3D print magazine februari 2016

3e JAARGANG EDITIE 1 â—? MAART 2016

print magazine

Informerend en inspirerend over 3D in de industrie

Nederland maakt inhaalslag AM-research

Topman Dassault Systèmes: echte 3D printrevolutie moet nog komen

Update: 3D metaalprinten in de productie

3D geprinte matrijs katalysator voor meer spuitgietwerk

LASERTEC 65 3D Additive Manufacturing Lasercladden en geïntegreerde freesbewerking - Intelligente combinatie uit laseropdrachten en frezen maakt beste oppervlaktes alsmede bouwdeelprecisie mogelijk - Lasercladden met poederstraal: tot 10 × sneller vergeleken met poederbed - Maakbaarheid van complete 3D-bouwdelen tot ø 500 mm ook met overhangende contouren zonder steungeometrie - Directe bewerking van bereiken die aan het einddeel niet meer bereikbaar zijn

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.

www.dmgmori.com

DMG Mori Seiki Benelux bv.

Wageningselaan 48 3903 LA Veenendaal 0318 - 557623

Voorwoord Uber, 3D printen en makers Digital fabrication: dat begrip wordt weleens in één adem met 3D printen genoemd. Producten worden direct vanuit bits and bytes gemaakt. Neil Gershenfeld, directeur van het Center for Bits and Atoms van het MIT, voegt er nog een ander begrip aan toe: personal fabrication. Dat wordt de killer app. Iedereen wordt een maker. Innovatiekracht en -snelheid gaan toenemen door ontwikkelingen zoals 3D printen en cloudgebaseerde toepassingen. Met die tools kunnen zelfs kinderen ontwerpen en maken. Innovatie is niet meer het exclusieve domein van de grote organisaties die het kapitaal hebben dat hen toegang verschaft tot technologie.

In Dallas, waar SolidWorks World 2016 plaatsvond, heb ik voor de eerste keer Uber gebruikt. De kritiek vanuit de taxiwereld op deze dienst is natuurlijk voor een deel terecht. Maar, zo merkte Suchit Jain, vice president strategy bij SolidWorks, in een gesprek tijdens de conferentie op: je moet in een rivier niet proberen stroomopwaarts te zwemmen. Over tien jaar heeft niemand meer een vast contract en zijn we allemaal een Uber-chauffeur, denkt hij. Dassault rolt dit jaar in de VS Uber for engineers uit. Studenten van technische universiteiten en hogescholen krijgen voor een betaalbaar bedrag toegang tot de online engineeringtools van Dassault Systèmes en er komt een marktplaats waar bedrijven die tijdelijk engineers nodig hebben, beschikbare engineers kunnen vinden. Net zo gemakkelijk als ik met één druk op het scherm van mijn

smartphone Hedieh - studente en Uber-chauffeur - liet voorrijden om me snel en veilig naar de luchthaven te brengen.

Zoals iedereen met een eigen auto een Uber-chauffeur kan worden, zo kan iedereen met een portie creativiteit straks maker worden. De designsoftware wordt steeds slimmer; de integratie van 3D printen in de software gaat steeds dieper.

SolidWorks brengt dit jaar een speciale app voor de kids op de markt. Vanaf 4 jaar kunnen ze designen. En de Koreaanse 3D printerfabrikant Sindoh koppelt SolidWorks for kids via de cloud aan de eigen 3D printer. Een 4-jarige kan dan ook zijn eigen ontwerpen printen.

Worden ze hiermee allemaal top ontwerpers en makers? Nee. Natuurlijk krijgen ze niet allemaal 5 sterren in hun waardering.

De moraal van het verhaal is wel dat de digitalisering, de cloud en 3D printen een impact gaan hebben die je niet moet onderschatten. In een rivier kun je het beste proberen je eigen richting op te zwemmen, als het maar met de stroom mee is, drukte Suchit Jain me op het hart. Hopelijk biedt deze editie jullie inspiratie om die eigen koers te kiezen. Met de rivier mee.

Franc Coenen

Hoofdredacteur 3D Print magazine Reageren mag via franc.coenen@3dprintmagazine.eu

3D Print magazine: ook online De ontwikkelingen in 3D printen hebben behoorlijk aan tempo gewonnen. Denk daarbij niet alleen aan de technologie en de materiaalontwikkeling, maar ook aan innovaties op het gebied van businessmodellen. Daarom verschijnt 3D Print magazine ook online.

Digitale editie 3D Print magazine van januari

http://bit.ly/3dprmagazine12016

print magazine maart 2016

3

Een nieuw tijdperk van produceren

de ons op Bezoek f /o ro en RapidP how Technis

Het nieuwe additive manufacturing systeem van Renishaw voor industriële toepassing, RenAM 500M, dat gebaseerd is op poederbed-smelttechnologie, kenmerkt zich door een hoge mate van automatisering en minimale tussenkomst van mensenhanden.

Dit is het eerste systeem dat in-house door Renishaw is ontwikkeld en vervaardigd, waarbij meer dan 40 jaar multi-disciplinaire engineering is toegepast waarin elektrische, mechanische en optische technologieën samengevoegd zijn.

Highlights: • Door Renishaw ontworpen en ontwikkeld optisch systeem met 500 W laser • Geautomatiseerde poederzeven en –recirculatie • Gepatenteerd tweeledig SafeChange™ filtersysteem • Renishaw RESOLUTE™ lineaire encoder op Z-as voor precisie en nauwkeurigheid

Lees meer op www.renishaw.com/additive

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.nl

Inhoud

26 32 36

3D metaalprinten in de productie: de stand van zaken Audi Werkzeugbau slaat brug van conventioneel naar additief Designregels voor FDM printen bepalen sterkte en kosten Thema: AM-research in Nederland • ECN 3D metaalprinten in hoge kwaliteit • Demcon integreert Océ’s printtechnologie in metaalprinter • Multi materialen sleutelwoord TNO • Limburg: de 3D provincie • Nederlandse innovaties in 3D betonprinten Bij frezen van AM-producten wordt first part right pas echt belangrijk 3D geprinte matrijs als katalysator voor meer spuitgietwerk Added Value met additive manufacturing

En verder

3e JAARGANG EDITIE 1 ● MAART 2016

6 10 12 16

In dit nummer onder andere:

print magazine

Informerend en inspirerend over 3D in de industrie

30 Metav richt schijnwerpers op kansen 3D printen 40 Technisch keramiek printen: niet alleen de aantallen tellen 44 Applicatie het vertrekpunt voor keuze van poeder 54 Nederlandse maakindustrie laat 3D printkans (vooralsnog) liggen print magazine maart 2016

Nederland maakt inhaalslag AM-research

Topman Dassault Systèmes: echte 3D printrevolutie moet nog komen

Update: 3D metaalprinten in de productie

3D geprinte matrijs katalysator voor meer spuitgietwerk

Omslagfoto

Builder 3D lanceert FDM printen 2.0. Het 3D printen verloopt geautomatiseerd.

5

Fabrikanten ontwikkelen 3D print concepten naar industriĂŤle productielijnen

3D metaalprinten in de productie Fabrikanten van 3D metaalprinters zijn volop bezig hun machines door te ontwikkelen voor productietoepassingen. Daar ligt hun toekomstige markt. Voor een aantal zaken bewandelen ze dezelfde weg; op andere punten lopen de ontwikkelingen uiteen.

6

print magazine maart 2016

Eric Klemp, directeur van het DMRC van de universiteit in het Duitse Paderborn, verwacht dat 3D metaalprinters de komende tijd qua machineconcept flink gaan veranderen. Traditionele machinebouwers stappen namelijk in deze markt; of in ieder geval ondernemingen die hun wortels in de machinebouw hebben liggen. Zij zullen voor meer snelheid, robuustheid en stabiliteit van het proces gaan zorgen.

“Het wordt 90% machine en 10% additive manufacturing, niet omgekeerd wat nu dikwijls het geval is.” De afgelopen maanden hebben de grote spelers in deze markt hun visies gepresenteerd.

Concept Laser is met de titel AM Factory of Tomorrow misschien wel het meest ambitieus. Wezenlijk aan het nieuwe concept dat de Duitse fabrikant tegen eind 2016 op de markt wil brengen, is de scheiding tussen de twee belangrijke stappen in het 3D printproces: handling van poeder en werkstuk enerzijds en het 3D printen anderzijds. Precies dezelfde richting die EOS al eerder is ingeslagen, alleen minder rigoureus, en waarvoor de Nederlandse nieuwkomer Additive Industries ook gekozen heeft.

Fysieke scheiding processtappen

De Duitse pionier Concept Laser kiest voor modules. De drie kernstappen in het additive manufacturing proces, pre-production, production en postprocessing, worden gescheiden.

In het model dat Concept Laser voor ogen heeft en dat duidelijk de invloed van Industrie 4.0 weerspiegelt, gebeurt dit zelfs fysiek. In een

Additive Industries kiest ervoor om alle modules te integreren in één machine. Een robot aan de achterzijde zorgt voor de handling.

afzonderlijke ruimte wordt in een handlingstation de printjob voorbereid.

In deze module zit een geïntegreerd poedermanagementsysteem, inclusief zeef voor het filter. In de voorbereiding kunnen meerdere van deze stations aan elkaar worden gekoppeld. Deze handlingstations zijn volledig gesloten, zodat operators niet in aanraking komen met het poeder. Verder kan er een procesmodule, doseermodule en overflow module in verwerkt worden, allemaal zonder slangen direct aan elkaar gekoppeld en via RFID technologie identificeerbaar. Als AGV’s rijden de handlingstations automatisch naar de printfabriek waar ze zich koppelen aan het processtation, dat met een of meerdere lasers is uitgerust. Als de printjob klaar is, rijdt de module naar de afdeling waar postprocessing gebeurt.

“We kunnen de AM fabriek vergaand automatiseren”, zegt Florian Bechmann, hoofd R&D bij Concept Laser. Dat scheelt niet alleen veel ruimte, maar zorgt eveneens voor een hogere productiviteit.

Om de productiviteit verder te verhogen,

Behalve dat de fabrikanten druk zijn de hardware naar een industrieel niveau te tillen, investeren ze veel tijd in softwaresystemen voor de kwaliteitsmonitoring. Per spot, per laag en per product documenteert EOState Meltpool monitoring de opbouw.

print magazine maart 2016

heeft Concept Laser een nieuwe recoater ontwikkeld met twee assen. Hierdoor beweegt de recoater terug naar de uitgangspositie terwijl de laser de nieuwe materiaallaag al belicht. De flap van de recoater kan tijdens het printen automatisch worden gewisseld. Dat sluit aan bij de hogere flexibiliteit van het nieuwe AM-concept, dat bedoeld is om gemakkelijker van het ene naar het andere materiaal te wisselen.

Geïntegreerde printlijn

De scheiding tussen belichten en alle andere handelingen is eveneens de kern van de MetalFAB1, de industriële metaalprinter die Additive Industries in Eindhoven heeft ontwikkeld. Dat is gedaan in nauwe samenwerking met een aantal high tech system suppliers uit de Brainport regio. “Dit is de regio met de slimste equipmentbouwers. Van het manipuleren van de straal tot en met handling, software en engineering, alle kennis is hier in de regio aanwezig”, zegt Jonas Wintermans, mede-oprichter en CEO van Additive Industries.

“Daarom moet de regio Eindhoven een sleutelspeler worden in additive manufacturing.” De Nederlandse startup kiest ervoor om de verschillende stappen weliswaar te scheiden en in aparte modules te laten plaatsvinden, maar integreert deze wel in één machine.

Het transport van de bouwplaat van bijvoorbeeld de unit waar geprint wordt naar de unit voor warmtebehandeling of opslag, wordt door een robot gedaan. Deze beweegt over een track aan de achterzijde van de machine.

Bijzonder aan de oplossing die Additive Industries kiest, is dat de MetalFAB1

7

Renishaw: 3D printen integreren in bestaande productielijn Renishaw slaat op weg naar productietoepassingen een andere weg in met de nieuwe 3D metaalprinter, de AM 500.

Poederhandling en lasersmelten zijn geïntegreerd in één machine.

Wel zijn er vergeleken met de vorige generatie metaalprinters meerdere oplossingen geïntegreerd om de AM 500 productiever te maken.

Zo bevat de machine twee containers, een voor nieuw poeder, een voor gebruikt poeder dat in de machine automatisch wordt gerecycled voor hergebruik. Hierdoor daalt het poedergebruik. Belangrijker is evenwel dat de kwaliteit van de werkstukken verbetert doordat er continu een stroom van nieuw en gebruikt poeder wordt ingezet. Hierdoor blijft de kwaliteit van de materiaalstroom continu gelijk. Renishaw verhoogt zo eveneens de tijdsduur die de machine kan printen. Verder zit er een dubbel filtersysteem op de machine, zodat het filter gewisseld kan worden tijdens het 3D printen. Om de nauwkeurigheid te verhogen, gebruikt Renishaw in de AM 500 in de optische unit eigen technologie, zoals encoders voor een nauwkeurigere positionering.

Eigen software

Belangrijk in het Renishaw concept is verder de nieuwe, zelf ontwikkelde software, inclusief het slicen en aansturen van de 3D printer. Hierdoor hoeft er geen extra software te worden gekocht, veelal van Materialise.

Renishaw biedt het complete softwarepakket QuantAM aan voor een vast maandbedrag, inclusief updates. Omdat de AM 500 een open systeem is, biedt de software alle vrijheid om parametersettings aan te passen. Dat kan relatief eenvoudig doordat alle data met enkele muisklikken gekopieerd worden naar een spreadsheet voor het aanpassen en van daaruit weer terug gekopieerd worden naar de software. Een bijzonderheid van Renishaw is verder dat bij elke printjob automatisch trekstaafjes worden meegeprint om naderhand onderzoek mee te doen.

Productiestraat

De visie van Renishaw op de stap van prototypebouw naar AM voor productie, weerspiegelt zich in het machineconcept van de AM 500.

Philippe Reinders Folmer, directeur Renishaw Benelux: “Wij geloven in een additive manufacturing straat waarin de printer geïntegreerd is in een lijn met meet- en nabewerkingsmachines. Wij verwachten verder dat bedrijven gaan kiezen voor een mono materiaal strategie. Eén materiaal per printer, die maximaal productie kan leveren.” Renishaw gelooft niet in het concept om de thermische nabehandeling in dezelfde machine te doen als waarin geprint wordt om thermische effecten in de machine te vermijden.

Zo ziet de toekomstige 3D printstraat bij een toeleverancier eruit in de visie van Renishaw. De 3D metaalprinter, waarop één materiaaltype wordt geprint, is geïntegreerd in een lijn meet- en freesmachines voor een complete productlijn.

8

De integratie van vier lasers in de EOS machine opent nieuwe mogelijkheden. Zo kun je ofwel in vier kwadranten tegelijk opbouwen of met dubbel vermogen aan één werkstuk werken.

over maximaal vier printkamers beschikt. “Het optisch systeem kan wisselen van de ene naar de andere kamer”, legt Marc Vaes uit, technology manager bij Additive Industries. “Hierdoor kunnen we meerdere materialen naast elkaar verwerken.” De positionering van de unit is hiervoor voldoende precies. Klanten kunnen de optische unit voorzien van 1 tot en met 4 lasers die het volledige bouwvlak kunnen bereiken. Dit voorkomt het zogenaamde ‘stitching’ in de overgangsgebieden tussen de lasers. Een tweede punt waarop MetalFAB1 afwijkt, is dat de oven voor warmtebehandeling geïntegreerd is. De Nederlandse fabrikant wil het product compleet van de machine afhalen.

Het overtollig poeder wordt voor het grootste deel automatisch verwijderd en opnieuw gebruikt, zonder dat het uit de machine komt.

Multilasersysteem meervoudig inzetbaar

Ook andere fabrikanten zijn bezig om de 3D printers geschikter te maken voor productietoepassingen. EOS heeft een jaar geleden de AM 400 geïntroduceerd, waarvan er in het voorbije boekjaar al 15 zijn verkocht (tegen 210 machines uit de M 290 reeks, de andere 3D metaalprinter van EOS). De M 400 heeft een apart station voor het uitnemen van de bouwplaat en het semi-automatisch verwijderen van het poeder. Tegen het einde van dit jaar komt de 3D print pionier uit Beieren met een multilasersysteem op de markt, waarvan op Formnext al een voorproefje werd getoond. Adrian Keppler, verkoop- en marketing directeur van EOS: “Meerdere lasers in één systeem verminderen procestijd. In combinatie met het buiten de machine plaatsen van handling van poeders en werkstukken, brengen we de kosten per geprint werkstuk omlaag. Dat is de stap naar industrialisatie.” Voor EOS is het vooral belangrijk dat de 3D metaalprinters gemakkelijk in een bestaande productieomgeving geïntegreerd kunnen worden. Daarom geen Industrie 4.0 concept. “Want er zullen maar weinig AM-fabrieken vanaf een green field gebouwd gaan worden”, zo verklaart Keppler dit uitgangspunt. De wijze waarop EOS de meerdere lasers inzetbaar maakt, opent heel nieuwe mogelijkheden.

Door in de software zaken anders in te stellen, kunnen meerdere lasers gebruikt worden om méér kleine producten tegelijk op te bouwen. Bij een machine met vier lasers wordt in vier kwadranten tegelijk geprint. Dat reduceert de printtijd met 75%. “De lasers kunnen echter ook gelijktijdig aan één

print magazine maart 2016

onderdeel werken”, legt Keppler uit. In het testwerkstuk is op het punt waar de werkgebieden van de lasers elkaar raken weliswaar een overlapping zichtbaar, deze heeft geen enkele invloed op de mechanische eigenschappen van het onderdeel. EOS ontwikkelt momenteel ook een softwarepakket waaraan niet alleen de 3D printers gekoppeld kunnen worden, maar ook andere productiemachines. “We willen niet alleen een machine aanbieden maar een complete manufacturing oplossing”, aldus Keppler.

Softwaresuit voor alle productiedata Software wordt in machines alsmaar belangrijker. Ilko Bosman, manager Finance & IT bij Additive Industries, vindt eveneens dat een passend softwaresysteem een noodzakelijke schakel is in het totale AM-proces, wil je dat industrieel gaan inzetten. De Nederlandse fabrikant heeft een real time monitoring en planning systeem ontwikkeld, dat onafhankelijk van de locatie van de gebruiker werkt. Het systeem is bovendien volledig open, zodat ook andere systemen en machines gekoppeld kunnen worden. Ilko Bosman: “Wij ondersteunen end to end workflow.

Alle data in het productieproces staan op één plek. Omdat ons systeem open is, kunnen anderen dit ondersteunen met hun software oplossingen.” Additive Industries kiest hiermee duidelijk de weg van smart industry, waarin woorden als open en connected sleutelbegrippen zijn. Een vervolgstap die men nog gaat zetten, is big data analyse om de vele procesparameters te analyseren en op basis daarvan het proces eventueel bij te sturen. “Ons Additive World Platform draagt daarmee bij aan de reproduceerbaarheid”, aldus Bosman.

