Zo kan AM de cost per part verlagen

Markus Glasser(EOS) over de dynamiek in de AM-markt, platformen, multilaser en de VS

De markt voor additive manufacturing is wereldwijd sinds anderhalf jaar dynamischer dan ooit. Supply chain onderbrekingen, de vraag naar duurzame oplossingen en het feit dat de eerste OEM’ers hun AM-productie beginnen te outsourcen, hebben de AMmarkt in beweging gezet. Dat betekent niet dat er voor fabrikanten geen werk meer aan de winkel is, bijvoorbeeld op het vlak van cost per part en schaalbaarheid. En in Europa geldt nog eens extra dat we moeten oppassen niet ons concurrentievermogen te verliezen ten opzichte van Noord-Amerika en China. “Als we in Europa alles op organische kracht moeten doen, kost dat meer tijd. Dat moeten overheden zich realiseren”, zegt Markus Glasser, Senior Vice President EMEA bij EOS.

2020 is voor EOS een uitdagend jaargeweest voor EOS en de hele AMindustrie; een jaar van uitersten. Met de coronalockdowns zakten de verkopen in de lente in om vanaf de zomer weer aan te trekken. “In het laatste kwartaal hebben we onze hoogste orderintake ooit behaald”, zegt Markus Glasser, die al sinds 1998 bij het Duitse familiebedrijf werkt. “We hebben vorig jaar méér metaalprinters verkocht dan gepland.”

Markttrends

Dat illustreert de enorme dynamiek in de AM-markt. Vooral de Amerikaanse ruimtevaartindustrie investeert fors in metaalprinten. Het gaat hier om projecten voor serieproductie. Deze investeringen compenseren de afname van de verkopen aan de luchtvaartindustrie, die volgens Markus Glasser wel weer terugkomen. “Zeker op het vlak van kunststof 3D printen is daar steeds meer mogelijk, bijvoorbeeld voor in de cabines.” De medische industrie en de energiesector schakelen eveneens in toenemende mate over op additive manufacturing. En wat hem vooral positief stemt, is dat OEM’ers hun 3D printwerk beginnen te outsourcen. “OEM’ers die jarenlang de technologie in eigen huis hielden, hebben nu zoveel vertrouwen gekregen dat ze de techniek beginnen uit te rollen naar de gekwalificeerde supply chain. “Dit kan een extra impuls voor de markt genereren.” Ook ziet men bij EOS dat bedrijven het concept van decentrale productie beginnen te begrijpen, nu globale aanvoerketens nog steeds last hebben van onverwachte onderbrekingen. “Enkele klanten hebben meerdere AM-systemen gekocht. Na de Covid gerelateerde supply chain problemen begrijpen ze de kansen van decentrale on-demand productie.”

Duurzaamheid als trigger voor de groei van industrieel additive manufacturing

Platformstrategie

Markus Glasser is optimistisch over de groei van de AM-markt. Dat ontslaat de fabrikanten van AM-technologie niet van de noodzaak om te zorgen dat cost per part omlaag gaat, en reproduceerbaarheid en productiviteit omhoog. Met name de automobielindustrie vraagt dit. En daarmee zou een nieuwe markt open kunnen gaan voor AM. “De OEE van de systemen moet nog verder omhoog. Maar we mogen best trots zijn op wat we al hebben bereikt.” Hij geeft voorbeelden van seriematige productie met zowel kunststof- als metaalprinters. Brillenfabrikant You Mawo heeft een productiecel geïnstalleerd inclusief de EOS machine. De AM-productie van brilmonturen is drie keer duurzamer, zo blijkt uit een Life Cycle Analyses van You Mawo, EOS en Fraunhofer EMI. Dergelijke innovatieslagen zijn ook mogelijk in andere sectoren, bijvoorbeeld in de olie- en gasindustrie. In deze sectorlaat Siemens zien dat metaalprinten klaar is voorindustriële productie. Voor de jobshops, die telkens andere onderdelen produceren, moet de reproduceerbaarheid nog verder verbeterd worden, erkent de EOS Senior Vice President. De stap naar reproduceerbaarheid en schaalbaarheid die EOS met de EOS M300-4 heeft gezet, is de platformstrategie uitrollen. Markus Glasser ziet de platformen als een belangrijke bouwsteen om naar industriële serieproductie met additive manufacturing te gaan. Met de M-serie heeft EOS de eerste ervaringen opgedaan en brengt de platformbenadering nu naar een volgend niveau. De fabrikant biedt met dit platformconcept de klanten de kans om de machine mee te laten groeien met hun business. Zo kunnen er later meer lasers worden toegevoegd, of automatisering, EOS kan de machine ook met updates verder verbeteren. Voor de fabrikant zelf zitten de voordelen met name in het uitwisselen van modules tussen de verschillende platformen en een eenvoudigere service.

Markus Glasser: we gaan niet door met oneindig veel lasers in de machine plaatsen.

Multilaserconcept kent grenzen

Biedt zo’n platform ook de mogelijkheid om de productiviteit te verhogen door nog meer lasers te integreren? Of ziet EOS hiervoor andere oplossingen?

