De waarde van 3D printen?

Waarom je verder moet kijken dan de directe effecten van additive manufacturing

Additive manufacturing is een enabling technology. Het gaat namelijk niet om de technologie, maar wat je ermee kunt. Precies dat maakt het lastig de echte waarde van AM goed in te schatten, terwijl juist nu partijen die dit wel zien, wereldwijd posities opbouwen.

Toen ASML begin deze eeuw de ontwikkeling van EUVtechnologie startte, waren er weinigen die geloofden dat Trumpf, partner van ASML, een laser zou kunnen bouwen die zo snel en nauwkeurig is dat de laserstraal elke seconde 50.000 druppeltjes tin keer raakt. Zelfs tien jaar geleden zette menigeen vraagtekens bij de economische waarde van de EUV-technologie. "De tijd die ASML in het project heeft gestoken, is twee keer zo lang als verwacht en de investeringen waren vijf tot tien keer hoger dan verwacht”, zo zei chiplithografie-expert Chris Mack het vorig jaar in een interview met NOS. Het is aan de vasthoudendheid van ontwikkelaars en het management van ASML te danken dat de smartphone die we achteloos in onze broekzak stoppen, een krachtigere computer is dan waarmee in de jaren zestig mensen naar de maan werden gebracht.

Denkfout

Het succesverhaal van ASML toont aan hoe belangrijk een stip aan de horizon is. En dat je verder moet kijken dan de technologie, maar vooral oog moet hebben voor de waarde die een technologie voor andere sectoren kan creëren. Het ging in Veldhoven niet om nog dunnere lijntjes, maar om wat krachtigere chips mogelijk maakt. De lasertechnologie is voor ASML een enabler, zoals de EUV-technologie een enabler is voor de halfgeleiderindustrie. En de chips die de halfgeleiderindustrie produceert, maken de digitalisering van de samenleving mogelijk. Dat is het lange termijn doel geweest bij de ontwikkeling van de EUVtechnologie, niet een lagere kostprijs. Additive manufacturing is eigenlijk net zo’n enabling technology die je niet moet beoordelen op de traditionele indicatoren. Dan gaat het mis. De brandstofnozzle van GE, waarvan recent het 100.000e exemplaar additief is geproduceerd, is een goed voorbeeld. De focus van deze applicatie ligt noch op het product noch op de productietechnologie, maar op de toegevoegde waarde: 15 procent lager brandstofverbruik. Additive manufacturing is een enabling technology, waarvan je de waarde niet kunt uitdrukken in werkgelegenheid of lagere inkoopkosten. Een aantal globale trends voegen nieuwe elementen toe in deze vergelijking: circulair, klimaat, veerkrachtigere suppy chains.

Fast Radius CEO: papa-mama bedrijfjes houden de digitalisering niet bij; daarom vatten wij de kennis in een platform

Tijdens een recent CECIMO-webinar over de Europese industrie in het post-coronatijdperk verwoordde Panthea Khanshaghaghi het treffend. Zij werkt als duurzaamheidsmanager bij oliebedrijf Equinor. De grootste uitdaging is volgens haar: waar komen de materialen vandaan die het mogelijk maken dat de wereld kan overschakelen naar schone energie? “Daar hebben we veel meer materiaal voor nodig.” Van de 100 miljard ton aan materialen die de grote energieconcerns elk jaar verbruiken, wordt slechts 8,6% gerecycled. De productie van alle goederen in de wereld is tegelijkertijd goed voor 31% van de CO2 emissie. Als je haar vraagt naar de oplossing, maakt ze de vergelijking met afvallen. De lopende band is een goed hulpmiddel. “Maar je moet vooral minder eten”, adviseert Panthea. Zoek dus naar oplossingen om minder materiaal te gebruiken. Additive manufacturing is volgens haar een van de oplossingen. Het grote verschil maak je als je de voorraden kunt digitaliseren en onderdelen 3D printen als ze nodig zijn. “Door te digitaliseren vermijd je te veel emissie. Ik denk dat AM een grote bijdrage kan leveren aan de circulaire economie.” Zo moet je naar additive manufacturing kijken. Als een enabling technology, bijvoorbeeld voor de transitie naar een duurzame economie. En zo zijn er meer voorbeelden: betere gepersonaliseerde zorg, efficiëntere elektromotoren door een betere koeling of door het 3D printen van de wikkelingen, de bouw van huizen met een kleinere CO2 voetafdruk doordat je veel onnodig transport vermijdt en afval vermijdt.