Automatische kalibratie

Additive Industries integreert verder onder andere automatische kalibratie in de MetalFAB1. Dit systeem kalibreert zowel de focus van de laser als de positie van de laserspot. Marc Vaes: “Voor elke laag controleren we of de laser goed uitgelijnd is en corrigeren daarvoor eventueel de positie en focus.” Omdat

print magazine maart 2016

Concept Laser heeft de AM fabriek van de toekomst onthuld.

de optische unit op een micrometer nauwkeurig positioneert, voorkomt men zo eventuele maatafwijkingen als gevolg van thermische drift van de machine. Klanten van de Nederlandse machinebouwer kunnen daarnaast het PrintRite3D pakket van Sigma Labs als optie nemen. Hiermee kan het opbouwproces real time worden gemonitord. De inspectie gebeurt per laag. De Printrite3D suite bestaat uit meerdere modules, onder andere voor inspectie van het smeltbad, controle van de geometrie, het controleren van de metallurgische eigenschappen tijdens het opbouwen en een analysemodule.

SLM Solutions: multilasers

Meltpool control

Q-modules

EOS breidt het bestaande kwaliteitsmonitoringsysteem uit met Eostate MeltPool procescontrol. De basis van dit systeem is afkomstig uit het controleren van laserlassen.

EOS heeft samen met partner plasmo Industrietechnik het algoritme aangepast aan het lasersmelten van het metaalpoeder. Per geprint onderdeel detecteert het systeem (twee fotodiodes en een camera en een signaalversterker) of het smeltproces conform de eisen is of niet. Gebruikers kunnen de nauwkeurigheid per printjob instellen.

Met het Meltpool procescontrol systeem komt EOS tegemoet aan de eis die zowel de luchtvaart- als medische industrie stellen, namelijk dat elk onderdeel traceerbaar moet zijn in de productie.

EOS zegt verder de consistentie van producten te verhogen door met nieuwe metaalpoeders te komen, onder andere een nieuwe grade RVS en binnenkort ook puur titanium. Met het nieuwe systeem worden per laag van het op te bouwen product alle parameters gedocumenteerd.

SLM Solutions, de derde Duitse fabrikant van metaalprinters, laat het transport van de bouwplaat naar de plek voor nabewerking manueel verlopen.

De Noord-Duitse fabrikant is vooral bezig met de doorontwikkeling van multilasertechnologie en procescontrole.

SLM Solutions biedt in totaal tot vier laserbronnen in de machine aan. Deze lasers in de SLM 500 HL reduceren de opbouwtijd tot 80%. In de kleinere machines, de SLM 280 HL en de SLM 500 HL, biedt men nu ook een 700 W laser aan, waardoor ook in deze stand alone machines de printtijd omlaag gaat.

Concept Laser biedt op de machines al langere tijd meerdere kwaliteitmodules aan, onder andere om de toestand van het poeder te monitoren, die van het gas en ook of het recoaten goed is gegaan.

QM Meltpool is de meest wezenlijke module. Concept Laser kijkt met een speciale camera tijdens het smelten in het smeltproces, per vierkante mm. Dit gebeurt met een hoge resolutiecamera met een frequentie van 10 Khz. Dit levert wel een gigantische brei aan data op, die real time geanalyseerd wordt.

In de toekomst wil Concept Laser een adaptief proces mogelijk maken door de machine zichzelf te laten aanpassen aan de gegevens die uit de verschillende kwaliteitssystemen komen.

Meer informatie

Additive Industries www.additiveindustries.com Concept Laser www.conceptlaser.de / www.landré.nl EOS www.eos.info / www.benderam.nl Renishaw www.renishaw.com SLM Solutions www.stage.slm-solutions.com

9

Audi Werkzeugbau maakt dankbaar gebruik van additieve technologie voor productie tooling

Brug van conventioneel naar additief In seriemodellen van moderne auto’s kom je geen 3D geprinte delen tegen. Toch zetten de autofabrikanten de technologie volop in voor veel meer dan het printen van prototypes. Audi gebruikt de technologie bijvoorbeeld in de gereedschapafdeling.

Verschillende klassieke metaalbewerkingen worden uitgevoerd met gereedschappen waaraan een AM-kantje zit.

Dat Audi voor de R8 additive manufacturing inzet voor het productiemodel, is logisch. De aantallen waarin deze sportwagen wordt verkocht en het prijskaartje, vormen daar inmiddels geen belemmering voor. Dat ligt voor een A4 wel anders. Of toch niet? Michael Breme, hoofd van Audi Werkzeugbau, maakt ook voor de massamodellen van Audi dankbaar gebruik van de mogelijkheden die 3D metaalprinten biedt. Zijn team beschikt ondertussen over een Concept Laser M2 en men wil nog een EOS machine kopen.

en additief vervaardigen. Een goed voorbeeld vindt hij het persgereedschap voor het spatbord van de nieuwe Audi A3, getekend met de scherpe lijnen die de nieuwste generatie Audi’s typeren. “Het voorste deel van het gereedschap loopt spits toe en is heel filigraan. Tot voor kort hebben we dat altijd gefreesd. Nu 3D printen we een insert voor het persgereedschap.” Tot wel zijn eigen verrassing heeft het 3D geprinte metalen deel het langer gehouden dan het uit vol materiaal gefreesde gereedschap.

“Omdat het een homogenere materiaalstructuur heeft.”

3D geprinte inserts

Functie-integratie

Audi zet additive manufacturing vooral in om, zoals Michael Breme het zegt, een brug te slaan tussen conventioneel

Door de persstempels voor het warm omvormen van hoogsterkte stalen te 3D printen, waardoor interne koelkanalen mogelijk zijn, verkort Audi de perscyclus en verhoogt de productiviteit met wel tot 15%.

10

Audi heeft ondertussen de tweede stap gezet als het gaat om de inzet van additive manufacturing. Michael Breme bestempelt deze stap als functie-integratie. Door bepaalde functies aan een gereedschap toe te voegen, die conventioneel niet maakbaar zijn, ontstaan er betere gereedschapconcepten. Een voorbeeld hiervan is een matrijs voor het warm omvormen van hoogsterkte stalen voor carrosseriedelen. In de pers wordt de plaat tot 900 graden C verwarmd en dan gevormd. Daarna volgt de afkoelcyclus. Om die te verkorten, worden met diepgatenboren koelkanalen in de massieve staalinzetten gemaakt. “Nu we deze inzetten 3D printen, kunnen we de koelkanalen veel dichter bij het oppervlak aanbrengen en effectievere kanalen maken”, legt Breme uit. Het hybride gereedschap heeft een 15% groter koeleffect, wat in de praktijk dus een 15% kortere afkoeltijd betekent. Ook met een gereedschap voor drukgieten van een aluminium veerpoot voor een Audi A4 wint de fabrikant productiviteit door additive manufacturing technologie in de gereedschapproductie in te zetten. Opnieuw kiest Audi voor een hybride variant waarbij niet alleen de koelkanalen dichter aan het oppervlak zitten, maar er bovendien een honingraatstructuur wordt geprint. “Die kunnen we sneller 3D printen dan vol materiaal”, aldus Michael Breme. Vergeleken met het conventioneel vervaardigde gereedschap neemt de productiviteit

print magazine maart 2016

Om dergelijke scherpe lijnen in het plaatwerk van de Audi modellen te krijgen, is 3D metaalprinten noodzakelijk.

met 20% toe dankzij de betere prestaties van het hybride gereedschap.

Echte 3D printdelen voor Lamborghini

Worden er dan nog geen geprinte onderdelen in auto’s verwerkt? Audi is daar dichtbij. De binnenconstructie van de deuren van een Lamborghini bestaan uit een combinatie van aluminium met carbonvezel versterkte kunststoffen. In totaal zo’n 20 verschillende onderdelen,

Dit is de insert voor het persgereedschap.

die geassembleerd moeten worden.

Hiervoor zijn veel gereedschappen nodig. Michael Breme: “Lamborghini bouwt vijf wagens per dag. Met het Fraunhofer ILT onderzoeken we of we voor deze vijf auto’s het deurdeel kunnen printen. Dan kunnen we een bionische structuur kiezen en hebben we nog slechts één onderdeel in plaats van 20.” Gewichtsbesparing en lagere assemblagekosten zijn de argumenten die hier voor 3D printen pleiten. Breme

noemt de potenties van additive manufacturing “fascinerend”. “We staan nog ver weg van de toepassing in grote series, maar voor kleine series ligt de technologie bijna binnen handbereik.”

Michael Breme presenteerde de ervaringen van Audi met additive manufacturing op Formnext in Frankfurt, waar een speciale expositie rond de gereedschapproductie van de autofabrikant was opgesteld.

Indirect 3D printen voor aluminium gietdelen 20% gewichtsbesparing, 60% hogere stijfheid De gereedschapmaker van Audi ziet voor de korte termijn heel veel potentieel in een indirecte toepassing van 3D printen voor het maken van gereedschappen.

Zo experimenteert men ook al met het printen van gietmallen en vormen. Nu worden vaak styropoolmodellen met de hand gemaakt of met een robot gefreesd, waarna in de gieterij de zandgietvorm wordt gemaakt. Michael Breme, hoofd Audi Werkzeugbau, denkt dat het printen van zandvormen voor de gieterij als belangrijkste voordeel heeft dat de overmaat kleiner kan worden dan nu.

“Daardoor reduceren we de mechanische bewerkingstijd van de gietstukken en kunnen we gereedschappen maken die met de hand of een robotfrees niet te maken zijn.”

Bionische structuren

Hij verwacht dat op termijn bionische structuren ook in gereedschappen toegepast gaan worden. Daar heeft de

print magazine maart 2016

Gereedschappen kunnen door de bionische structuren lichter geconstrueerd worden en toch hun sterkte behouden.

gereedschapmakerij van Audi al een test mee gedaan. Bij een groot gereedschap voor een pers scheelde het 25 ton materiaal, een gewichtsreductie van 20% bij een 60% hogere stijfheid van het gereedschap. Michael Breme: “Door de bionische structuur kunnen we de

krachten op het gereedschap veel beter verdelen, waardoor de productiviteit toeneemt. Bovendien besparen we materiaal en energie door zo’n bionische structuur toe te passen.” Ook hiervoor is additive manufacturing de aangewezen technologie.

11

Design en kostprijs voor FDM printen: deel 2 Design is een wezenlijk aspect bij additive manufacturing. Het ontwerp is niet alleen bepalend of je de mogelijkheden van 3D printen maximaal benut. Het design bepaalt mede de maakbaarheid met 3D printtechnologie en is van invloed op mechanische eigenschappen. Hoewel altijd gezegd wordt dat bij 3D printen complexity for free is, hebben het ontwerp en uiteindelijk ook de positionering in de printer wel degelijk invloed op de kostprijs. In deze editie deel 2 van een tweeluik over design en kostprijs bij FDM printen. Het artikel is geschreven op basis van de workshop Extrusion based additive manufacturing die Sirris, UGent en Centexbel afgelopen najaar organiseerden. Deze vond plaats in het kader van het project FDM4TP. Hierin onderzoeken Centexbel, Sirris en UGent de mogelijkheden van 3D printen op textiel en kunststof producten. Centexbel is tevens een van de partners in een NederlandsBelgisch onderzoek naar materialen voor 3D printen en hoe je deze kunt optimaliseren. Dit project wordt uitgevoerd samen met Brightlands Chemelot Campus in Sittard-Geleen. Deel 1 van deze tweeluik verscheen in het 3D printmagazine van januari.

Deel 1 (3D print magazine januari) http://bit.ly/3dpmfeb-kostprijs http://www.fdm4tp.be/ http://www.sirris.be/area-expertise/additive-manufacturing www.3dprintbarometer.com

Designregels voor FDM printen bepalen sterkte en kosten

Of je nu met een eenvoudige FDM printer van duizend euro aan de slag gaat of met een professioneel systeem, 3D printen vergt mĂŠĂŠr dan op de knop drukken. In een workshop van Centexbel, UGent en Sirris ging het onlangs niet zozeer over de mogelijkheden van 3D printen, maar over de designregels waar je rekening mee moet houden. Design for additive manufacturing, meer specifiek voor FDM printtechnologie.

12

print magazine maart 2016

De positionering op het printbed heeft invloed op de oppervlakteruwheid.

FDM (fused deposition modeling) is de eerste 3D-printtechnologie waarvan zo’n 9 jaar geleden de patenten verliepen.

Dat heeft met MakerBot voorop tot een hausse aan startups geleid, die allen 3D printers gingen ontwikkelen op basis van extrusietechnologie. FDM heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere printtechnologieën. Een daarvan is dat de technologie goedkoop is. Niet alleen omdat je in deze techniek heel betaalbare 3D printers hebt, ook omdat de techniek weinig postprocessing vergt, aldus Simon Vermeir van Sirris. Nadelen zijn dat er altijd porositeit is (de densiteit schommelt tussen de 60 en 90 procent van conventioneel vervaardigde kunststof producten) en het geprinte stuk anisotroop is. Bovendien kunnen door de thermische invloed spanningen ontstaan; de eigenschappen kunnen veranderen. Stratasys heeft om dit risico te verkleinen een (gepatenteerde) verwarmde kamer waarin het product wordt opgebouwd.

Designregels

Door specifieke designregels in acht te nemen, kun je een aantal van deze nadelen omzeilen of het effect ervan in ieder geval verkleinen, zo bleek tijdens de workshop bij Centexbel in Kortrijk. Vooral de oriëntatie van het bouwstuk in de 3D printer is van groot belang. Deze oriëntatie is van invloed op de bouwtijd (en dus op de kosten) en de mechanische eigenschappen. Simon Vermeir laat dat aan de hand van enkele eenvoudige voorbeelden, zoals een rechthoekig deel, zien. Om de bouwtijd zo laag mogelijk te houden, is het beter om het stuk horizontaal te plaatsen. Dat heeft echter wel een effect op de mechanische eigenschappen. In de Z-richting hebben FDM geprinte producten doorgaans een geringere sterkte dan in de X- en Y- richting.

Dat pleit eveneens ervoor om zoveel mogelijk producten horizontaal te printen.

Zit er een nauwkeurig gat in het product, dan valt aan te raden dit in het XY-vlak te positioneren. De laagdikte is een factor die de bouwtijd beïnvloedt. Hoe groter de laagdikte, des te sneller gaat het 3D

print magazine maart 2016

printen. “Maar dit heeft ook grote impact op de oppervlaktekwaliteit”, aldus Simon Vermeir. Bij een grote laagdikte ontstaat het zogenaamde staircase effect: het product heeft trapsgewijze oppervlakken. “Hoe dikker de lagen, hoe meer nabewerking nodig is.” Als vuistregels voor de minimale wanddikte hanteert men bij Sirris 4 keer de laagdikte waarmee geprint wordt. Zeker als er belasting op de wand komt, is deze 4 keer de ondergrens.

Supportmateriaal

So far so good, zou je denken. Er zijn echter nog andere factoren die een rol spelen.

FDM-technologie vergt in tegenstelling tot een poederbedtechnologie zoals lasersinteren, soms een supportstructuur.

Dat is het geval als de hoek onder overhangende delen kleiner is dan 45 graden. Bij FDM printers geldt deze structuur alleen voor de ondersteuning, in tegenstelling tot metaalprinters waarbij supportstructuren ook gebruikt worden om warmte naar de bouwplaat af te leiden. Geavanceerdere FDM 3D printers hebben vaak een dubbele extruder, zodat het eigenlijke materiaal en een ondersteuningsmateriaal verschillend kunnen zijn. Bij een aantal professionele systemen is het supportmateriaal wateroplosbaar. Dat vergemakkelijkt het verwijderen ervan. Heb je die mogelijkheid niet, dan werkt de support kostenverhogend omdat het verwijderen handmatig gebeurt. Simon Vermeir: “Support heeft een effect op de kosten.

Het verwijderen ervan kost tijd en het oppervlak moet nabewerkt worden.

Finaal kun je dan ook zeggen dat je de technologie goed benut als je slechts minimale ondersteuning nodig hebt.” Daar moet je in het design dus rekening mee houden. Voorkom scherpe hoeken in het ontwerp, want afgeronde hoeken vergen minder ondersteuning. De positionering van het stuk in de 3D printer speelt een wezenlijke rol. Door het product anders te positioneren, kun je supportstructuren wellicht vermijden of de hoeveelheid verminderen. Het vertrekpunt voor de

keuze van positionering moet echter altijd de gewenste mechanische eigenschappen zijn, beklemtoont Simon Vermeir. “Deze eigenschappen bepalen de positionering vooral.”

Design

Design voor 3D printen vergt een totaal andere benadering dan het ontwerpen voor frees-, of draaibewerkingen of spuitgieten. Dat geldt voor alle 3D printtechnieken, of je nu FDM inzet of een poedergebaseerd proces. “De mindset moet anders”, zegt Simon Vermeir. “Vergeet al wat je weet. Start vanuit de functie van een stuk en plaats enkel materiaal waar het nodig is.” Wat conventioneel nodig is, zoals het voorkomen van ondersnijdingen, of zorgen voor lossingen, ronde gaten; bij 3D printen is het allemaal minder belangrijk. “Vertrek vanuit de functie.

Moet een gat druppelvormig zijn? Met 3D printen kan het.” Complexiteit komt zonder meerkosten. Maar je moet ook weer rekening houden met specifieke zaken. Het vertrekpunt moet het deel zijn waarvoor bepaalde eigenschappen het belangrijkste zijn, daar stem je de positionering op af.

Simon Vermeir: bij FDM supportstructuren zoveel mogelijk vermijden.

13

“Active Speaker” ontworpen door Hiroshi Yasutomi

Sinds 1986 helpen wij uw ideeën werkelijkheid worden

Desktop 3D-printer

Compact freestoestel

Nu slechts

€3.900* De nieuwe

-serie: twee toestellen, één oplossing

Laat uw 3D-concepten tot leven komen als een tastbaar model met de monoFab-toestellen van Roland DG. De monoFab-serie omvat twee gebruiksvriendelijke desktopapparaten: de ARM-10 3D-printer en de SRM-20 freesmachine. Met de ARM-10 maakt u snel conceptuele prototypes in de Roland ImageCure-hars.

De meest complexe en zelfs holle vormen worden probleemloos geprint. Met de SRM-20 maakt u functionele prototypes in goedkope materialen van uw keuze. De nauwkeurigheid is werkelijk subliem.

Combineer dus het beste van de additieve en subtractieve technologie met de nieuwe monoFab-serie van Roland DG.

Meer info en registratie op www.rolanddg.nl

Bezoek ons op RapidPro | stand 56

*Dit aanbod is geldig van 1 maart tot en met 31 mei 2016 bij geautoriseerde Roland DG-verdelers in o.m. Nederland en België.

