform VIP-tafels. Het moment voor netwerken in ontspannen sfeer en met VIP extra’s.

Ook maatwerk

Omdat presentatie op een beurs maatwerk is, zijn er vele mogelijkheden op RapidPro. Zowel op het gebied van standgrootte als manier van presentatie, het geven van lezingen, het delen van business cases via blog of vlog en marketing en communicatie. We werken aan een succes-editie van de beurs en aan een langdurige samenwerking!

RapidPro (13-14 maart, Veldhoven)

print magazine december 2018

Flam3D groeit door naar 90 leden Flam3D is een non-profit organisatie die in eerste instantie de belangen van de leden wil behartigen op een overkoepelend niveau. Meer dan 90 organisaties die in Nederland en België actief zijn op het gebied van 3D-printen zijn aangesloten bij Flam3D. We zijn er om onze leden te ondersteunen, maar ook om organisaties te helpen aan de slag te gaan met 3D-printen.

Actief in de Additive Manufacturing sector?

Met Flam3D doen we de markt van het 3D-printen groeien. We hebben een specifiek aanbod voor bedrijven, onderzoekscentra en onderwijsinstellingen, dat grofweg in te delen is in 3 verschillende categorieën: • • •

Interne netwerking: het creëren van nieuwe (business) links tussen de leden onderling.

Externe netwerking: activiteiten die onze leden in staat stellen om nieuwe prospects te identificeren.

Algemene activiteiten: Flam3D informeert over de laatste stand van zaken. We zetten daarnaast in op onderwijs en educatie, standaardisatie en certificatie, ondersteunen de projectwerking van leden en bieden ondersteuning bij eventuele lobby-dossiers om de belangen van haar leden behartigen.

We helpen leden ook bij de publicatie van persberichten en andere communicatie- en marketingactiviteiten. We organiseren beursdeelnames, kortingsacties op beurzen, conferenties, publicaties en advertenties voor onze leden, en vertegenwoordigen onze leden op internationale events.

Flam3D Tech Lane Ghent Science Park Technologiepark 935 9052 Zwijnaarde info@flam3d.org

Actuele kortingsacties 30% als bezoeker en 10% als standhouder 3D Medical Conference, 30-31 jan ‘19 30% als bezoeker en 10% als standhouder 3D Printing Electronics Conference, 22 jan ‘19 Verschillende acties voor standhouders op RapidPro, 13-14 maart ‘19 € 300 korting op stand Machineering 2019, 27-29 maart ‘19 10% als standhouder op Advanced Engineering, 22-23 mei ‘19 20% op aankoop The 3D Printing Handbook (extra volumekorting mogelijk) 15 % op (print en web) advertentieruimte 3D Print Magazine

print magazine december 2018

Nieuwe leden Additive Center is gespecialiseerd in het vinden van mogelijkheden binnen bedrijven die ontstaan door de toepassing van Additive Manufacturing. Zij bieden een volledige service om Additive Manufacturing tot een succes te maken. www.additivecenter.com Airborne Metals is een wereldwijde distributeur van hoogwaardige halffabrikaten en werkt uitsluitend met partners die relevante systeemcertificering onderhouden.

Zij richten zich op de distributie van titaniumlegeringen voor de luchtvaartindustrie en andere industrieën waar deze legeringen worden gebruikt in levenskritische toepassingen. www.airbornemetals.com K3D biedt de Nederlandse industrie laagdrempelig toegang tot 3D printkennis en printcapaciteit in haar Printing Technology Centers. Het is er mogelijk maximaal gebruik maken van de voordelen die deze nieuwe maaktechnologie biedt. www.k3d.nl ValCUN is een start-up die streeft naar economisch haalbaar metaal 3D printen voor grotere productiehoeveelheden. Hiervoor ontwikkelen ze een nieuwe metaal 3D printtechnologie waarbij het gebruik van metaalpoeders en vermogenlasers vermeden wordt.

De initiële focus ligt op aluminium met potentieel voor uitbreiding naar multi-materialen, in-situ post-processing en recyclage. www.valcun.be 3D Strategies geeft strategische adviezen aan organisaties die overwegen om 3D printen te gaan gebruiken, of die er niet zeker van zijn of deze disruptieve technologie een kans of bedreiging is voor hen. www.3dstrategies.nl GOM Branch Benelux ontwikkelt, produceert en verdeelt software, machines en systemen voor industrieel en geautomatiseerd 3D-scannen en 3D-testen. Daarbovenop deelt GOM de kennis over productieprocessen en meettechnologie tijdens trainingen, conferenties en applicatie-gebaseerde workshops. www.gom.com/nl/ Xylempor ontwikkelt en verdeelt innovatieve producten die gemaakt zijn van bosbouwafval.

Het bedrijf is gespecialiseerd in hoogwaardige houtvullers en biocomposieten voor additive manufacturing. www.xylempor.eu/

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