Schaalgrootte

Additive manufacturing moet niet los worden gezien van de digitalisering die in een steeds hoger tempo om zich heen grijpt. Zoals Equinor geen onderdelen meer wil verschepen maar 3D files de wereld rond wil sturen, wil ook de start-up Armor Bionics dat doen. De onderneming heeft software ontwikkeld waarmee medische beeldvormingsdata, bijvoorbeeld van een CT scan, omgezet kan worden in een 3D model dat de chirurg gebruikt om een operatie te plannen. Omdat Armor Bionics het platform wereldwijd wil uitrollen, zoekt het een partner om te 3D printen die wereldwijde dekking biedt. Vandaar de samenwerking met Shapeways. Armor Bionics is nog steeds niet meer dan een veelbelovende start-up. Maar deze stap illustreert wel dat snel kunnen opschalen belangrijk is in deze sector. En op dit punt gebeurt momenteel veel in de VS. In het kielzog van 3D printerfabrikanten als Desktop Metal en Markforged, hebben onlangs Fast Radius en Fathom hun beursgang aangekondigd, twee bedrijven die platformen voor

Trivium Packaging in Deventer, producent van metalen dranken voedselverpakkingen, gebruikt 3D metaalprinten om obselete parts, veelal gietstukken in de productielijn, te vervangen. Ook dieptrekgereedschappen vervangt men tijdelijk zo. Dit voorkomt productiestilstand.

maakdelen ontwikkelen en deels zelf produceren. Waarom investeren beleggers honderden miljoenen in deze bedrijven? De pandemie heeft de vraag naar nieuwe manieren van werken in een stroomversnelling gebracht. Digitaal komt bij veel inkopers op de eerste plaats. Bovendien willen bedrijven onzekerheden in de supply chains voorkomen. Industrie 4.0 biedt de oplossing, maar gebrek aan competenties remt bedrijven in de implementatie hiervan. Papamama bedrijven houden dit niet bij, klinkt het. En met sluiten van deze kleine toeleveranciers, verdwijnt de kennis, die Fast Radius gedigitaliseerd heeft in het Cloud Manufacturing Platform. Fathom zegt dat grote bedrijven one-stop-shop oplossingen zoeken waar ze ontwikkeling, productie en levering vanuit digitale magazijnen (met productie on demand) kunnen uitbesteden. Het platform is een enabler.

Kans verzilveren

Deze ontwikkelingen leiden tot een verschuiving van grote centrale productiecentra naar lokale supply chains, zo zei Davide Lacovelli, directeur EMEA bij EOS, het tijdens het CECIMO-webinar. Wie hiervoor de oplossingen ontwikkelt, kan over tien jaar een sterke positie in de wereld hebben. Maar dan moet je wel nu investeren. De wereld wacht niet. Hoewel het zeker niet the winner takes it all zal zijn, is de tijd waarin je van onder de kerktoren langzaam een positie in de wereld kon opbouwen, voorbij. Mede dankzij ASML. Want de chips die de klanten van ASML op de Veldhovense machines produceren, maken de 4e industriële revolutie mogelijk. Nu is het zaak de kansen die hierdoor ontstaan, te verzilveren.

Geen subsidie uit groeifonds

Nederland investeert komende jaren €20 miljard in kennisontwikkeling, onderzoek en innovatie. Daarmee moet Nederland duurzame economische groei realiseren. Afgelopen voorjaar hebben de regionale ontwikkelingspartijen BOM en Brainport Development, InnovationQuarter, LIOF, NOM, OostNL en Noord- Holland-Noord samen met AM-Flow en 3DMakerszone besloten een nationaal Meerjarenplan AM te initiëren. De ingediende plannen zijn afgewezen, niet op inhoudelijke gronden, maar omdat het verdienmodel voor de BV Nederland nog te beperkt is. Daarbij is sterk gekeken naar de werkgelegenheid die de sector kan opleveren. De initiatiefnemers, die 270 stakeholders bijeen wisten te krijgen, willen de positieve vibe die is ontstaan vasthouden. Meer over dit plan kun je lezen in 3D Print magazine van september.