RapidPro: digitale tools voor de engineer en méér RapidPro richt op de 6e editie de schijnwerpers op designsoftware. Hoe kan slimme ontwerpsoftware de manier waarop producten tot stand komen, al dan niet met 3D printen, versnellen? Nieuw is het co-event Virtual (R)evolution: welke rol kan virtueel prototyping spelen met zowel virtual reality als augmented reality?

3D printen vergt anders denken van engineers. Dat besef groeit en RapidPro pakt het dit jaar op. Maar dat betekent absoluut niet dat de andere facetten van het proces ondersneeuwen. Niet voor niets kiest RapidPro dit jaar als ondertitel Van Design naar Manufacturing. “Prototyping blijft een belangrijke toepassing bij met name 3D printen, maar we zien stilaan ook (low volume) manufacturing”, zegt Els van de Ven, beursmanager bij het Mikrocentrum. Belangrijk voor beide toepassingen blijft de vraag wat 3D printen toevoegt. En daar speelt designsoftware een belangrijke rol in, maar ook simulatiesoftware en andere technieken voor digital prototyping. In het lezingenprogramma springen vooral de keynotelezingen op de eerste dag eruit. Dan schetst Jannis Kranz, design engineer bij Materialise, het traject van design tot productie van 3D geprinte metalen componenten.

Thomas Bossuyt van Metal Technics 3D schetst in zijn presentatie hoe je met design het potentieel van de verschillende 3D printtechnieken ontsluit. Sjef van Gastel van Fontys Hogeschool pakt op de derde beursdag, donderdag 3 maart, het thema op in zijn presentatie over de invloed van ontwerprichtlijnen op de 3D geprinte kwaliteit. Andries Reymer van Sirris gaat eveneens in op het belang van design voor additive manufacturing (zie ook het artikel Designregels voor FDM printen op pagina 12).

Virtual (R)evolution Het co-event Virtual (R)evolution toont de mogelijkheden van zowel virtual als augmented reality, twee tools die voor engineers steeds belangrijker worden. De digitale prototypes die je hiermee creëert, geven vooraf al inzicht in zaken zoals hoe een product naderhand te monteren valt; of hoe het past in een bepaalde omgeving. Saskia Baeten: “VR en AR kunnen beide een krachtig simulatiegereedschap zijn. Het maken van een digitaal prototype bespaart kosten en verkort doorlooptijden. Maar ook voor trainen of onderhoud kan een, al dan niet gedeeltelijk, virtuele toevoeging kostenbesparend en kwaliteitverhogend zijn.”

print magazine maart 2016

Additive manufacturing begint een volwaardige plek tussen 3D-technieken als spuitgieten, frezen en vacuümvormen in te nemen.

Industriedeel groeit

De 6e editie van RapidPro zal ongeveer evenveel exposanten tellen als vorige keer: ruim 110. Er is wel een verschuiving: het industrial deel van de beurs groeit. Dat komt volgens Els van de Ven doordat fabrikanten en aanbieders van desktop 3D printers zich méér op industriële toepassingen gaan richten. Daarnaast merkt ze dat het aanbod van aanverwante producten, zoals industriële gassen voor metaalprinten, toeneemt. Bijna alle grote 3D printmerken zijn op RapidPro aanwezig, naast een aantal interessante start ups. Die krijgen van RapidPro dit jaar een extra duwtje in de rug. De RapidPro Award zal dit jaar namelijk toegekend worden aan een van de deelnemende start ups.

Verder presenteren veel printerleveranciers zich dit jaar ook met hun 3D print service activiteiten, waarmee ze klanten op een laagdrempelige wijze kennis laten maken met de technologie.

RapidPro, 1, 2 en 3 maart in NH Conference Center Veldhoven Kijk op www.rapidpro.nl en op www.virtual-revolution.nl voor het complete lezingenprogramma, de deelnemers en demonstraties.

15

Additive manufacturing R&D in Nederland Nederland is in hoog tempo bezig om internationaal een positie te verwerven in de additive manufacturing industrie. Het aantal onderzoeksprojecten is flink toegenomen, zowel wat betreft materialen, toepassingen alsook de technologie. Daarnaast zijn er inmiddels twee OEM’ers die een 3D metaalprinter hebben gebouwd en de derde is in ontwikkeling. 3D print magazine brengt AM-research in Nederland in kaart.

ECN: 3D metaalprinten in hoge kwaliteit Bij het indirecte proces moeten de producten gesinterd worden. Hier is 316L gebruikt als materiaal.

ECN zet op dit moment vanuit Petten en Eindhoven de kennis van poedermetallurgische en keramische materialen om in oplossingen voor additive manufacturing. Zo ontwikkelt ECN een indirecte printtechniek voor metaal, een doorontwikkeling van het 3D printen van technisch keramiek. De tweede doorbraak moet komen uit andere parameters om de nadelen van selective laser smelten op te heffen. Daarmee haalt men al veel betere microstructuren dan met de bestaande 3D metaalprinters mogelijk is.

ECN heeft wel een traditie als het om 3D printen gaat. Eerder al stond het onderzoekscentrum voor energie mee aan de wieg van wat tegenwoordig Admatec is, een bedrijf dat technisch keramiek 3D print. “Deze ontwikkeling wordt niet publiek gefinancierd, maar is gedreven door de ideeën die we hebben dat bepaalde oplossingen ook in andere toepassingen kunnen werken”, zegt Bas van Bree, business development manager. Het onderzoeksinstituut hanteert de strategie ontwikkelde kennis via

16

een spin-off te vermarkten om zo inkomsten te genereren voor de volgende projecten.

Indirect metaalprinten

Eén onderzoek bij ECN gaat over 3D metaalprinten op een indirecte manier, die aansluit bij de wijze waarop Admatec technisch keramiek 3D print. Metaalpoeder wordt gevat in een vloeibaar polymeer. Deze wordt met een beamer belicht om

print magazine maart 2016

Doorbraak puur metaalprinten bij Universiteit Twente daar waar materiaal in het product moet komen, het polymeer uit te harden.

Deze stap is vergelijkbaar met de DLPtechnologie. Daarna wordt het polymeer in de oven uit het ‘groene’ deel gebrand en als laatste productiestap wordt het product gesinterd. ECN heeft dit al toegepast met RVS. De doorbraak zit in een oplossing die ervoor zorgt dat het licht beter doordringt in het polymeer waarin het metaal zit opgesloten. Het voordeel van deze indirecte printtechniek is dat de kwaliteit van de werkstukken beter wordt dan bij lasersmelten, zoals in de huidige poederbed 3D metaalprinters gebeurt. “Omdat er uit micron fijn uitgangspoeder een staal gemaakt wordt, zijn niet alleen fijne details en een gladde afwerking mogelijk”, schetst Bas van Bree. Het belangrijkste is dat het materiaal isotroop is en een homogenere microstructuur heeft. Het nadeel van de huidige directe metaalprinters is dat de microstructuur moeilijk controleerbaar is.

Dat geldt voor de indirecte techniek niet.

Het onderzoek is nog niet afgerond, maar de resultaten zijn zo veelbelovend dat de kans groot is dat de technologie via een start up in de markt gaat komen.

Slm verbeteren

Het onderzoek naar indirect 3D metaalprinten neemt niet weg dat selective laser melting ook voordelen biedt, al is het maar dat de directe techniek minder processtappen vergt. Bij ECN loopt daarom een tweede onderzoeksproject dat zich richt op het opheffen van enkele nadelen van selective laser melting.

Bas van Bree: “We denken dat we met andere parameterinstellingen en andere verbeteringen aan de techniek spanningen in het materiaal kunnen verminderen en een betere oppervlakteruwheid krijgen.” De technologie is erop gebaseerd om de energie uit de laser op een beter gecontroleerde manier in het materiaal te krijgen. Bas van Bree: “Andere onderzoekers richten zich op het verhogen van de snelheid, wij kijken vooral naar de kwaliteit van het materiaal.” Ook hierin zit veel kennis van de materialen. ECN wil dit eveneens via een spin off naar de markt brengen. www.ecn.nl

Onderzoekers aan de Universiteit Twente hebben vorig jaar een belangrijke stap gezet in het 3D printen van materialen met een hoog smeltpunt, zoals koper en goud. Met een gepulste laser, gefocust op een metaalfilm, kunnen ze het materiaal smelten en tot kleine druppels vormen, die opgevangen wordt in een substraat. Op die manier bouwen de Twentse onderzoekers 3D geprinte structuren op.

Het probleem met 3D metaalprinten is volgens UT-onderzoeker Claas Willem Visser dat het lastig is om zeer kleine resoluties te printen, bijvoorbeeld van 100 nanometer tot 10 micrometer. Met de onderzoeksresultaten die verleden jaar zijn geboekt, zet de universiteit een flinke stap vooruit op dit punt. Men slaagt erin om micropilaren met een hoogte van 2 millimeter en een diameter van 5 micrometer te printen. Ook verticale elektrodes geprint in een holte evenals lijnen gemaakt van puur koper zijn nu maakbaar. Volgens de onderzoekers kunnen de resultaten eenvoudig vertaald worden naar andere metalen. Als de onderzoekers erin slagen om de technologie verder productierijp te maken, ontstaan er heel nieuwe mogelijkheden.

Heel nieuwe onderdelen en devices kunnen dan uit de 3D printer komen, omdat de metalen warmte en elektriciteit geleiden. Denk aan kleine koelers of verbindingen tussen gestapelde chips in smartphones die straks 3D geprint worden. Ook andere materialen zoals gels en dikke vloeistoffen zouden dan 3D geprint kunnen worden. Bij het onderzoek werken de vakgroepen Physics of Fluids en de Applied Laser Technology groep samen.

Bij ECN draaien de onderzoeksprojecten vooral rond de kwaliteit van additive manufacturing processen.

print magazine maart 2016

17

Zo ziet ’s werelds eerste Metaljet 3D metaalprinter er uit. Demcon heeft rond de inkjettechnologie van Océ een machine gebouwd.

Demcon integreert Océ’s Metaljet technologie in 3D printer Océ heeft unieke 3D metaalprint technologie ontwikkeld: metaljetting. Demcon heeft de technologie geïntegreerd in een machine. Deze 3D metaalprinter staat nu in het laboratorium van de universiteit van Nottingham, waar het team van professor Richard Hague applicaties ontwikkelt.

Océ (tegenwoordig onderdeel van Canon) heeft, geïnspireerd door de inkjettechnologie die iedereen uit de gewone printers kent, de Metaljet technologie ontwikkeld. De metalen of halfgeleiders zoals silicium zitten in een cartridge. In de printkop worden ze gesmolten bij temperaturen tot 2000 graden Celsius en vervolgens zeer precies druppel voor druppel (50 tot 100 µm groot) gejet. Zes jaar heeft de Nederlandse printerfabrikant aan de technologie ontwikkeld. Nu is het jetproces voldoende stabiel om industriële toepassingen te ontwikkelen.

18

Geen poeder nodig

“Een uniek proces, dat niemand anders in de wereld heeft”, zegt Toon Hermans, manager van de Eindhovense vestiging van Demcon. De mechatronica-specialist en high end toeleverancier heeft de printtechnologie geïntegreerd in een printer waarmee de onderzoekers applicaties kunnen ontwikkelen. Hermans ziet als grootste voordeel van Metaljet dat je geen poeder meer nodig hebt om metalen componenten te printen. Je kunt direct het gesmolten metaal deponeren op de plek waar nodig is. Ook zijn nieuwe materialen, zoals silicium, printbaar. “Elk metaal

print magazine maart 2016

TU Delft: topologie optimalisatie schiet je met de juiste hoeveelheid als 100% puur metaal naar de juiste plek.

Je hebt geen poeders nodig waar een enorme warmte in gebracht is; je krijgt de eigenschappen van het metaal zelf.

En het is niet stoffig.” Dat laatste biedt bijvoorbeeld kansen in een cleanroom.

Ook is het mogelijk om verschillende metalen te printen; dan worden er meerdere printkoppen gebruikt. De technologie kan relatief eenvoudig opgeschaald worden voor grotere producten, omdat er geen beperking van de laser meer is.

Thermische invloeden

De ontwikkeling van de machine heeft de engineers van Demcon voor een aantal uitdagingen gesteld. Onder andere de thermische aspecten waren niet eenvoudig te tackelen. De printkop wordt tot 2000 graden Celsius heet; het printbed wordt tot 500 graden Celsius verwarmd. “Maar we willen wel binnen 5 micrometer nauwkeurig de metaaldruppels deponeren”, schetst Peter van den Oever, projectmanager bij Demcon, een van de uitdagingen. Dat is uiteindelijk wel gelukt. Een andere slimmigheid die Demcon ontwikkelde, is dat je de sample uit de printkamer kunt halen zonder dat het daarin aanwezige inerte gas - argon - verloren gaat. Ook heeft men de besturingssoftware zo ontwikkeld dat een printjob

onderbroken kan worden om het proces te beoordelen. Daarna gaat de printer op exact dezelfde plek verder. Verder zijn er een uitlijncamera, analysetools en meettools aan de metaljetprinter toegevoegd. De eerste machine staat nu in Nottingham en kan metalen componenten printen met een maximale afmeting van 60 bij 100 bij 80 mm. Het team van professor Richard Hague, een van de AM goeroes, ontwikkelt er nu applicaties mee. Een toepassing zou kunnen zijn in de productie van chips, waar de dunne draden vervangen kunnen worden door 3D geprinte connectoren. Het structureren van oppervlakken voor bijvoorbeeld high tech motoren is een andere toepassing.

Toon Hermans verwacht toepassingen in producten die tot nog toe niet gemaakt kunnen worden. “Bijvoorbeeld het dicht jetten van een heatsink die de warmte van een LED-lamp afvoert. Met deze techniek kunnen we dat perfect doen, iets dat nu absoluut niet kan.”

Functies 3D printen

Aan de TU Delft doet de faculteit 3mE onder leiding van professor Fred van Keulen veel onderzoek naar topologie optimalisatie, een van de essentiële aspecten als het om design voor additive manufacturing gaat. In Delft wordt gewerkt aan zowel nano- als microstructuren.

Een van de publiekelijk bekendere projecten waarbij de onderzoekers betrokken zijn geweest is de bracket die KMWE twee jaar geleden heeft ontworpen in het kader van de GE competitie.

Het uiteindelijke ontwerp bood maximale stijfheid in alle richtingen, maar bevatte 68 product minder materiaalvolume. Een van de richtingen die de ontwerpers op willen is een betere integratie van CAD-software en topologie optimalisatie. Nu wordt er namelijk teveel gewerkt met afzonderlijke softwarepakketten voor de verschillende doeleinden. In het ideale toekomstbeeld wordt gestart met topologie optimalisatie vanuit de functionele specificaties van een onderdeel, pas daarna wordt het design gemaakt dat vervolgens qua design en belastingen nog gevalideerd wordt. Hiervoor wil men de topologie optimalisatie integreren in de designworkflow.

Hij ziet voor additive manufacturing vooral een toekomst in het printen van functies, bijvoorbeeld een sensor; of elektronica. Wellicht worden er straks meerdere materialen gecombineerd, kunststof en metaal. “Misschien integreren we die wel in één machine.”

Demcon heeft bewust geïnvesteerd in de ontwikkeling van de high tech 3D printer, omdat men gelooft in deze technologie. Toon Hermans: “Demcon heeft twee eigenaren, waarvan er één een rasondernemer is en de ander zijn uitdaging helemaal in de techniek vindt.

Dat leidt tot nieuwe ontwikkelingen, waarmee je niet meteen morgen geld verdient, maar wel op lange termijn.”

Uiteindelijk hoopt Demcon dat Metaljet aanslaat. De productietak van Demcon wordt dan 3D printerfabrikant. www.demcon.nl

Bij Metaljet zoals Océ dat ontwikkeld heeft, wordt druppel voor druppel metaal geprint.

print magazine maart 2016

Dit frame voor een autostoel laat zien wat topologieoptimalisatie betekent. Het design komt van Toyota en is helemaal geoptimaliseerd om maximale sterkte met minimaal materiaalgebruik te combineren.

19

Multi materialen sleutelwoord in TNO AM-research Voor TNO is additive manufacturing een belangrijk thema. Het researchinstituut heeft wel een duidelijke focus: multi materiaal printen. Dat is het sleutelwoord in veel samenwerkingsverbanden. Multi materials wordt ook het thema van het Fieldlab MultiM3D dat binnenkort start.

Greg Hayes, AM business development manager bij TNO, ziet dat Nederland op AM-onderzoeksgebied een flinke inhaalslag aan het maken is. “Je ziet het begin van consolidatie in het onderzoeksveld. Organisaties gaan samenwerken.” Hij juicht dat toe. Om met de rest van de wereld te kunnen concurreren, is samenwerking noodzakelijk. Greg Hayes denkt dat de Nederlandse onderzoekers momenteel internationaal goed mee kunnen. En dat is goed. Want de belangstelling van bedrijven voor 3D printen groeit. “We komen voorbij de hype dat men dacht alles te kunnen met 3D printen. Bedrijven stellen nu legitieme vragen hoe additive manufacturing hen kan helpen.”

Hayes denkt dat 3D printen binnen vijf jaar integraal onderdeel wordt van een breed gamma aan manufacturing technology.

“Het zal niet alles vervangen. Het wordt een belangrijke technologie naast de bestaande.”

Materialen ontwikkelen

TNO werkt onder meer samen met het Brightlands Materials Center, waar een aantal promovendi aan de slag is. Zij werken aan een breed scala aan materialen, van polymeren,

Novel machine development for full 3D integration

Full 3D Direct Integration ( 3D printing, pick and place of components (3D), metal interconnection, flash sintering)

( 3D printing, pick and place of components (3D), metal interconnection, flash sintering)

3D Integration (3D printing, pick and place of components (2D), metal interconnection, flash sintering)

2D-3D integration

(3D printing, flexible circuit placement, metal interconnection, flash sintering )

Many more…

thermoplasten, thermoset tot bioactieve materialen.

Toepassingsgebieden zijn zowel de automotive industrie, healthcare, biomedical en dental. In deze projecten werkt TNO ook samen met andere universiteiten en bedrijven. Greg Hayes: “We ontwikkelen heel nieuwe materialen maar zijn ook bezig bestaande te verbeteren. Dit is een onderzoekstraject dat blijft doorgaan.” Hij verwacht in de loop van dit jaar de eerste resultaten te kunnen presenteren.

TNO en NLR maken 3D metaalprinten industrierijp TNO is verder samen met NLR de grootste stakeholder in een onderzoek naar het fundamenteel begrijpen van de poederbed printtechnologie. Greg Hayes: “Ons belangrijkste doel is de black box die de technologie nu nog is, te openen.” Want door het printproces fundamenteel beter te begrijpen, kun je gericht gaan werken aan een betere kwaliteit van de 3D printdelen.