Markus Glasser: “Wij zullen zeker niet zover gaan met ‘oneindig’ meer lasers in de machine als momenteel in de markt gebeurt. Dat zien we als een risicovol concept, omdat elke laser geld kost, een storingsrisico meebrengt en de overall OEE reduceert. Daarom zetten wij in op andere oplossingen, zoals een andere scannerstrategie en optieken of innovatieve belichtingsstrategieën. De sleutel is de juiste balans tussen machinekosten en productiviteit. De CAPEX liggen nu soms al te hoog om aan de cost per part eis te voldoen.”

Gezamenlijke poederhandling

EOS denkt dat de lagere stukkosten vooral haalbaar worden door de hele AM-productieketen te optimaliseren, inclusief post-processing. Daarvoor zijn nog steeds handjes nodig. De AM pionier heeft al een module gebouwd voor het automatisch transporteren en uitpakken van de onderdelen. “De oplossing is keten automatisering. Kijk niet alleen naar de machine cost per part, maar naar de totale kosten.” EOS werkt op dit vlak samen met fabrikanten van post-processing systemen en anderen. Markus Glasser zou deze samenwerking het liefst verbreden. “Aanbieders van AM technologie zouden meer moeten uitwisselen om een gemeenschappelijke interface en gerelateerde accessoires te ontwikkelen. Momenteel ontwikkelt iedereen zijn eigen systeem voor poederhandling. Maar wanneer je als klant machines hebt van EOS en van een concurrent, moet je twee keer investeren. Als de industrie zich kan vinden in één systeem met een universele interface die iedereen gebruikt, maken we het voor de klanten gemakkelijker.” Zo’n stap is niet snel gezet, realiseert hij zich. Het zal dan ook meer iets voor de langere termijn zijn. Hij is wel overtuigd dat met zo’n aanpak van het totale proces de kosten per stuk naar beneden kunnen.

Europa versus de VS

Markus Glasser schetste al de dynamiek van de AM-markt. Met name in Noord-Amerika ontwikkelt de ruimtevaartsector zich sterk; in EMEA ontwikkelen verschillende andere sectoren zich. De EOS Senior Vice President volgt de ontwikkelingen aan de andere kant van de oceaan met een kritische blik. Tegelijkertijd moet je de ontwikkelingen in de VS als realiteit aanvaarden, vindt hij. “Het gebeurt en we moeten ons daarop instellen.” Hij denkt dat Europa op dit moment te conservatief tegenover steunprogramma’s van de overheid voor additive manufacturing staat. Als overheden meer investeren, dan versterkt dat de Europese industrie. Want als Europa het met organischegroei moet realiseren, kost dat meertijd. Ondertussen stromen in de VSextreme hoeveelheden geld naar deAM-industrie.

Kan duurzaamheid de trigger zijn die investeringen in additive manufacturing gaat aanjagen?

Markus Glasser: “Het themaduurzaamheid is tegelijk met Covid omhoog geschoten. Wij hebben dat al eerder herkend, bijvoorbeeld met de vliegtuigcabinedeur die we lichter hebben gemaakt. Daarmee reduceerden we de CO2 emissiedankzij het lagere brandstofverbruik. Nu gaan we de volgende stap maken, richting productie on-demand, met minder verspilling van materiaal, transport, decentraal produceren, data versturen in plaats van producten.” Opnieuw verwijst hij naar de levenscyclusanalyse van You Mawo, EOS Fraunhofer EMI: "De studie concludeerde dat 3D-geprinte brillenaanzienlijk beter presteren dan de conventionele brillen in alle 18 impactcategorieën, zoals klimaatverandering, menselijke toxiciteit, aantasting van de ozonlagen aantasting van het water. De koolstofvoetafdruk van een op maatgemaakt, 3D-geprint brillen product is bijvoorbeeld ongeveer 58 procentlager in vergelijking met conventioneel geproduceerde brillen." Van cradle to grave, exclusief de gebruiksfase, vergelijkt deze studie de milieu-impact van additief en conventioneel vervaardigde brillen, waarbij de levenscyclus zich uitstrekt van materiaalwinning, productie tot verpakking en verzending.

Nieuwe kansen

Ook hier ziet EOS nog volop kansen en ideeën om stappen te zetten. Bijvoorbeeld recycling van poeders zodat ze hergebruikt kunnen worden. Ook het verminderen van het energieverbruik van de installaties is een thema waar EOS aan werkt. Een echt grote kans is het verminderen van de energie die nodig is in de productie van poeders, denkt Markus Glasser. En e-mobility opent nieuwe toepassingen voor additive manufacturing, bijvoorbeeld 3D printen van lichtere en sterkere elektromotoren. 3D printen en het thema duurzaamheid en klimaatverandering staan in heel Europa op het netvlies. “Alle EMEA landen zijn hiermee bezig. Het meest verrassend is dat nieuwe AM-markten rond Rusland sterk opkomen en zich hierin aan het positioneren zijn. Dat is plezierig om te zien. En dat gaat kansen bieden.”