Tooling ontwerpen binnen seconden

Deze box voor de opslag van gevoelige producten is met de nieuwe workflow van nTopology in enkele seconden ontwikkeld en is dan klaar om te printen.

FDM Assembly Fixture generator eerste Design for AM Workflow van Stratasys en nTopology

Het ontwerpen van opspangereedschappen en kalibers staat bij veel Stratasys-klanten in de top 5 van de meest frustrerende werkzaamheden. Het vergt vaak uren werk. Dat weerhoudt veel bedrijven ervan om tooling te gaan 3D printen. De samenwerking met nTopology moet hier verandering in brengen. Het designen van jigs and fixtures is een kwestie van seconden geworden.

nTopology ontwikkelt de volgende generatie design software, met name om zeer snelle iteraties door te voeren. De New Yorkse startup heeft een open relatie naar andere bedrijven in de AM-industrie. De Stratasys-engineers zijn een van de gebruikers van het platform. “We werken al een jaar samen en stonden er versteld van hoe snel ze de software oppakten”, zegt Bradley Rothenberg, oprichter en CEO van nTopology. De reden hiervoor is, voegt Pat Carey, VP President of Products and Solutions bij Stratasys, dat de printerfabrikant ziet dat design een van de grote knelpunten is in de verdere industrialisatie van additive manufacturing. Het weerhoudt klanten op te schalen met 3D printen.

Geautomatiseerde workflow

Daarom zijn de teams van nTopology en Stratasys aan de slag gegaan met het ontwikkelen van geautomatiseerde design for AM workflows. De FDM Assembly Fixture Generator is het eerste product dat de twee teams hebben afgeleverd. Ontwikkeld in zestig dagen. Dat het automatisch genereren van een design voor een assemblagetool de eerste workflow is die de beide teams ontwikkelen, is voor Pat Carey voor de hand liggend. Aan de ene kant is één op de vijf 3D geprinte eindproducten een gereedschap. Anderzijds is het ontwerpen van jigs and fixtures tijdrovend. Pat Carey: “Het staat in de top 5 van grootste frustraties bij klanten.” Dat komt vooral doordat de bestaande softwaretools niet in staat zijn om te ontwerpen voor de mogelijkheden van 3D printen.

Eén knopdruk

“De tools uit het verleden zijn niet geschikt om met één druk op de knop een opspangereedschap of een kaliber te designen”, zegt Bradley Rothenberg. “Waarom heb je een design expert nodig om een opspanning te maken? Dat moet met één knopdruk kunnen.” Dat gebeurt in de nieuwe DfAM-workflow. Engineers kunnen het CAD-model van het product waarvoor ze een opspanhulpmiddel nodig hebben naar de FDM Assembly Fixture Generator, die op het nTop Platform draait, slepen. Vervolgens berekenen de algoritmen automatisch het juiste design, rekening houdend met de eisen en het gebruik van de Stratasys Fortus FDM printers voor het printen van de tooling. Ontwerpen wordt gereduceerd tot secondenwerk.

Geen blackbox

De generator is geen black box, benadrukt Bradley Rothenberg. De gebruiker kan zelf nog parameterinstellingen wijzigen. Standaard zijn de printersettings voor twee Stratasys materialen beschikbaar, waaronder Nylon 12 Carbon Fiber, dat het meest gebruikt wordt voor het printen van tooling. Ervaren gebruikers kunnen er eigen materialen aan toevoegen. Bradley Rothenberger bestempelt de oplossing als een recept. “Als je de suiker wilt vervangen door een ander ingrediënt, dan kan dat.” Pat Carey verwacht dat maakbedrijven hiermee forse besparingen gaan realiseren en daardoor eerder naar de FDM printers zullen grijpen als productiemiddel voor de gereedschappen. “Een klant als Boom, dat een supersonisch vliegtuig ontwikkelt, heeft voor de bouw van het prototype duizenden jigs and fixtures nodig. Daarin gaan duizenden uren ontwerpen zitten. Dat geldt voor elke vliegtuigbouwer.”

Meer rendement uit FDM printers

Met de nieuwe software halen de Stratasysklanten dus meer rendement uit hun Fortus 3D printers. Dat is wat Stratasys wil bereiken met deze nieuwe tool, die via nTopolgy beschikbaar is. “Dit maakt de Fortus FDM machines waardevoller.” Stratasys verwacht dat dit tot een toename van het aantal 3D geprinte gereedschappen gaat leiden. De designoplossing versnelt de acceptatie van 3D printen voor tooling, een deel van de totale markt voor het maken

Deze opspanning voor een 3D geprinte tank is eveneens ontworpen met de nieuwe geautomatiseerde AM-workflow die Stratasys en nTopoloy hebben ontwikkeld.

Waarom heb je een expert nodig om tooling te ontwerpen?

van onderdelen met additive manufacturing die tot 2025 volgens Stratasys groeit naar een wereldwijde omvang van $25 miljard. “Dit is echt een klant gedreven ontwikkeling”, zegt Pat Carey. “We zien een belangrijke verschuiving in de globale maakindustrie; weg van lange supply chains vanuit China naar reshoring.” Stratasys is optimistisch dat deze trend via het 3D printen van tooling op termijn gaat leiden naar het 3D printen van functionele onderdelen voor tal van producten. Daarom zullen er komende tijd samen met nTopology nog meerdere workflows voor het automatiseren van design voor additive manufacturing worden ontwikkeld.

Een vliegtuigbouwer zoals Boom, klant van Stratasys, kan volgens Pat Carey duizenden uren engineering besparen met de nieuwe workflow.