Het onderzoeksproject samen met het NLR betreft een 4-jarig project waaraan ook bedrijven meedoen: het metal additive manufacturing programma is tot stand gekomen met steun van Economische Zaken en past binnen de topsector HTSM. Het belangrijkste doel is om kennis te ontwikkelen waarmee het Nederlandse MKB de printtechnologie kan

20

gaan inzetten, concurrerend en reproduceerbaar. Dat laatste gebeurt onder meer door te kijken naar oorzaken van de verschillen in porositeit van de 3D geprinte onderdelen. Ook wordt gekeken naar het effect van verschillende samenstellingen van poeders op het eindresultaat. Het kunnen poeders zijn die wel binnen de bandbreedte van de normering vallen, maar toch verschillende resultaten geven. In dit project wordt het volledige proces van 3D metaalprinten onder de loep genomen, inclusief de nabewerking en het nabewerken van complexe inwendige structuren.

Certificering en ontwerpmethoden komen eveneens aan bod. www.nlr.nl

print magazine maart 2016

NextDent 3D print permanente kronen Fieldlab MultiM3D

In Eindhoven werkt TNO aan de start van het Fieldlab 3D printing. Dat zal nog voor de zomer starten onder de naam MultiM3D, een naam die opnieuw verwijst naar de visie van TNO dat je meerdere materialen moet kunnen verwerken in een 3D printer. In eerste instantie zal de focus in het fieldlab op polymeren en technisch keramiek liggen. Het fieldlab is tevens bedoeld om bedrijven de kans te bieden applicaties te ontwikkelen en te netwerken rond 3D printen.

met een aantal andere partijen waarmee vooral toegepast onderzoek plaatsvindt. De twee toepassingen die de meeste aandacht krijgen, zijn dental en 3D printed electronics. “Omdat daar de marktacceptatie het hoogst is”, verduidelijkt Greg Hayes. “Er zijn bedrijven in deze sectoren die geloven in de techniek en bereid zijn te investeren.”

Denk hierbij niet alleen aan personalisatie, maar ook 3D printen voor in auto’s, verlichting of voor spullen dicht op het menselijk lichaam.

High tech systems

Opvolger Print Valley

Enkele jaren geleden heeft TNO al het concept van de Print Valley gepresenteerd.

“In onze nieuwe visie tillen we dit concept naar een hoger niveau” zegt Greg over de ambities. “Wij geloven dat de toekomst multi materiaal printen is.

Daarmee bedoelen we van meerdere kleuren tot materialen met verschillende eigenschappen.” De toepassing kan bijvoorbeeld geprinte elektronica zijn, waarvoor verschillende materialen gebruikt worden. Op dit vlak staat TNO op het punt om de samenwerking met de TU Eindhoven te versterken. Samen met het High Tech Systems Center in Eindhoven willen de drie partijen nieuwe machines ontwikkelen. Zo’n machine zou gemakkelijk aangepast moeten kunnen worden voor andere materialen.

Toegepast onderzoek

Tot slot is TNO betrokken bij enkele andere 3D print projecten. Zo is de Lepus next gen ontwikkeld, een concept voor een multi-materiaal 3D printer.

Deze maakt gebruik van een multi laser diode systeem dat de beperking van bestaande DLP-technologie opheft. Het nadeel van de huidige DLP-techniek is dat je ofwel kleine onderdelen in hoge resolutie print of grote in lage resolutie.

De Lepus next gen is eenvoudig op te schalen. Voedselprinten is een andere onderzoekslijn bij TNO. Hiervoor wordt intensief samengewerkt met een aantal grote ondernemingen. Hiermee richt men zich in eerste instantie op de zorgsector, waar 3D geprint voedsel belangrijke voordelen kan opleveren. www.tno.nl

NextDent heeft een materiaal ontwikkeld om direct permanente kronen te 3D printen, die vervolgens op een tandwortelimplantaat worden geplaatst. Met deze Micro Filled Hybrid kroon, wordt de tandtechnische industrie op zijn kop gezet.

De kroon past precies door de toepassing van de µm nauwkeurige 3D printer die eerder samen met TNO werd ontwikkeld. Het nieuwe biocompatibele 3D printmateriaal voldoet aan strenge richtlijnen.

De materialen zijn alle CE-gecertificeerd volgens de medical device directive 93/42/EE en daardoor ook geschikt voor lokale registraties. Alle CEgeclassificeerde en biocompatibele materialen zijn uitgebreid getest op biologische veiligheid. De materialen worden aangeboden in verschillende kleuren en zijn voor een breed scala aan dentale toepassingen inzetbaar. Daarbij is het te printen materiaal heel eenvoudig en snel te verwisselen.

NextDent wil met deze doorbraak de workflow in een tandheelkundige praktijk drastisch veranderen. Na het scannen en designen van de kroon kan deze direct 3D geprint worden zonder verdere tussenstap. De voordelen zijn de voorspelbaarheid waardoor fouten gereduceerd worden, de nauwkeurigheid, de vormvrijheid die de tandarts heeft en de tijdbesparing. Laboratoria kunnen hun werkpakket vergroten doordat er minder handenarbeid nodig is. Het levert ook een kostenbesparing op. En de patiënt bespaart een aantal bezoeken aan de tandarts. MFH (Micro Filled Hybrid) is door Rik Jacobs, ceo, ontwikkeld in samenwerking met professor Daniel Wismeijer hoogleraar Orale Implantologie en Prothetische Tandheelkunde aan de ACTA (Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam). Hij heeft ook de kroon geplaatst. NextDent werkt nauw samen met TNO Additive Manufacturing.

De derde activiteit omvat samenwerking

PrintValley 2020

NextDent zet een nieuwe stap in de digitalisering van de tandtechnische workflow. Met MFH kunnen permanente kronen 3D geprint worden.

print magazine maart 2016

21

Brightlands Chemelot Campus ontwikkelt in Limburg ecosysteem rond 3D printen

De 3D provincie Als je over de A2 richting Maastricht rijdt, kun je er niet om heen kijken: de metershoge reclamezuil van Brightlands Chemelot Campus in Geleen. Met prominent het thema 3D printen in beeld. Stilaan ontwikkelt zich hier een ecosysteem rond 3D printen dat innovatieve start ups een plek geeft en de maakindustrie de stap helpt maken naar additive manufacturing.

De markt voor 3D printmaterialen groeit. Voor de polymeerkant zijn de verwachtingen dat deze de komende jaren een omvang krijgt ergens tussen de 500 miljoen en 1 miljard euro. Een flink bedrag, maar voor kunststofproducenten als DSM, dat met DSM Somos al decennia actief is in additive manufacturing, zijn dat peanuts. “Per product marktcombinatie praat je misschien over een markt van 100 miljoen in de komende jaren. Daarvoor moet je nog veel investeren in R&D en een lange adem hebben”, zegt Ed Rousseau, business development manager bij Brightlands Chemelot Campus in Sittard-Geleen. Bovendien moet je bereid zijn risico te nemen, want niemand weet nu al welke 3D printtechniek uiteindelijk zal doorbreken. En zo’n bedrag van 100 miljoen euro moet gedeeld worden met de concurrentie. Ed

Ed Rousseau en Klaas Bos in de vroegere werkplaats, nu in gebruik als restaurant op Brightlands Chemelot Campus. In de loop van het jaar wordt dit omgebouwd tot 3D print centrum, waar start ups onderdak gaan vinden.

22

Rousseau schetst het dilemma waar volgens hem wereldwijd materiaalproducenten mee worstelen. Zet je de 3D printmarkt af tegen die voor bijvoorbeeld spuitgietmaterialen, dan is deze klein, zelfs als de verwachtingen van 1 miljard euro over enkele jaren gerealiseerd worden. Daarom moeten krachten gebundeld worden. Precies dat gebeurt momenteel in Limburg. De provincie Limburg investeert samen met het bedrijfsleven in een onderzoek naar additive manufacturing. Brightlands Chemelot Campus, de onderzoekcampus voor kunststoftechnologie, vervult hierin een sleutelrol.

Brightlands Materials Center (BMC): 16 promovendi

Zo zijn binnen het Brightlands Materials Center op de campus al de eerste 5 promovendi van de TU Eindhoven bezig met polymeertechnologie voor 3D printen. Dit moeten er uiteindelijk 8 worden. Ze richten zich op materiaalontwikkeling voor lasersinteren (SLS), DLP (fotopolymerisatie) en jetting.

Toepassingen zijn te vinden in sectoren als automotive en electronics. Ed Rousseau: “De onderzoeken zijn een combinatie van chemie en mechanische modelvorming. De onderzoekers gaan terug naar de tekentafel om polymeren te ontwikkelen specifiek voor 3D printen. Want de huidige kunststoffen zijn daar niet voor ontworpen.” Naast de 8 promovendi uit Eindhoven, die op de campus het praktijkgedeelte van hun onderzoek doen, komen er eerdaags nog 8 promovendi van Maastricht University.

Daar werkt professor Clemens van Blitterswijk met zijn groep aan de ontwikkeling van regeneratieve medicijnen. Bioprinting is een van de speerpunten. Ed Rousseau: “Een van de onderzoeksvragen is hoe de interactie verloopt tussen polymeer en de groeifactoren.”

De synergie tussen de onderzoeksactiviteiten in Maastricht en die op Chemelot Campus is groot. “Als we in de toekomst regeneratieve technologie combineren met 3D printen, kunnen we straks wellicht botweefstel aanbrengen op een 3D geprinte scaffold.” De focus van Brightlands Chemelot Campus ligt op de materialen. In de projecten wordt echter ook naar de technologie en de applicatie gekeken. Bij de onderzoeksactiviteiten zijn ook Zuyd Hogeschool en Chemelot Innovation and Learning Labs

print magazine maart 2016

3D printtechnologie en biocompatible materiaal (waarin zowel mbo- als hbo-studenten in de praktijk leren) betrokken. De onderwijscomponent is een belangrijke in alle activiteiten. Dat maakt de campus extra bijzonder, meent Klaas Bos, manager communications. “Studenten volgen hier onderwijs dichtbij de praktijk.”

enkele jaren geleden. Maar, benadrukken Bos en Rousseau: het gaat niet om alleen subsidie. “De provincie verlangt een duidelijke businesscase en verwacht op termijn dat er geld terugstroomt uit succesvolle start ups, zodat opnieuw geïnvesteerd kan worden.”

Broedplaats voor start ups

Maakindustrie terug halen

De provincie Limburg investeert mee omdat de ambitie is nieuwe bedrijven naar de campus te trekken. Xilloc, dat verleden jaar de intrek heeft genomen, is een eerste voorbeeld hiervan. Met geld van de provincie wordt een 3D print faciliteit opgebouwd, waar ook andere bedrijven gebruik van kunnen maken.

“Daarmee kunnen we de maakindustrie helpen de stap naar 3D printen te maken.”

In de loop van dit jaar wordt de vroegere werkplaats op de voormalige DSMonderzoekslocatie verbouwd tot 3D print centrum. Klaas Bos: “We gaan dit deel van de campus omvormen tot een pilot plant area. Start ups of bedrijven die iets willen met 3D printen, kunnen zich hier vestigen en kunnen doordat ze deel uitmaken van het ecosysteem hun groei versnellen.” De startup bootcamp van verleden jaar krijgt een vervolg, zij het onder een andere vlag.

Het geld voor deze investeringen haalt de provincie onder meer uit de opbrengst van de verkoop van het aandeel in Essent

Ed Rousseau en Klaas Bos sluiten niet uit dat in de komende tijd nog andere onderzoeksinstellingen, met een andere focus, aansluiten bij het Limburgse initiatief. “Het succes van de campus is dat we drie sterke aandeelhouders hebben”, aldus Ed Rousseau. DSM heeft zich gecommitteerd mee te doen om de innovatieve kracht te versterken; de universiteit van Maastricht omdat ze studenten wil opleiden in de nieuwe tak natuurwetenschappen en interactie met het werkveld, in dit geval de industrie, van oudsher belangrijk vindt. “En de derde aandeelhouder is de provincie Limburg, die de ‘guts’ heeft om de Essentgelden niet op een spaarbankboekje te zetten maar om de werkgelegenheid in de provincie te bevorderen door in economisch belangrijke activiteiten te investeren.” Want dat wordt 3D printen, is de overtuiging van beiden. Additive manufacturing wordt een aanvullende productietechniek, die hele specifieke product-marktcombinaties gaat bedienen, bijvoorbeeld in de healthcare industrie, mass customization mogelijk maakt en tot decentrale productie gaat leiden.

Ed Rousseau: “Als je door 3D te printen assemblagestappen integreert in één deel, schakel je de factor arbeidskosten uit. Daarmee breng je de maakindustrie terug.”

De Nederlandse fabrikant van DLPprinters Atum 3D heeft een nieuwe printer met bijbehorend biocompatible materiaal ontwikkeld voor het 3D printen van boormallen voor dentale toepassingen.

Dankzij de ontwikkeling van een nieuwe 3D printer en een speciaal materiaal, kunnen dentale implantaten voortaan nauwkeuriger worden geplaatst. Atum 3D heeft hiervoor een speciale 3D printer ontwikkeld. Deze boormallen zorgen ervoor dat de tandarts in de juiste richting en tot de juiste diepte boort. Ook bij deze 3D printer gebruikt het Tilburgse bedrijf DLP-technologie (digital light processing) waarmee een hars wordt belicht die vervolgens uithardt. Het gebruikte materiaal is medisch toepasbaar, het is biocompatible. De medisch gecertificeerde materialen kunnen ook gebruikt worden voor het 3D printen van chirurgische hulpstukken.

De ontwikkeling heeft plaatsgevonden binnen het ADAM-project van OP Zuid (Advanced Dutch Additive Manufacturing), waar ook Xilloc aan mee heeft gedaan. Mede initiatiefnemer is Brightlands Chemelot Campus, die investeerde in 3D printers en de business development doet. www.atum3d.com

www.brightlandsmaterialscenter.com Dankzij de ontwikkeling van printtechnologie en biocompatible materiaal kan het plaatsen van tandimplantaten nauwkeuriger verlopen.

print magazine maart 2016

23

Het breedste programma industriële 3D printers

Landré levert, installeert en onderhoudt 3D printsystemen voor prototype- en serieproductie in metaal en kunststof.

Benieuwd welk systeem voor uw toepassing geschikt is? Laat u door onze specialisten adviseren.

Lange Dreef 10 | NL-4131 NH Vianen Tel. +31 (0)347 329 329 | www.landre.nl

p rod u c t i e technieken voor d e ver spa ning , pl aat be werkin g, kun st st ofver werkin g en addit ive man ufact urin g

RapidFinish

™ rosler.nl

NL - Reggestraat 18| 5347 JG Oss | Tel. +31 412 646 600 | BE - Avenue de Ramelot 6 | 1480 Tubize | Tel. +32 2 361 02 00

Kunststoffen, (edele) metalen en andere materialen more than 100000 solutions Zijn uw geprinte voorwerpen te glad of te ruw?

Neem contact met ons op voor een test, wij verbeteren de oppervlaktekwaliteit van uw product. Schrijf u online in en het resultaat zal uw verwachtingen overtreffen...

VOOR

GRATIS Test

NA meld u aan via: rapidfinishing.nl

just one supplier

GELDIG TOT 15 MAART 2016

tijdelijk verkrijgbaar voor speciale meeneemprijs

OPPERVLAKTETECHNIEKEN VOOR VERSPANING, PLAATBEWERKING & ADDITIVE MANUFACTURING:

24

Polijsten Reinigen Slijpen Stralen

print magazine maart 2016

Nederlandse innovaties in 3D betonprinten Naast alle metaal- en kunststof toepassingen die in Nederland ontwikkeld worden, hebben twee Nederlandse bedrijven recent ook doorbraken geboekt in 3D beton printen. CyBe Construction 3D print betonnen straatmeubilair en structurele delen; Bruil heeft juist een technologie ontwikkeld voor architectonisch beton en kan zelfs een kleurverloop 3D printen.

Snel en stabiel

De 3D printer van CyBe print van het speciale beton met een snelheid van 200 mm per seconde constructies tot 2,5 meter hoog, die na 1 uur belast mogen worden. Kies je voor concrete printing (kleine solide objecten) dan kan de printsnelheid zelfs omhoog naar 600 mm / seconde. De crux van het CyBesysteem zit in de integrale benadering.

Deze bestaat uit de hardware, in eerste instantie een 3D printkop op een robotarm gemonteerd; software die het 3D model in laagjes snijdt (slicen) en het programma voor de robotaansturing genereert; en het speciale beton. De speciale betonmix, die qua sterkte vergelijkbaar is met standaard beton, mag al na 1 uur worden belast.

Hoewel het 3D beton printen nog niet gecertificeerd is voor draagconstructies, denkt Berry Hendriks dat de CyBetechnologie wel degelijk voordelen biedt. “Wij zouden dan de bekisting printen met ons beton. Daarin brengt de aannemer de bewapening aan en stort dan zoals gebruikelijk. Omdat wij de bekisting hebben geprint met beton, kan deze

blijven staan en hoeft niet verwijderd te worden." Op dit moment 3D print CyBe met een robot, die afhankelijk van de opstelling een bereik heeft van 5,5 meter (cirkel) en een hoogte die kan oplopen tot maximaal 4 meter. Er wordt nog aan een tweede concept gewerkt, een portaalconstructie. Beide concepten kunnen op rupsbanden worden geplaatst om op locatie te 3D printen.

Kleur in het beton printen

Bruil in Ede heeft eveneens een 3D

betonprinttechnologie ontwikkeld.

Bruil heeft software laten ontwikkelen, waarmee het 3D model van de architect eenvoudig omgezet kan worden naar printpaden. De robot print nadat het proces is gesimuleerd. Bruil 3D print in een hoge resolutie. En omdat het zelf de betonmortel voor de 3D printer maakt, kan het in kleur printen of zelfs in een kleurverloop. Dat gebeurt in ĂŠĂŠn productiegang. Bijzonder is verder dat men niet in een constante laag hoeft te printen, maar bijvoorbeeld een golfbeweging kan printen.

TU Eindhoven en 3D betonprinten CyBe werkt met andere industriepartners en de TU Eindhoven samen om de constructieve kant van 3D betonprinten verder te onderzoeken. Bij de universiteit is het professor Theo Salet van de faculteit Bouwkunde die met dit thema bezig is. Het gaat met name om de kennis over wat er in de constructie gebeurt.

Daarnaast werkt hij aan een nieuw betonrecept, waarin het Miscanthus - olifantengras - als belangrijkste grondstof wordt gebruikt. Dit gras groeit in een cyclus van twee jaar en kan dus steeds vernieuwd worden als grondstof. De TU Eindhoven

print magazine maart 2016

doet nog onderzoek met industriepartners naar het 3D printen van prefab gevelelementen en het printen met vezelversterkt beton. Deze laag moet de akoestiek van beton verbeteren.

De Eindhovense onderzoekers denken dat binnen vijf jaar producten op de markt komen. www.tue.nl/universiteit/faculteiten/bouwkunde www.cybe.nl www.bruil.nl

25

Bij frezen van AM-producten wordt first part right pas echt belangrijk

Wilting is de premium partner van 3D Systems Leuven. Dit is het resultaat van een al langer durende samenwerking tussen beide bedrijven. Wilting kiest er bewust voor om niet zelf te investeren in additive manufacturing capaciteit. Omgekeerd kiest 3D Systems Leuven ervoor om specifieke verspaningskennis in te huren. Kennis van verspaning ĂŠn additive manufacturing is dĂŠ combinatie waarmee 3D printen zijn weg gaat vinden naar de high tech maakindustrie.

26

print magazine maart 2016

Bewuste keuze van premium partners 3D Systems Leuven en Wilting om in AM-markt samen op te trekken

Na een rondje door de vestiging van 3D Systems Leuven (Layerwise), langs de engineeringafdeling, 3D printers, de reinigingsstraat en de ruimte waar de geprinte onderdelen worden nabewerkt, zegt Adwin Kannekens, commercieel directeur van Wilting: “Dit is een fabriek. Snap je nu waarom we niet investeren in een metaalprinter?” Wilting is drie jaar geleden na een grondige analyse tot de slotsom gekomen dat 3D metaalprinten een belangrijke aanvulling is op het bestaande portfolio aan productietechnieken waarmee de system supplier onder meer de high tech klanten bedient. 3D printen is echter specialistisch werk. Investeren in machines betekent dat je óók moet investeren in mensen, kennis, reinigingssystemen et cetera. En dan hou je nog steeds het probleem dat je in een ideale situatie voor elk materiaal een aparte 3D printer in huis moet hebben. Wilting wil klanten niet alleen titaan geprinte onderdelen aanbieden, ook Inconel, rvs en andere metalen.

“Om meerdere materialen aan te bieden, heb je schaalgrootte nodig. De vraag is dan hoe snel deze technologie ingezet gaat worden om die investering economisch realistisch te maken.”

Martijn Vanloffelt, business manager On Demand Parts bij 3D Systems Leuven, vat de argumenten samen als hij opmerkt dat 3D printen nog geen druk-op-de-knop-techniek is. “Zeker voor volumeproductie heb je kennis en competenties nodig.” Dat geldt zowel voor het 3D printen als de verspaning.

3D printen groeit in high tech industrie

Wilting en 3D Systems Leuven hebben elkaar dus gevonden.

Beide zijn ervan overtuigd dat de markt voor industriële 3D printdelen verder gaat groeien. Martijn Vanloffelt: “De high tech industrie in onder meer de regio Eindhoven heeft baat bij additive manufacturing, waarbij het in 99 procent van de gevallen om functionele voordelen gaat.” Naast functionaliteit spelen ook zaken mee als assemblagekosten en betrouwbaarheid van een samenstelling doordat ze als één geheel wordt geprint en niet uit losse onderdelen geassembleerd wordt, voegt Raph Alink, accountmanager Industrial & High Tech Division van 3D Systems Leuven toe.

Toepassingen waarbij nu lekdichte verbindingen met laserlassen worden gemaakt, wat in de productie voor veel uitval kan zorgen, kunnen met 3D printen in één keer worden gemaakt, gegarandeerd lekdicht. “Als je naar de total cost of ownership (TCO) kijkt, zijn wij uiteindelijk altijd goedkoper.”

Markt is realistischer geworden

Adwin Kannekens merkt dat de markt waarin Wilting opereert, realistischer is geworden als het om AM gaat. “Twee jaar geleden kregen we de vraag kun je het onderdeel 3D printen, dan gaan we het uiteindelijk als serieproduct wel frezen. Dat idee is fout. Nu stellen klanten ons de vraag of 3D printen voordelen heeft voor hun product en pas dan gaan ze naar het prototypetraject kijken. Dat is een realistischere aanpak.”

Is vastgesteld dat AM voordelen kan bieden, dan werken de freesspecialisten en printspecialisten van de beide bedrijven

print magazine maart 2016

Wilting en 3D Systems Leuven vullen elkaar aan als het om 3D printen van volume producten gaat. Van links naar rechts Adwin Kannekens, Martijn Vanloffelt en Raph Alink.

vanaf dat moment samen. Zeker in de high tech industrie geldt dat 3D geprinte onderdelen veelal een verspanende nabewerking nodig hebben om de gevraagde nauwkeurigheid aan te brengen. Daar moet je vanaf het eerste design rekening mee houden, bijvoorbeeld voor de overmaat maar zeker voor opspanvlakken. Voor 3D Systems Leuven is dat een van de redenen om een vaste partner te zoeken voor de verspanende nabewerking. Met name voor producten die seriematig gemaakt gaan worden, maar ook voor repeatorders, is het essentieel om in de designfase al naar de verspanende nabewerking te kijken.

Alleen zo voorkom je onnodig hoge kosten. Het nabewerken van volumeproducten vergt namelijk een andere kijk op het proces dan het nabewerken van prototypes, waar de kosten van een suboptimale oplossing minder zwaar wegen. Adwin Kannekens: “Soms zie je in de designfase al dat een AM-product hoge kosten in de verspaning gaat opleveren, bijvoorbeeld vanwege opspannen. Dat voorkom je door vanaf het begin in het design hier rekening mee te houden.” Raph Alink benadrukt dat de additive manufacturing en verspaning geen technieken zijn die op zichzelf staan. ‘Eilanddenken’ helpt de technologie niet vooruit. “Het onderdeel moet printbaar zijn en na te bewerken tegen aanvaardbare kosten. Beide zaken worden in de conceptfase bepaald.”

27

Düsseldorf, 23 t/m 27 februari

POWERYOUR BUSINESS

3D geprinte delen vragen andere freesstrategie

RUIMTEVERKENNERS ontdekken hier nieuwe dimensies van de modernste productietechnologieën en -processen. De matrijsloze fabricage stuwt de grenzeloze mogelijkheden van gedigitaliseerde processen de hoogte in en creëert eindeloze ruimte voor innovatieve productideeën. Zo wordt de Additive Manufacturing Area van METAV 2016 de lanceerbasis voor een snellere productie van modellen, voorbeelden, prototypes, gereedschappen en eindproducten. Start now ...

It’s your show!

ADDITIVE MANUFACTURING AREA

De ervaring van Wilting leert dat de 3D geprinte onderdelen een andere freesstrategie vergen dan wanneer je high tech onderdelen uit vol materiaal freest of draait. De grootste verandering noemt Adwin Kannekens dat first part right nu echt essentieel wordt. Fouten zijn des te kostbaarder omdat het 3D printdeel op de machine veel duurder is dan het blok titaan of rvs dat je in de klassieke verspaning kwijtraakt bij een verkeerde snede. “Er gaat veel meer tijd in de voorbereiding zitten, want je eerste stuk op de machine moet direct goed zijn.

In de klassieke verspaning maak je je eigen referentie met de eerste snede. Bij additive manufacturing moet je weten waar je product zit voordat je gaat frezen. Je moet anders leren denken over opspanmiddelen en proben.” De samenwerking heeft beide bedrijven een stap verder gebracht. Wilting heeft geleerd wat wel en niet kan met additive manufacturing en hoe je dergelijke stukken nabewerkt. Omgekeerd, zegt Raph Alink, leert 3D Systems Leuven van de ervaringen met het nabewerken door Wilting. “Wij krijgen feedback die we gebruiken om onze designs te optimaliseren voor de nabewerking.”

Cleanroomtoepassingen

Naast alle redenen voor de samenwerking die al genoemd zijn, is er nog één die vooral in de high tech markt waarin Wilting zich beweegt belangrijk is. 3D Systems Leuven heeft een eigen reinigingstechnologie ontwikkeld om elk los poederdeeltje voor de warmtebehandeling te verwijderen. Daarmee voldoen de onderdelen aan de specificaties die gesteld worden voor vacuüm- en semiconductorapplicaties. Na de verspanende nabewerking reinigt Wilting de onderdelen zoals het ook klassiek gefreesde of gedraaide onderdelen reinigt, waarna de additief geproduceerde onderdelen in de cleanroom van Wilting in de uiteindelijke module geassembleerd kunnen worden.

3D Systems Leuven comp Het Belgische 3D Systems Leuven geldt als één van de pioniers als het om 3D metaalprinten gaat. Sinds de start als Layerwise heeft het bedrijf zich niet alleen ontwikkeld tot een printservicebedrijf, tegelijkertijd is er veel energie gestopt in de ontwikkeling van eigen machines die met laserlicht het metaalpoeder smelten. Tegenwoordig is het bedrijf onderdeel van het Amerikaanse 3D Systems. De Leuvense vestiging is binnen de groep het competentiecentrum voor metaalprinten.

19e internationale beurs voor metaalbewerkingstechnologieën VERANSTALTER: VDW – Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e. V. Tel: +49 69 756081-0 Fax: +49 69 756081-74 metav@vdw.de

VERTEGENWOORDIGING IN HET BUITENLAND: Fairwise bv Tel: +31 70 350-1100 Fax: +31 70 358-4061 info@fairwise.nl

Sinds de overname is er wel organisatorisch een en ander veranderd, aldus Martijn Vanloffelt. “Het team dat zich met de machineontwikkeling bezighoudt, is voor een gedeelte afgesplitst van de service activiteiten en kan nu meer dan ooit de focus leggen op het ontwerpen van de technologie.

Weliswaar zit het team hier in huis, het werkt nauw samen met het team van het vroegere Phenix Systems in Frankrijk.” Het

www.metav.de Een beurs van

28

Ideeller Träger Conceptuele partner supporting organisation

print magazine maart 2016

Verspaning blijft

De toepassing van 3D metaalprinten groeit. Gaat het de klassieke verspaning verdringen? Noch Adwin Kannekens noch Raph Alink of Martijn Vanloffelt verwachten dit. Ze zien de twee technieken als aanvullend op elkaar. Raph: “Er zal minder verspaand worden, ook minder laserlassen van verschillende componenten. Maar door additive manufacturing krijgt Wilting er producten bij die anders niet door hen gemaakt konden

worden. En er zal altijd een nabewerking aan een 3D print deel voor de high tech industrie gedaan moeten worden.� Adwin Kannekens denkt dat de berg spanen wellicht kleiner zal worden maar de finishing vergelijkbaar blijft. En daar gaat in de verspaning de meeste tijd in zitten. En know how. www.wilting.eu www.layerwise.com

petentiecentrum voor metaal Belgische/Franse team is tegenwoordig verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de metaalprinters van 3D Systems. De nieuwe ProX 320 is de eerste machine van een heel nieuwe generatie.

De printer wordt overigens door een Belgische machinebouwer gebouwd. De tweede verandering is dat 3D Systems Leuven zich vooral toelegt op volumeproductie. De AM-specialisten ondersteunen klanten nog steeds in de prototypefase, het daadwerkelijk printen van zuivere prototypes gebeurt vaak bij andere 3D Systems vestigingen.

High tech en medisch

Bij de volumeproductie richt 3D Systems Leuven zich zowel op de high tech industrie als de medische toepassingen. Bij medische toepassingen gaat het dikwijls al om grote series, zoals kunstheupen, rugimplantaten en andere medische toepassingen.

De belangrijkste reden om voor 3D printen te kiezen, is de langere levensduur van de producten doordat het botweefsel van de

print magazine maart 2016

patiĂŤnt beter ingroeit in de poreuze structuur van de implantaten.

Voor de dentale producten beschikt het bedrijf in Leuven over een aantal Hermle CNC-bewerkingscentra. Die investering heeft vooral te maken met de korte doorlooptijd die deze markt vraagt.

Automotive

De automotive industrie kijkt momenteel ook sterk naar additive manufacturing, maar Raph Alink denkt dat het nog wel enige tijd gaat duren voordat 3D printen in de volumemodellen toegepast gaat worden. Hiervoor zijn de series te groot. Autofabrikanten laten wel voor voor-seriemodellen onderdelen 3D printen zodat ze eenvoudig functionele testen kunnen doen met verschillende designs. Daarmee voorkomt men hoge investeringen in gietmallen nog voordat het design definitief is vastgesteld. De aerospace sector daarnaast bevat wel applicaties waar er directe winsten voor de klant te halen zijn.

29

DMRC-directeur Eric Klemp: we zijn al veel verder op de hypecycle

Metav richt schijnwerpers op kansen van 3D printen Lego wil niet meer zonder. De tandtechnische industrie zit op de wip. Vliegtuigbouwers maken geen punt van hogere productiekosten als hun klanten zuiniger kunnen vliegen.

En matrijzenbouwers zijn er al ver mee. Waarmee? 3D printen. Niet geschikt voor elke toepassing. Maar in de juiste toepassing, kan het grote voordelen opleveren, stelt Eric Klemp, directeur van het Direct Manufacturing Research Center, onderdeel van de universiteit van Paderborn (D).

Eric Klemp, directeur van het DMRC in Paderborn en verantwoordelijk voor de inhoudelijke invulling van het 3D printcongres tijdens de Metav 2016 in Düsseldorf.

Het DMRC in Paderborn opereert tussen de universiteit en de industrie in. Het instituut slaat een brug tussen de twee werelden, door met clusters van bedrijven onderzoeksthema’s vast te stellen en de onderzoeksagenda te laten sturen door de vraag vanuit de industrie. Want die kan, zo is de overtuiging van Klemp, al veel meer doen met 3D printen dan menigeen denkt. En die industrie doet dikwijls al veel meer. Speelgoedfabrikant Lego spuitgiet geen enkel blokje meer als in de matrijs niet met behulp van additive manufacturing inwendige koelkanalen zijn aangebracht. Voor de productie van jaarlijks 80 miljard Legosteentjes maakt 30% productiviteitsverbetering veel uit. “We zijn dan ook al veel verder op de hypecycle zoals Gartner deze in 2012 presenteerde”, meent Klemp.

Inside3Dprinting Tegelijk met de start van de Metav 2016 vindt op 23 en 24 februari in Düsseldorf de conferentie Inside3DPrinting plaats, de Duitse editie van dit congres dat wereldwijd plaatsvindt. In totaal spreken zo’n 50 mensen uit de industrie en wetenschap op dit congres, waaronder Daan Kersten van Additive Industries over de Metalfab1 3D metaalprinter.

Het congres is opgebouwd uit plenaire lezingen en parallelle sessies. De keynotelezing op de eerste dag wordt gegeven door Jeff DeGrange van Impossible Objects, een Amerikaanse start up die carbon delen 3D print in grote aantallen. Daarna komen telkens fabrikanten aan het woord, sprekers over designaspecten alsook onderzoekers. De tweede congresdag wordt afgetrapt door Nikolai Zaepemick, vice president van EOS, die de strategische toekomst zal schetsen en hoe additive manufacturing in de visie van EOS naar de productieomgeving kan gaan.

Het volledige programma vind je op http://bit.ly/inside3d

30

Hoe ontwikkelt 3D printen zich richting een echte maaktechnologie? EOS-topman Nikolai Zaepemick schetst tijdens de conferentie op Metav 2016 het routeplan van de Duitse 3D printerfabrikant.

print magazine maart 2016

AM Area op Metav In het nieuwe Metav concept is additive manufacturing een van de vier thematische zwaartepunten voor de metaalmachinebeurs. 3D printen wordt namelijk alsmaar belangrijker voor de stempel- en matrijzenindustrie, een van de markten waarop de beurs zich richt. Bezoekers kunnen in de AM Area een groot aantal hybridemachines zien, maar ook vrijwel alle aanbieders van klassieke 3D printmachines. Verder is er een overzicht van CAD-systemen, simulatiesoftware voor AM en andere onderdelen uit de waardeketen. Ook 3D print servicebedrijven vinden er een plek. Tijdens de beurs wordt voor de tweede keer de International Additive Manufacturing Award uitgereikt, een initiatief van CECIMO en de Amerikaanse organisatie AMT. Onderdeel van de AM Area is een forum waar dagelijks presentaties gehouden worden.

Na een voorzichtige start op de Metav van twee jaar geleden, krijgt 3D printen op de huidige editie volop aandacht in de Additive Manufacturing Area in hal 15.

www.metav.de

Meerwaarde belangrijker

In de productie van gereedschappen en matrijzen, een van de kernfocusgebieden van de Metav, is het begrip conformal cooling breed geaccepteerd. De TRL (Technology Readiness Level) is hier hoog.

“Spuitgieters hebben herkend dat ze met de koelkanalen cyclustijd besparen”, zegt Eric Klemp. De medische industrie past de technologie ook steeds vaker toe. De grove structuur van een geprinte heup bevordert het genezingsproces, doordat het botweefsel makkelijker in deze poreuze structuur ingroeit dan in een uit vol materiaal gefreesde heupkom.

Dat 3D printers niet snel zijn, doet volgens hem niks af aan de inzetbaarheid ervan.

Natuurlijk is meer snelheid belangrijk om additive manufacturing naar de productieomgeving te brengen. Hij heeft daar alle vertrouwen in, nu traditionele machinebouwers deze markt betreden en met onder andere hybridemachines op de markt komen. Zij weten immers hoe je machines voor serieproductie bouwt. “Tot nog toe was het slechts 10% machinebouw, de rest draaide om additive manufacturing. Machinebouwers draaien dit om. 90% machinebouw en 10% AM leidt tot nieuwe concepten.” Nog afgezien daarvan, benadrukt Klemp dat je de meerwaarde van 3D printen vooral moet zoeken in de extra functionaliteiten

print magazine maart 2016

die je een onderdeel kunt geven, zoals de koeling in de spuitgietmatrijzen. Of complexe brandstofnozzles waardoor vliegtuigmotoren 3% zuiniger worden.

De toepassing is bepalend

En dat brengt hem eigenlijk op het punt dat ook in de toepassingen in de AM Area op de Metav en in het conferentieprogramma van Inside 3D Moet een product anisotropisch zijn? printen aan bod zal komen: het gaat om de Eigenlijk moet je dus ook anders naar toepassing. “Eenvoudige producten, blijf eigenschappen gaan kijken. Een veel die draaien en frezen. Als een onderdeel gehoorde kritische kanttekening bij 3D gecompliceerd is, dan heeft het zin. Geloof printen is dat bij kunststoffen het materiaal nu heus niet dat er iemand achter een PC anisotropisch is. Doordat de 4e dimensie zit en een hamer of een compleet vliegtuig die je wel bij spuitgieten hebt, de druk, komt uit de printfabriek, dat kan alleen al ontbreekt, is een 3D geprint kunststof niet vanwege de materiaalmix.” De kansen onderdeel in de Z-richting zwakker dan in voor additive manufacturing ziet hij in de X- en Y-richting. “Voor veel toepassingen flexibele productie van kleine aantallen, maakt dat niks uit”, stelt Eric Klemp van het centrale data-opslag en van hieruit direct DMRC. “Waarom verwachten mensen dat 3D printen, lokaal produceren, snel en een onderdeel in alle richtingen even sterk eenvoudig een design veranderen, kortere is?” In een van de projecten van het DMRC time to market. Er zullen ook heel nieuwe wordt momenteel onderzoek gedaan producten ontstaan. En er ontstaan hoe de eigenschappen verbeterd kunnen nieuwe businessmodellen, verwacht hij. worden. Klemp denkt echter dat 20 of 30% verlies in veel toepassingen geen probleem www.dmrc.uni-paderborn.de hoeft op te leveren.

in Messe Düsseldorf (D) 23 - 27 februari 2016 Kijk op www.metav.de voor alle informatie.

31

Oceanz Academy trapt af met brainstormontbijt over 3D printen van spuitgietmatrijzen

3D geprinte matrijs als katalysator voor méér spuitgietwerk Is 3D printen geschikt voor het maken van spuitgietmatrijzen, als alternatief voor het frezen van aluminium matrijzen? En waar moet je dan qua design op letten?

Oceanz Academy heeft onlangs de aftrap gegeven om samen met een aantal partijen dit te onderzoeken. Want de 3D geprinte matrijs kan een boost geven aan de spuitgietindustrie.

De Nederlandse spuitgietindustrie ziet dat er weer grotere gereedschapprojecten in Nederland worden opgestart. De stap naar off shoring is geen vanzelfsprekende meer. En als je de matrijzen hier in het land zou kunnen 3D printen om doorlooptijd en aanloopkosten te verlagen, schept dat kansen.

Donald Spaans van Trending Industries ziet hier absoluut mogelijkheden voor. In het Polymer Science Park in Zwolle heeft hij het thema al uitgebreid onderzocht. “De vraag komt uit de markt. Spuitgietbedrijven willen snel en betaalbaar leveren.” Er zijn ook al geschikte materialen, zoals Bluestone van 3D Systems en Somos Perform van DSM Somos. “Deze materialen zijn nog niet zo sterk als de conventionele materialen; en het zal ook nog even duren voordat ze dezelfde nauwkeurigheid bieden.

Maar ze hebben potenties”, schetst Donald op basis van zijn eigen ervaringen en onderzoeken. Het komt er wel op aan dat in de geometrie van het spuitgietdeel rekening wordt gehouden met de specifieke zaken die 3D printen met zich meebrengt (zie kader). “Voor prototypes is het interessant; in bepaalde niches kan een geprinte matrijs bij kleine series concurreren met een aluminium matrijs.”

aanspuitpunt kan de druk worden verlaagd. Druk is namelijk een van de factoren die een negatief effect op de matrijs hebben.

Lientje Heijer van Heijcon 3D Solutions heeft bijvoorbeeld al ervaring met 3D geprinte matrijzen voor PU gieten. “Dat werkt mits er voldoende lossing is.”

Of een combinatie

Nog niet iedereen is overtuigd. Bart Zuiddam merkt op dat hij binnen een halve dag een aluminium matrijs kan maken tegen lagere kosten dan een 3D geprinte matrijs. En als het om meer complexere matrijzen gaat, kunnen de Chinezen nog steeds snel werken. “Binnen 3 weken heb ik de matrijs in huis.” Hij gelooft pas in de doorbraak van geprinte matrijzen als ze sterk genoeg zijn om met 50% glasvezel gevuld materiaal te

Betere materialen én designsoftware

Hij denkt dat de echte doorbraak wacht op én betere materialen én betere designsoftware voor met name matrijsontwerp, waarbij de software automatisch een aantal zaken specifiek voor 3D printen toevoegt aan het ontwerp. “Dat scheelt engineeringtijd.” Ook Bart Zuiddam, eigenaar van RiZZ Plastics, denkt dat je in het ontwerp van de spuitgietmatrijs specifieke designfeatures moet aanbrengen die de 3D geprinte matrijs ten goede komen. Met bijvoorbeeld een ander design van het

32

Bart Zuiddam: snel en goedkoop een aluminium matrijs maken.

print magazine maart 2016

De deelnemers aan de brainstormsessie bij Oceanz.

spuitgieten. “Dan zetten we stappen vooruit en heb je een mooie combinatie met het spuitgieten.” Of zijn er nog andere kansen? Frank Schoenmaker van ontwerpbureau Frank & Frens ziet die mogelijkheden in de combinatie van nieuw en traditioneel. In een project om schoenzolen te personaliseren, heeft Frank & Frens gewerkt met een metalen moedermatrijs waarin 3D geprinte inzetten werden gebruikt. “Dat werkt perfect.” Er wordt ook nog gewezen op de ontwerpvrijheid die bij 3D printen vele malen groter is dan bij frezen. En het effect van geïntegreerde koelkanalen op de spuitgietcyclus. Donald Spaans ziet veel potentieel in de hybride matrijs: een metalen moedervorm met 3D geprinte

inserts. “Dan kun je de sluitkracht van de machine overbrengen op het metalen deel van de matrijs en ontlast je het geprinte deel.”

Enorm groeipotentieel

Wat zou het 3D printen van matrijzen voor de Nederlandse markt kunnen betekenen? Veel, denkt Hugo Jager, partner bij Revelating, dat organisaties adviseert over 3D printen. “Hierdoor wordt de markt voor spuitgietproducten alleen maar groter. We kunnen dan méér in Nederland doen. Als we een oplossing vinden voor het gebied tussen seriegrootte 1 en enkele duizenden stuks, kunnen we enorm groeien.”

Hugo Jager: 3D printen van matrijzen kan de spuitgietmarkt enorm doen groeien.

print magazine maart 2016

Dat hoeft niet eens ten koste van de klassieke matrijzenbouw te gaan, omdat 3D printen de markt voor spuitgieten veel laagdrempeliger kan maken. Daar is iedereen het mee eens. Hugo Jager ziet wel een aantal hobbels die nog genomen moeten worden. Eén hiervan is het gebrek aan kennis aan de zijde van uitbesteders. “De kennis om naar de efficiency van het totale proces te kijken, is er niet meer aan de inkoopkant.”

Hij merkt dat opdrachtgevers de mogelijkheden amper kennen. Het zal een uitdaging worden om klanten te overtuigen dat nieuwe features niet gratis zijn. 3D matrijzen printen en dan kleine series spuitgietproducten maken heeft een ander economisch model

Donald Spaans: goede materialen om spuitgietmatrijzen te printen zijn er al.

33

Bas Beltman: het opbouwvolume van 3D printers zal snel omhoog gaan.

dan massaproducten spuitgieten. Juist zaken als gewicht, vormvrijheid en wellicht duurzaamheid zijn USP’s. Ontwerpers, matrijzenmakers en spuitgietbedrijven: ze kunnen helpen om het 3D printen van matrijzen sneller te laten doorbreken. De bereidheid om kennis te delen is nu nog miniem, constateren de deelnemers aan de sessie bij Oceanz Academy. “Het is zuur verdiende kennis en men is terughoudend met het delen hiervan”, constateert Donald Spaans. Daar zit de crux. Er moeten oplossingen bedacht worden om de kennis sneller en breder te verspreiden. Precies wat Oceanz Academy beoogt, merkt Stefan Holdinga van het 3D print servicebureau op. Oceanz Academy stimuleert juist het kennisdelen.

En direct 3D printen?

Is het direct 3D printen van de producten geen alternatief?

Horrex, fabrikant van onder andere hordeuren, verduisteringsen hor-cassettesystemen, gebruikt een FDM 3D printer voor de prototypes en laat bij Oceanz met SLS-techniek modellen printen. R&D manager Jan-Mark Wondergem: “De stap naar spuitgieten is nog te groot, dat vullen we op met SLS-modellen.”

De printtechniek is echter langzaam, met name als je kleine series moet maken, vindt een aantal deelnemers. De snelheid en het bouwvolume van de 3D printers gaat echter in hoog tempo omhoog, zo benadrukt Bas Beltman van NextStep 3D. En Donald Spaans wijst op de vele ontwikkelingen aan de materiaalkant. Zo wordt geëxperimenteerd met additieven

Stefan Holdinga: méér kennis delen.

die aan de fotopolymeren worden toegevoegd voor betere mechanische eigenschappen. De komende jaren zal echter de 3D geprinte matrijs voor series van tientallen tot enkele honderden stuks interessanter zijn. Heijcon heeft al een test gedaan met een alumide matrijs voor PU gieten. “Dat leverde gladde wanden op en het aluminium zorgde voor een betere koeling. Die matrijs voldeed”, zegt Lientje Heijer. De 3D geprinte matrijs gaat er dan ook komen, al is het voor niches, is de overtuiging na een ochtend brainstormen. En dat betekent lagere gereedschapkosten voor de spuitgietindustrie. Precies de aanjager die nodig is om méér te gaan spuitgieten. http://www.oceanz.eu/branches/oceanz-academy

Als follow up op deze ontbijtsessie bij Oceanz Academy doen de betrokken partijen momenteel enkele praktijktesten waarbij een 3D matrijs is ontwikkeld waarmee door RiZZ Plastics spuitgietproducten worden vervaardigd. De resultaten zullen op RapidPro door Oceanz gepresenteerd worden. De deelnemende bedrijven aan de sessie waren behalve Oceanz, Ontwerpbureau Frank & Frens, Horrex Horren, RiZZ Plastics, TrendingIndustries, Revelating, Nextstep3D en Heijcon 3D Solutions.

Waar moet je op letten?

Het 3D printen van spuitgietmatrijzen kan. Afhankelijk van het ontwerp van het product en het materiaal, kun je er enkele tientallen tot enkele honderden stuks mee produceren. De meest gebruikte 3D printtechnieken hiervoor zijn SLS (selective laser sintering, poeder) en stereolithografie of DLP (vloeibaar polymeer). Trending Industries doet al langere tijd onderzoek naar deze toepassing. Hieruit blijkt dat het belangrijk is rekening te houden met het ontwerp, omdat bij 3D printen de sterkte van het materiaal in de X- en Y-richting praktisch vergelijkbaar is met de eigenschappen van een spuitgietdeel en de nauwkeurigheid goed is, maar het geprinte onderdeel in de Z-richting zwakker is.

Wanddikten zijn minimaal 2 mm, omdat bij dunnere wanden de kans op afbreken toeneemt.

34

Een voorbeeld van een 3D geprinte matrijs voor een spuitgietdeel.

print magazine maart 2016

Stratasys partner Seido Systems ziet vraag in de Benelux markt toenemen

3D geprinte matrijzen dé kans voor het MKB Stratasys ziet nog volop groeikansen in prototyping toepassingen. Daarnaast moet het 3D printen van spuitgietmatrijzen voor groei gaan zorgen. Voor kleine series of 0-series kan juist het MKB met 3D printen haar positie versterken.

Grote klanten van Stratasys zoals Unilever en Opel passen de printtechnologie al volop toe, zowel voor matrijzen alsook voor het 3D printen van tooling voor bijvoorbeeld de assemblage. Simon Brandon, area sales manager bij Stratasys, ziet echter vooral kansen voor de kleinere bedrijven. “Die kunnen dankzij 3D printen beter concurreren met de grote bedrijven.

Ze hoeven namelijk voor kleinere productie-aantallen niet meer te investeren in een dure matrijs.”

Series tot 400 stuks

Karl Wallecan van Seido Systems, platinum partner voor Stratasys in de Benelux, ziet deze ontwikkeling in de Benelux al op gang komen. Afhankelijk van de kunststof waarmee je gaat spuitgieten, hebben de 3D geprinte matrijzen standtijden die kunnen oplopen tot 400 stuks. “Tussen de 1 en 400 stuks”, schetst Karl Wallecan de grenzen.

“Als je met PP spuitgiet, haal je hogere aantallen, tot 400 stuks; spuitgiet je met POM, dan zit je aan de onderkant van de range.” Het gaat echter helemaal niet om de hoge aantallen. 3D printen van matrijzen is vooral aantrekkelijk als je jaarlijks slechts enkele tientallen stuks nodig hebt. Of als

Deze 3D geprinte matrijs werd in 4 uur en 46 minuten geprint. Daarna werden er 30 producten mee gemaakt met lage druk spuitgieten.

print magazine maart 2016

Van links naar rechts Scott Crump, Chief Innovation Officer bij Stratasys, Karl Wallecan van Seido Systems en Simon Brandon, Area Sales Manager.

je een 0-serie wilt spuitgieten. “Het gaat om de eerste batch.” Juist daarom is 3D printen geen techniek die bestaande productietechnieken gaat wegvagen, maar een aanvullende technologie. “We ondersteunen de bestaande processen”, zegt Simon Brandon. Met Stratasys Direct Manufacturing Service biedt de printerfabrikant klanten die nog niet zelf willen investeren in eigen printers, de kans wel gebruik te maken van de technologie.

Seido Systems biedt dezelfde service aan vanuit Seido Solutions. Vlakbij Kortrijk staan 5 grote Fortus 3D printers van Stratasys dagelijks te produceren.

Kennis delen

Dit jaar wil Karl Wallecan de activiteiten van Seido Solutions verder uitbouwen, onder andere door in te zetten op consultancy.

“Klanten gebruiken vaak slechts de helft van de mogelijkheden van de machines.

Wij beschikken over veel kennis en gaan mee applicaties voor hen ontwikkelen.”

Dat mes snijdt aan twee kanten. 3D printen wordt sneller en breder in de markt geaccepteerd. En klanten vergaren kennis, die ze nodig hebben om een goede investeringsbeslissing te nemen over de volgende machine. Door zowel 3D printers, materialen alsook consultancy en een direct manufacturing service aan te bieden, wordt de groei van 3D printen in de industrie versterkt, verwacht Simon Brandon. “Met consultancy veranderen we de mindset, met direct manufacturing kunnen mensen de technologie uitproberen.” www.seido-systems.com

35

Added value met additive manufacturing

Deze nozzle zit in een pick and place unit in één van de Grauel machines. Het onderdeel is ontworpen voor AM en kan nu in één keer worden gemaakt. Voorheen was het onderdeel samengesteld uit meerdere componenten die geassembleerd werden, onder andere door middel van laserlassen.

High tech system supplier AAE gelooft in doorbraak AM als engineers anders leren denken

Zolang constructeurs niet doordrongen zijn van de mogelijkheden én onmogelijkheden van additive manufacturing, gebeurt er in de high tech machinebouw niks met deze technologie. Als toeleverancier moet je daarom zelf de kennis opbouwen om daarna zo vroeg mogelijk aan tafel bij je klanten te gaan zitten. "AM kennis bouw je alleen op door zelf ervaring op te doen", zegt Henk Tils, business unit manager High Precision Parts bij AAE.

AAE, toeleverancier van fijnmechanische onderdelen, OEM systemen en modules en high tech machinebouwer, beschikt sinds ruim een jaar over een eigen 3D metaalprinter. Een SLM 280. De businesscase onder deze investering is het opdoen van kennis geweest. 3D metaalprinten is namelijk een beetje een kip-ei verhaal. Henk Tils: "Iedereen worstelt met de vraag is het toepasbaar in mijn product? Zonder kennis kun je echter niet starten en verder gaan."

Geen plug and play technologie

3D metaalprinten is namelijk verre van een kwestie van de startknop indrukken.

Het zijn absoluut geen plug and play machines, weet Joost van Bussel, engineer bij AAE. Hij is zich twee jaar geleden gaan verdiepen in de technologie en heeft het afgelopen jaar de nodige ervaring met de metaalprinter opgedaan.

"Het lastige is dat alle parameters aan elkaar hangen. Alles wat je doet, heeft direct gevolgen voor je werkstuk. Een andere oriëntatie van je werkstuk werkt bijvoorbeeld één op één door in de nauwkeurigheid en de nabewerking die nodig is." Bij additive manufacturing kun je aan veel knoppen draaien. Dat is precies wat 3D metaalprinten moeilijk maakt, zeggen beiden. Want standaard designregels zijn er nog niet. Joost van Bussel toont een 3D geprinte nozzle, een werkstuk van een klant. Enkel en alleen door enkele parameters te veranderen, zie je de oppervlaktekwaliteit in dezelfde batch zichtbaar veranderen. De keuzes die de engineer in het voortraject maakt, hebben effect op de uiteindelijke productie. Sommigen verwachten dat in de toekomst software een aantal van

print magazine maart 2016

deze problemen gaat oplossen. Bij AAE gelooft men dat slechts ten dele. De engineers van AAE gebruiken Solidworks en Siemens NX, tekenpakketten gebaseerd op de standaard geometrie.

AM leent zich echter juist voor complexe vormen, gaasstructuren bijvoorbeeld.

Die zitten nog niet in de pakketten. Dat zal in de toekomst wellicht veranderen, maar Henk Tils vraagt zich af of je mag verwachten dat de software het probleem van de vele parameterinstellingen gaat tackelen. "Ook CAM software kan niet alle problemen bij het frezen ondervangen.”

Je zult praktijkervaring moeten opdoen, vindt hij. “Gewoon je neus stoten."

Steltijden per batch, niet per product Henk Tils en Joost van Bussel zijn overtuigd dat additive manufacturing past in het gamma productietechnieken voor de high tech machinebouw.

Aanvullen op de bestaande. "Als je elke dag één set onderdelen in één materiaal

print, heb je wellicht geen opslag van losse componenten meer nodig. Je praat dan niet meer over steltijden per product, maar steltijden per batch. Logistiek gezien biedt dit nieuwe kansen”, meent Henk Tils. Gewichtsbesparing voor een hogere dynamiek kan een ander voordeel voor de high tech machinebouw zijn. Minder assemblage kan een derde argument voor AM zijn. De huidige generatie engineers is echter nog onvoldoende gewend om naar de totale keten te kijken. Daarom zal de opmars van AM gestaag verlopen. De omslag komt pas als de engineers bekend zijn met de nieuwe productietechniek en vanuit 3D mogelijkheden gaan denken. Bovenal moeten ze weer leren om rekening te houden met zaken die opeens geen vanzelfsprekendheid zijn.

Standaard een oppervlakteruwheid van Ra 0,8 intekenen past niet bij AM. Net zo min als de standaard nauwkeurigheden die engineers vaak willen of gewend zijn vanuit de huidige technieken. Joost van

AAE Group De basis voor de huidige AAE Group is gelegd in de jaren ‘70. Naderhand is het bedrijf overgenomen door OMDE Toolex waarna het in 1995 via een management buy out in handen van de huidige eigenaar is gekomen. De groep ontwikkelt en produceert OEM systemen en modules voor de high tech machinebouw, levert als 2. Tier supplier high precision parts toe en ontwikkelt, produceert, verkoopt en onderhoudt bedrukkings- en assemblagemachines onder de naam Grauel. Er werken ruim 220 medewerkers bij het bedrijf. www.aaebv.com

37

Additive Manufacturing De absolute top op het gebied van additive manufacturing

Betrouwbaar en toonaangevend

› › › ›

Automotive,- lucht- en ruimtevaartindustrie Gereedschappen en machinebouw Medische / tandtechnische toepassingen Lifestyle producten en prototypes

Meer weten?

Bender A.M. b.v.

T +31 (0)318 550 200

Neem voor meer informatie over Additive Manufacturing

Plesmanstraat 32

E info@bendertechniek.nl

contact met ons op. Wij zijn u graag van dienst!

NL 3905 KZ Veenendaal

I www.benderam.nl

VDM ALLOYS B.V.

ATOMISED METAL POWDERS for Additive Manufacturing / 3D Printing

Aluminium / Titanium / Stainless Steel / NiCoCr Alloys

VDM Alloys B.V. Haringvliet 349 3011 ZP Rotterdam The Netherlands VDM Alloys half page.indd 1

38

Tel: +31(0)10-2367427 Email: info@vdm-alloys.com

Fax: +31(0)10-2134841 Internet: www.vdm-alloys.com 14/01/2015 13:56

print magazine maart 2016

3D geprint onderdeel vervangt pick and place station Bussel: "Men moet zich realiseren dat dit bij AM geen vanzelfsprekendheid is. Als je de spiegelkwaliteit van een freesdeel wilt terug zien in een AM deel, kost dat extra nabewerking, dus tijd en geld.”

Waarde toevoegen

Afgelopen jaar hebben Henk en Joost bij veel klanten van AAE workshops voor de engineers georganiseerd. Dat is het niveau waarop je als toeleverancier moet insteken wil je additive manufacturing zinvol toepassen. Henk Tils spreekt over verwachtingen managen. "De vraag moet getriggerd worden en dan kunnen we gaan sparren." Daarom geloven beiden niet dat je als toeleverancier kunt volstaan door alleen te 3D printen voor de klanten. Als de inkoper een STEP-file toestuurt, ben je eigenlijk al te laat. Joost

Onderdeel van de AAE groep is Grauel, een van origine Duitse fabrikant van machines voor het bedrukken van voonamelijk kunststof producten. Tegenwoordig gaat het om high tech productiemachines, die tot 500 producten per minuut kunnen bedrukken en assembleren. In één van deze machines moet een plastic component horizontaal 180 graden gedraaid worden. De engineers van AAE hebben daarvoor een complex onderdeel ontworpen en dat 3D geprint in metaal.

De kunststof component wordt door dit onderdeel heen geduwd en automatisch gedraaid. "Vroeger zouden we dat mechanisch hebben moeten oplossen, met een pick and place robot, die het product draait, en met besturingssoftware. Nu lossen we dit op met één 3D geprint component. Daardoor wordt het proces robuuster en de machine goedkoper.”

van Bussel: "Redesignen voor additive manufacturing is niet erg, maar als een design af is en je moet dan opnieuw beginnen, verlies je tijd en kosten." Juist omdat AM hele nieuwe mogelijkheden schept, moet je zo vroeg mogelijk in de ontwikkeling van een product of machine de mogelijkheden in kaart brengen. AM technologie stelt system suppliers als

AAE in staat om extra waarde voor hun klanten te creëren. Added value wordt belangrijker dan ooit. Henk Tils: "Wij creëren voor onze klanten oplossingen, in plaats van producten die vragen oproepen. Ga je alleen 3D printen voor je klant, dan pak je de essentie van AM niet, want dan voeg je geen waarde toe."

Joost van Bussel (l) en Henk Tils bij de SLM metaalprinter waarmee AAE nu ruim een jaar ervaring met additive manufacturing opbouwt.

print magazine maart 2016

39

Niet alleen de aantallen bepalen omslagpunt Wanneer is 3D printen van keramische precisiecomponenten interessanter dan spuitgieten?

Afgezien van het designvoordeel dat additive manufacturing biedt, speelt in economisch opzicht vooral de factor dat 3D printen een gereedschapsloze technologie is; dat verkort de doorlooptijd en verlaagt de opstartkosten. De Nederlandse specialist in 3D printen van keramische precisiecomponenten Admatec heeft enkele businesscases uitgewerkt.

Admatec heeft de exercitie voor meerdere componenten gemaakt. In dit artikel gaat het om een onderdeel van een chirurgisch instrument waardoor een draad wordt geleid en een sensorbehuizing. In de designfase van het chirurgisch instrument zijn de eerste modellen geprint met een SLA-

printer, daarna zijn er nog drie prototypes geprint van technisch keramiek om de pasvorm goed te kunnen beoordelen. Dat heeft drie iteraties gevormd, waarna 25 stuks voor de 0-serie werden geprint. De kosten daarvan bedroegen 450 euro startkosten en 34 euro per stuk. Daarna kwam de vraag op tafel: de rest van de serie spuitgieten of doorgaan met 3D printen? De ordergrootte bedroeg voor het eerste jaar 10.000 stuks, met een toename in de loop van de jaren tot 25.000 stuks.

Spuitgieten versus AM

De noodzaak om supportmateriaal aan te brengen, werkt kostenverhogend bij het 3D printen van de behuizing. Dat heeft effect op het omslagpunt.

40

Typisch voor Ceramic Injection Moulding (CIM) zijn de hoge startkosten door het gereedschap. In dit geval zou een 4 caviteitenmatrijs nodig zijn. Zo’n matrijs heeft een levensduur van 150.000 spuitgietcycli en kost rond de 18.000 euro. Bij een orderomvang van 5.000 stuks per keer bedraagt de kostprijs € 0,45 per stuk. Gelet op de cyclustijd kunnen maximaal 3.840 stuks per dag worden gemaakt. De doorlooptijd voor de productie van de matrijs schommelt tussen de 8 en 12 weken. Die periode vervalt als gekozen wordt voor additive manufacturing. 3D printen kent immers geen onderscheid tussen prototype maken, een 0-serie en de echte serie, omdat er geen matrijs nodig is. Het product is dus sneller beschikbaar.

De kosten voor de 0-serie (€ 450 startkosten en € 34 per stuk) zijn dan ook gerechtvaardigd omdat hiermee de ontwikkeltijd werd verkort. De eerste serie werd al 3 weken nadat het design bevroren was, uitgeleverd. De echte productie van de keramische componenten kost natuurlijk meer tijd dan bij spuitgieten, maar het verschil valt best mee. In 2 uur tijd kunnen zo’n 750 stuks geprint worden, inclusief de insteltijd voor de AM-machine. Per dag dus maximaal 3.000 stuks (versus 3.840 bij spuitgieten). De kosten van het 3D printen bedragen € 2,10 per product. Deze kosten tegen elkaar afgezet, levert een break even punt op van 20.000 stuks. Een totale order kleiner dan 20.000 stuks is goedkoper te maken via additive manufacturing; zijn er méér exemplaren nodig, dan is CIM financieel voordeliger. De vraag is echter of je de grens zo hard moet zien. Zeker bij een nieuw product biedt 3D printen in de eerste jaren meer flexibiliteit. De afweging was dan ook of deze flexibiliteit zwaarder weegt dan het vertrouwen in toekomstige

print magazine maart 2016

Het additief vervaardigen van het onderdeel voor de medische component is aantrekkelijk omdat elke 2 uur een batch van 750 stuks geproduceerd kan worden. Dat is slechts een klein beetje minder dan met CIM.

verkoopaantallen die voldoende hoog zijn om CIM te rechtvaardigen.

Volume mede van invloed

Admatec heeft dezelfde exercitie voor een ander onderdeel gemaakt, een grotere component met een Z-hoogte van 28 mm en dat supportmateriaal nodig heeft bij het 3D printen. Hieruit blijkt dat volume en nabewerking effect hebben op het omslagpunt. Bij deze behuizing voor een sensor ligt het omslagpunt aanzienlijk lager, namelijk al bij 600 stuks. Dat komt onder meer doordat per batch slechts 15 producten geprint kunnen worden (tegen 750 bij het chirurgisch instrument) en elke behuizing nabewerking vraagt.

De doorlooptijd is wel opnieuw in het voordeel van additive manufacturing,

Deze grafiek toont de kosten per deel voor het onderdeel van het chirurgisch instrument.

door het ontbreken van de matrijs. Voor een seriegrootte groter dan 600 stuks is CIM financieel aantrekkelijker dan 3D printen.

Verwachtingen

De verwachting is dat additieve productietechnieken de komende vijf jaar hun plek in de maakindustrie gaan innemen. Ze zullen een deel van de productie van CIM en andere sintertechnieken afsnoepen, waarschijnlijk het deel met een seriegrootte tussen de 1 en 10.000 stuks en een bouwvolume kleiner dan 50 cc.

En in deze grafiek worden de kosten van de beide processen voor de sensorbehuizing tegen elkaar afgezet

Admatec pionier in 3D printen technisch keramiek Admatec is een van de pioniers als het om 3D printen van componenten van technisch keramiek gaat. Het Nederlandse bedrijf heeft een eigen DLP techniek ontwikkeld en neemt ook deel in internationale onderzoeksprojecten.

Het gaat om onderdelen die nu veelal met Ceramic Injection Moulding (CIM) worden gemaakt, een techniek die altijd een dure matrijs als vertrekpunt heeft.

Bij 3D printen vervallen deze. Met de 3D

print magazine maart 2016

printtechniek van Admatec hebben de onderdelen dezelfde eigenschappen als de conventioneel vervaardigde. Er worden dus eindproducten mee vervaardigd.

Naast de economische kant zit er ook nog een designaspect aan het 3D printen van keramische onderdelen. Het is namelijk mogelijk designfeatures te integreren die met CIM onmogelijk zijn, zoals ondersnijdingen en inwendige koelkanalen. Admatec biedt het 3D

printen van technisch keramiek aan als dienstverlening. Met de eigen techniek print het bedrijf onderdelen in een resolutie van 15 tot 50 Âľm met een maximaal volume van 130 bij 70 bij 400 mm (Z-richting). Op RapidPro presenteert Admatec een aantal cases in het lezingenprogramma. www.admatec.nl

41

De 3D printer die herinneringen voor blinden tastbaar maakt.

Onze industrie heeft voor slechtzienden iets ongelofelijks kunnen realiseren: het is nu mogelijk om foto’s driedimensionaal weer te geven en als sculptuur uit te printen. Zo worden blijvende herinneringen tastbaar.

Maar om oog te kunnen hebben voor de 3D print ideeën van de toekomst, dient u de beste ideeën van nu te kennen. drupa 2016 is, met meer dan 1.500 exposanten uit ruim 50 landen, met afstand de belangrijkste beurs voor de print en media branche wereldwijd.

Hier vindt u de innovaties die uw business in de toekomst bepalen. drupa: turning visions into innovations.

Het complete verhaal en nog meer nieuws over de toekomst kunt u vinden op www.drupa.com/blind

touch the future 31 mei tot en met 10 juni 2016 Düsseldorf/Germany www.drupa.com

Share Informatie in Nederland: Fairwise bv Verlengde Tolweg 2a _ 2517 JV Den Haag Tel. +31 (0) 70 350 1100 info@fairwise.nl

www.fairwise.nl

dru1602_BL_210x145+3_NL.indd 1

Maak kennis met de Builder Premium

03.02.16 11:20

Builder 3D Printers, Nederlandse 3D printer fabrikant, stelt u op de RapidPro/ Technishow voor aan de Builder Premium. De Builder Premium, die niet voor niets de naam Premium draagt, is verkrijgbaar in 3 verschillende hoogtes, komt standaard met heated bed, een volledig gesloten behuizing, 4.3 inch full color touchscreen met Wi-Fi en een camera. Dit maakt het tot een zeer uitgebreide 3D printer. Met Wi-Fi kunt u verbinding maken met uw Premium om vervolgens uw print te checken vanaf een smartphone. Vanwege de volledige gesloten behuizing en het heated bed (constante temperatuur) worden de 3D prints nog strakker en mooier qua laagresolutie. Elke Premium wordt ook standaard geleverd met de, door Builder ontwikkelde, Dual-Feed extruder die het mogelijk maakt om 2 verschillende kleuren/ materialen te printen door 1 nozzle. Bezoek de stand van Builder 3D Printers en ontdek zelf de hoogwaardige kwaliteit van Builder Premium.

Stand 116 RapidPro Stand 11.G049 Technishow www.builder3dprinters.com info@builder3dprinters.com

42

print magazine maart 2016

NextStep3D: onderzoeksproject 3D printen met steun EZ NextStep3D onderzoekt met steun van het ministerie van Economische Zaken of er nieuwe technieken en materialen kunnen worden ontwikkeld, die nog betere technische eigenschappen geven aan 3D geprinte onderdelen. NextStep3D doet dit onderzoek samen met klanten. “Innovatie en creativiteit zijn de sleutels om de maakindustrie terug te halen”, zegt directeur Bas Beltman, directeur.

Bas Beltman: “Voor bijna alle sectoren ligt de toekomst in innovatie.

Door nieuwe (productie)technologieën zoals 3D printen kunnen we nog efficiënter werken. Wanneer we als BV Nederland hierop inzetten, kunnen we ons internationaal onderscheiden met nieuwe technologieën, producten en diensten. Het kan dan aantrekkelijk worden voor bedrijven om productie vanuit het buitenland terug te halen naar Nederland.”

Functioneel ontwerp

Daarom is NextStep3D, die onder meer het Franse Prodways in de Benelux vertegenwoordigt, het onderzoekstraject gestart.

Zijn visie, zo legt Beltman uit, sluit aan op die van de FME, de ondernemersorganisatie voor de technologische industrie. De FME schrijft het succes van Nederlandse industriële bedrijven toe aan de combinatie van innovativiteit en creativiteit. Hij ziet bij veel klanten de beweging naar producten met een hogere toegevoegde

Engineers hebben de sleutel in handen om 3D printen een grote vlucht te laten nemen.

waarde. “Een van de belangrijkste klantsuccessen is het functioneel ontwerpen van een product. Als engineers producten zo kunnen ontwerpen dat het direct toepasbaar is in het juiste materiaal, dan gaat additive manufacturing een enorme vlucht nemen.” http://www.nextstep3d.nl/

Rösler introduceert RapidFinish Rösler Benelux heeft speciaal voor 3D geprinte componenten RapidFinish ontwikkeld. Deze mechanische oppervlaktebehandeling zorgt voor gladde oppervlakken van 3D geprinte kunststof producten. De techniek is ontwikkeld samen met Shapeways, dat RapidFinish zowel in de fabriek in New York als Eindhoven inzet.

Waar 3D printen meer mogelijkheden biedt dan conventionele productietechnieken heeft het ook zijn beperkingen. Een actueel aandachtspunt is de inwendige en uitwendige structuur van een werkstuk dat laagje voor laagje wordt geprint. De laaglijnen zijn hierdoor vaak zichtbaar. Afhankelijk van de geprint resolutie en het materiaal heeft het product vaak een ruw oppervlak.

Om dit ruwe oppervlak te verbeteren, hebben Shapeways en Rösler samen de bestaande finishprocessen van Rösler doorontwikkeld naar een toepassing voor 3D printen. Voor Shapeways is een mechanische nabehandeling belangrijk, omdat daarmee het productieproces wordt versneld terwijl de geometrische vorm van het product in stand blijft. Uiteindelijk moet één bewerking een mix producten op reproduceerbare wijze afwerken. Rösler RapidFinish biedt de oplossing voor de hoge eisen van Shapeways. De RapidFinish mechanische oppervlaktebehandeling heeft geen belastende werking op het milieu. De behandeling is specifiek afgestemd op 3D geprinte werkstukken van alle materialen en elke geometrie. Ook

print magazine maart 2016

complexe geometrieën met bijvoorbeeld kanalen en gaatjes kan men inwendig afwerken, zolang de procesmedia kunnen bewegen door holle ruimtes.

Testcentrum

De Nederlandse vestiging van Rösler heeft inmiddels een testcentrum ingericht en biedt klanten uitgebreide uitbestedingsmogelijkheden. Omdat nu hoogwaardige eigenschappen kunnen worden toegekend aan producten die uit een 3D printer komen, wordt de drempel voor het inzetten van 3D geprinte onderdelen voor alle vakgebieden drastisch verlaagd. Rösler verwacht dat deze doorbraak de transitie van conventionele productiemethoden naar 3D printen zal versnellen. www.rösler.nl/assortiment/3d-rapidfinish

43

Balans tussen technologie, poeder en nabehandeling bepaalt eindresultaat

Applicatie het vertrekpunt voor keuze van poeder De 3D printtechnologie zoals de machinebouwers deze in hun machines integreren, is slechts één kant van de medaille. Het poeder heeft net zulke grote invloed op de eindkwaliteiten van het geprinte werkstuk. Misschien zelfs een grotere. Het gaat om het juiste poeder in combinatie met de juiste technologie, met de applicatie als vertrekpunt.

Oerlikon Metco stapte in de markt voor metaalpoeders lang voordat 3D printen de top op Gartners hypecycle bereikte.

Aerospaceklanten van de Zwitserse multinational passen al sinds enkele decennia poedergebaseerde processen, zoals thermisch spuiten en lasercladden toe. Deze poeders worden in de markt verkocht onder het label Amdry en MetcoClad.

Sinds enige tijd is er ook een portfolio met als label MetcoAdd. Poeders voor 3D printen. Daarmee heeft de onderneming nu zo’n 10 jaar ervaring. Sinds een klein jaar beschikt het bedrijf in het Amerikaanse Westbury bij New York over een AM competence center. Oerlikon gelooft in de groei van de additive manufacturing markt.

Niet alleen materiaalspecs tellen

“In Westbury staan twee 3D metaalprinters, enkel ter ondersteuning van de ontwikkeling van metaalpoeders en klantprojecten”, zegt Ludo Bautmans, R&D manager bij Oerlikon Eldim in Lomm. Vanuit zijn rol als R&D manager in Lomm is hij wereldwijd betrokken bij de ontwikkeling van de poederactiviteiten. Bij Eldim onderzoekt men met name het effect van warmtebehandeling. Want Oerlikon kijkt veel breder dan alleen naar de poederspecificaties. Ludo Bautmans: “Veel

Elk proces kent typische eigenschappen van de poeders om tot een optimaal resultaat te komen.

bedrijven willen méér dan de specs van een datasheet. Het gaat ook om welke warmtebehandeling je de onderdelen geeft en het effect daarvan op de eigenschappen. En de nabewerking.”

Additive manufacturing draait om het vinden van de juiste balans. Door het ‘tweaken’ van de machine, de instellingen en de settings voor de warmtebehandeling, heb je veel invloed op de eigenschappen van het 3D geprinte product.

Juiste poeder voor elk proces

Deze grafiek laat zien welke korrelgrootte het meest geschikt is voor welk proces. Uiteindelijk is de toepassing bepalend voor de keuze van beide.

44

Het proces begint eigenlijk bij de selectie van het juiste poeder.

Poedereigenschappen op maat van de procesvereisten zijn bepalend voor het eindresultaat. Voor lasercladden, zoals DMG Mori in de hybridemachine doet, of het coldspray proces van het Amerikaanse Sciaky, heb je ander poeder nodig dan voor de lasertechnologie in de poederbed 3D printers.

Daarom zijn dit voor Oerlikon gescheiden productiestromen.

Bij wat Oerlikon Direct Energy Deposition noemt, het cladden,

print magazine maart 2016

De verschillen tussen de poedersoorten.

wordt het poeder in een gasstroom meegenomen vanuit de hopper richting het substraat. Bij poederbedprocessen wordt een zo gelijkmatig mogelijk bed van poederdeeltjes uitgestreken die door de laser belicht worden. Bij dit proces is het juist belangrijk dat de poeders zo homogeen mogelijk zijn, met een uniforme korrelgrootte. Deze is direct van invloed op de oppervlaktekwaliteit. Ludo Bautmans: “De eerste gebruikers hadden geen keus, er was alleen poeder voor cladden. Een fijnere gradatie bestond niet. Nu is er wel een fijnere grade voor het poederbedfusie proces.”

Grovere en fijnere poeders

De poeders voor lasercladden zijn grover, vandaar de hogere opbouwsnelheid.

Gemiddeld is de grootte tussen de 45 en 150 µm, terwijl poeders voor poederbedprocessen tussen de 10 en 53 µm groot zijn. De eisen aan dergelijke poeders verschillen op nog andere punten. Het vloeigedrag van het poeder, de morfologie, de dichtheid en de geometrische vorm zijn voor cladden belangrijke criteria; voor het poederbedproces zijn het absoluut kritische succesfactoren. Om maximale productkwaliteit te realiseren, moet je het juiste poeder kiezen. Met poeders voor lasercladden zul je op een installatie voor thermisch sprayen geen optimaal resultaat krijgen. Net zoals voor elektronenstraal technologie een poedergrootte tussen 45 en 105 µm een beter resultaat geeft dan wanneer je werkt met een bredere range als claddingpoeders. “Daarin zit ook het prijsverschil”, zegt Ludo Bautmans.

“Je moet echt vertrekken vanuit de toepassing. Die bepaalt de keuze voor het proces en het materiaal.”

Kennis opbouwen

Oerlikon investeert veel in R&D naar 3D metaalprinten, zowel via eigen projecten alsook in samenwerkingsprojecten met

print magazine maart 2016

universiteiten en researchinstituten.

Voordat de technologie echt een standaard productietechnologie wordt, moet er namelijk nog veel werk worden verzet. Een belangrijke stap richting de industriële toepassing is de normering.

ASTM-normen zijn essentieel, vindt Ludo Bautmans. Want op dit moment leveren twee poeders met op het eerste gezicht nagenoeg dezelfde chemische samenstelling, maar verschil in de andere poedereigenschappen, niet een gelijk eindresultaat op. Daarnaast zijn normeringen voor het complete proces belangrijk, inclusief de manier van printen en welke warmtebehandeling gegeven wordt. Dan krijg je de consistente kwaliteit die een afzetmarkt als de luchtvaartindustrie eist. “Als

aerospace een technologie als standaard aanduidt, wil men minstens 20 jaar op rij dezelfde resultaten krijgen met wat men in het jargon bevroren parameters noemt.” En dan moeten bedrijven nog een goede manier van produceren ontwikkelen. Ludo Bautmans: “Opslag van poeders kan wel degelijk een verschil maken. Laat je poeders in de containers zitten of gebruik je deze totdat ze leeg zijn? En hoeveel hergebruikt poeder zet je in? Of, hoe vaak print je trekstaafjes mee om trektesten te kunnen doen?”

Kennis van additive manufacturing opbouwen is voorlopig misschien wel het allerbelangrijkste. www.oerlikon.com/metco

Poedermarkt zal steeds meer open markt worden In de additive manufacturing industrie hanteren nog steeds enkele printerfabrikanten lock-in regels. Ze verkopen machine én poeder. Oerlikon denkt dat dit model goed is voor wie begint, omdat je met de parametersettings van de fabrikant snel tot een acceptabel resultaat zult komen. “Maar wij zien dat gebruikers hebben geleerd en al snel zelf hun materiaalleveranciers willen selecteren.” Jos Jacobs, salesmanager voor Oerlikon Metco, denkt dat de poederfabrikanten zelfs een sleutelrol in deze markt vervullen. Zowel kleinere als grotere bedrijven ontwikkelen hun eigen settings voor specifieke poeders, gecombineerd met de beste warmtebehandeling. Oerlikon biedt daarom zowel standaard poeders aan, in combinatie met parametersettings, maar gaat de samenwerking om de optimale combinatie

van poeder, machine en nabehandeling voor een specifieke toepassing samen met de klant te ontwikkelen, niet uit de weg. “Er bestaat geen poeder dat alle combinaties afdekt”, aldus Jacobs. Daarom heeft Oerlikon verspreid over de wereld meerdere R&D en productievestigingen om klanten te ondersteunen. Ook ontwikkelt Oerlikon niet-standaard poeders of poeders waarvoor de printerfabrikanten geen parameterinstellingen hebben. Jos Jacobs verwacht daarom dat de poedermarkt steeds meer een open markt zal worden.

“Nadat je al parameterinstellingen kon kopen, zijn er ook al editorsets voor parameterinstellingen verkrijgbaar. De lock in regeling staat nog steeds meer ter discussie. Dat is maar goed ook.”

45

Builder 3D: FDM printen 2.0

FDM printen 2.0. Met dat begrip vat Builder 3D Printers de innovaties samen die op zowel RapidPro als TechniShow getoond worden. De belangrijkste innovatie is dat de nieuwe generatie 3D printers volcontinu kan printen. De producten worden automatisch afgevoerd waarna een nieuwe printjob start. De tweede innovatie is dat de printer zowel via de smartphone volledig bediend kan worden en Builder 3D Printers de cloudsoftware van Printer R integreert.

46

print magazine maart 2016

Innovatie maakt volcontinu 3D printen mogelijk

Drie jaar geleden is Paul Hunck, R&D directeur van Code P West, gestart met de ontwikkeling van 3D printers. Hij zag een ontwikkeling die het fijnmechanisch bedrijf op termijn wel eens zou kunnen gaan raken: 3D printen. “Als een klant niet meer naar ons komt voor prototypes, missen we misschien ook de 0-serie of zelfs de serie.”

Builder 3D Printers is qua omvang na 3 jaar inmiddels net zo groot als Code P-West en de groei zet ook dit jaar door, onder andere door de export. Builder 3D richt zich op de industriële markt. De zelf ontwikkelde en in huis geproduceerde dual extruder met 2 kanalen is één van de sterke punten.

Deze zorgt voor een goede resolutie en bij de Extreme printer, die tot 1900 mm hoog print, voor een snelle opbouw vanwege de hogere opbrengst per minuut.

3D printfabrieken in opkomst

Nu zet de Nederlandse fabrikant een nieuwe stap met de mogelijkheid volcontinu te printen. Het ontwikkelteam heeft een verwarmd printbed ontwikkeld dat oneindig kan ronddraaien. Zodra de printjob klaar is, draait het bed naar voren waarna de producten via een glijbaan in een opvangbak vallen. De software laadt meerdere printjobs in die de 3D printer achter elkaar print. Paul Hunck: “Iedereen

praat erover dat 3D printers sneller moeten worden. In de industrie zie je echter dat bedrijven bezig zijn printfabrieken in te richten met hele series FDM-printers zoals de onze. Zo kan het productietempo ook omhoog.” Juist omdat deze FDMprinters betaalbaar zijn, blijven de totale investeringen overzichtelijk. Hij is getriggerd om deze ontwikkeling in gang te zetten omdat hij ziet dat veel Builder-klanten de 3D printer gebruiken om wekelijks productieonderdelen mee te maken.

Ze willen omwille van de flexibiliteit niet investeren in een spuitgietmatrijs, maar wekelijks tientallen of zelfs honderden producten 3D printen. “Ze willen flexibel zijn in hun design, geen last hebben van moeilijke communicatie met China of de slechte leverbetrouwbaarheid.” Builder 3D print zelf ook wekelijks onderdelen voor de eigen printers zoals de filamentrolhouder en een clip.

Stabiel printproces en extruder de basis Hoewel de oplossing om continu te printen eenvoudig lijkt, is het een uitdaging geweest om het concept werkend te krijgen. Met name de keuze van het materiaal voor de transportband waarop geprint wordt was een lastige. Het product moet tijdens het printen voldoende hechten voor stevigheid en de nauwkeurigheid, als het klaar is moet het makkelijk van het printbed afvallen.

De printers zelf zijn volgens Paul Hunck al voldoende voorbereid op het continu printen. De ervaring van de ontwikkeling van de Extreme printers en de sterke extruder vormen daar de basis voor. “De printers zijn voldoende betrouwbaar en stabiel om 100 uur en nog langer achter elkaar door te printen.”

Jelle van Leeuwen bij het nieuwe printbed dat automatisch het geprinte product uitwerpt als het klaar is. Jelle heeft het concept bij Builder 3D Printers ontwikkeld.

mooier. Ik verwacht dat binnen enkele jaren PLA verdrongen wordt door PET.” Qua software integreert Builder 3D in de nieuwe generatie printers de cloudsoftware van Printer R en wordt de printer toegankelijk via smartphone of tablet. Dat gebeurt via een webbrowser, waarna je via de camera een direct beeld krijgt van de huidige printjob en alle functies kunt starten en bedienen. Builder 3D werkt samen met deze Nederlandse start up Printer R om automatisch een STL-file printklaar te maken in de cloud. De software kiest automatisch voor de juiste positionering, plaatst zelf de noodzakelijke support en doet het slicen.

“FDM printen wordt steeds professioneler”, zegt Paul Hunck. De 3D printer wordt het verlengstuk van engineers die hiermee doorlooptijden verkorten. En er komen 3D printfabrieken waar echt productie wordt gemaakt. “We staan pas helemaal aan het begin van deze ontwikkeling.” www.builder3dprinter.com

Materialen en software

De nieuwe generatie Builder 3D printers is via elke webbrowser te bereiken. Alle functies kunnen vanaf afstand bediend worden.

print magazine maart 2016

De ontwikkeling op 3D printgebied moet volgens Paul Hunck niet alleen bij de fabrikanten van de hardware vandaan komen. Materiaal en software - die Builder grotendeels in eigen huis ontwikkelt - moeten de rest van de innovaties invullen. Qua materialen verwacht hij veel van PET-filament. Zijn eigen team heeft geëxperimenteerd met het 3D printen van PET. Dat levert een veel beter oppervlak op terwijl ook de mechanische eigenschappen beter zijn dan van met PLA geprinte onderdelen. “De kostprijs van PET is hetzelfde als van PLA, maar je print

47

Designrevolutie van 3D printen moet nog komen

Het IsraÍlische NanoDimension demonstreerde de techniek om PCB’s te printen. Omdat deze op een gekromd oppervlak geprint kunnen worden, maakt NanoDimensions de weg vrij naar printed electronics in wearables.

De echte revolutie in maaktechnologie komt pas als ontwerpers vanuit hun designsoftware met materiaaleigenschappen kunnen spelen. Die ontwikkeling komt er aan, voorspelt Gian Paolo Bassi, CEO van SolidWorks. Tot dat moment wil SolidWorks het 3D printen vooral gemakkelijker maken door de printtechnologie te integreren in de huidige designsoftware. Want ontwerpers en makers komen niet langer om 3D printen heen. En cloudtoepassingen vergroten het aantal makers op deze wereld.

48

print magazine maart 2016

Integratie 3D printers in SolidWorks designsoftware slechts een eerste stap

Voor Bernard Charlès, CEO van moedermaatschappij Dassault Systèmes, is de aandacht voor 3D printen meer dan terecht. 3D printen is hét gereedschap van de makers in deze wereld. En er komen steeds meer van deze makers, mede door de opmars van cloudgebaseerde softwaresystemen. Hierdoor komt designen maaktechnologie beschikbaar voor groepen gebruikers die zich tot nog toe niet de initiële investeringen voor dergelijke designtools kunnen veroorloven. “Het economisch model gaat veranderen door de cloudtoepassingen. Innovatie gebeurt niet langer in grote bedrijven; de innovatiepower zit bij de burgers die willen bijdragen, bij studenten, bij MKB-ondernemingen.”

Cloudoplossingen, delen, IoT maar zeker ook 3D printen zijn de sleutelwoorden in de strategie van het Frans-Amerikaanse concern.

De Koreaanse printerfabrikant Sindoh past meerdere slimme innovaties toe, zoals deze losse chip voor in de cartridge. De chip wordt met de rol filament meegeleverd, zodat de cartridge hergebruikt kan worden.

Materialen designen

SolidWorks deelt de strategische ontwikkelingen op het vlak van 3D printen op in drie fasen. Op langere termijn zullen productdesigns niet meer gebaseerd zijn op geometrische data, maar op informatie over de toepassing van een product.

“De designfilosofie gaat veranderen onder invloed van 3D printen”, verwacht Kishore Boyalakuntla. Niet langer zijn de beperkingen van de maaktechnologie, zoals CNC-verspanen, dominant in het

MarkForged, dat nauw samenwerkt met SolidWorks, liet deze toepassing van het 3D geprinte deel, versterkt met carbonvezel, zien in dit gereedschap.

Ook integratie Ultimaker in SolidWorks Een van de andere 3D printerfabrikanten waarmee SolidWorks momenteel samenwerkt aan de integratie van 3D printtechnologie in de designsoftware van het Nederlandse Ultimaker. “Nog dit jaar wordt onze software onderdeel van SolidWorks. Je kunt dan direct printen naar je Ultimaker om zo het ontwerp- en printproces te stroomlijnen”, zegt Iris Smeekes van Ultimaker. Naast haar Matthew Griffin, directeur community. Ultimaker was op SolidWorks World aanwezig in het partnerpaviljoen. De Nederlandse fabrikant schuift steeds verder op richting de professionele markt.

print magazine maart 2016

49

Het uitvinden van materialen wordt onderdeel van het designproces Bernard Charlès, CEO van Dassault Systèmes: 3D printen wordt het gereedschap van de makers.

Gian Paolo Bassi: de echte 3D printrevolutie komt als je materialen gaat ontwerpen.

Neil Gershenfeld van MIT: data worden de dominante factor in design.

ontwerpproces. Nee, data worden de dominante factor, zoals ook Neil Gershenfeld van MIT denkt. De directeur van MIT’s Center for Bits and Atoms en een van de initiatiefnemers van de wereldwijde fablabs, voorspelt een nieuwe economie waarin iedereen alles kan maken, dankzij 3D printen en IoT. “We moeten data in producten en producten in data transformeren”, aldus Gershenfeld in zijn keynotelezing op SolidWorks World 2016. “Personal fabrication is de killer app voor digital fabrication; dingen maken die niet in de winkel liggen maar die je wel wilt.” Ontwerpen in 3D wordt volgens hem coderen voor de 3D bouwstenen die zichzelf

50

vervolgens bouwen. Elk project maakt zijn eigen machines. In die maakrevolutie gaan materialen een sleutelrol spelen. Is 3D printen nu nog vooral een revolutie op het gebied van vorm; uiteindelijk zal het vooral een materialenkwestie worden. “De echte revolutie van additive manufacturing is nieuwe materialen ontwikkelen. Het uitvinden van nieuwe materialen wordt onderdeel van de designfase”, voorspelt Gian Paolo Bassi, CEO van SolidWorks. De ontwerper zoekt of maakt in de toekomst de materiaaleigenschappen vanuit zijn ontwerpomgeving. De ontwikkelaars van engineeringtools werken op dit punt samen met meerdere internationale onderzoekscentra, zoals het MIT. Bernard Charlès: “Uiteindelijk moet de software functiegebaseerd de beste resultaten presenteren op basis van de eigenschappen die je als ontwerper zoekt.”

Embedded electronics printen

Voordat de visionaire toekomstbeelden van Bassi en Gershenfeld realiteit zijn, zullen nog wel enkele edities van het engineeringevent voorbijgaan. Voor de middellange termijn, die bij SolidWorks een horizon van 12 tot 36 maanden bestrijkt, is de trend vooral in het embedden van bijvoorbeeld 3D geprinte elektronica in producten, die eventueel zelf ook 3D geprint kunnen zijn. Dat de technologie om elektronica te printen niet meer zo ver weg is, laat NanoDimension uit Israël zien, een van de deelnemers aan het partnerpaviljoen op SolidWorks World. Het bedrijf heeft zowel de printtechnologie als materialen ontwikkeld om PCB’s te printen. Zowel het polymeer als de geleidende lagen (tot wel 20 lagen gestapeld) worden in de 3D printer geprint in een product. Het bijzondere is dat het Israëlisch bedrijf de PCB’s in elke vorm kan printen, het hoeft niet per se een vlak te zijn, het kan ook een gekromd oppervlak zijn. Dat opent bijvoorbeeld mogelijkheden voor wearables, een markt die gaat groeien onder invloed van IoT (Internet of Things). De eerste versie van de Dragonfly is overigens bedoeld voor ontwerpers van elektronica, die hun ontwerpen direct kunnen printen. Een serieproductie concept komt er in de toekomst ook.

3D printen vanuit de ontwerpomgeving

Voor de korte termijn, de komende 12 maanden, richt SolidWorks de 3D printactiviteiten vooral op de integratie van printtechnologie in de designsoftware. “We maken het 3D printen gemakkelijker”, vat Kishore Boyalakuntla het doel samen. Deze stap is noodzakelijk om het gebruik van 3D printtechnologie toegankelijker te maken voor een bredere groep. De workflow is nog te complex. Omdat SolidWorks op termijn het gebruiksgemak wil bieden die je nu hebt met het printen van een pdf, is het concern toegetreden tot het 3MF

print magazine maart 2016

consortium dat een nieuw format voor 3D printen ontwikkelt, nu de huidige STL-file niet meer toereikend is. Hij gelooft dat op een dag zoveel kennis in de software steekt, dat de gebruiker zich niet meer druk hoeft te maken over de details. “Het is wel de vraag of SolidWorks dat gaat doen of andere partijen.” Voorlopig gaan de ontwikkelingen dan ook meer in de richting van het integreren van 3D printers via add-ins in de ontwerpomgeving, zoals nu voor het eerst met de Koreaanse printerfabrikant Sindoh gebeurt. SolidWorks werkt overigens ook al samen met Ultimaker aan deze integratie. www.solidworks.com

Stratasys en Adobe presenteerden heel nieuwe technologie om met de Connex 3 meer dan 1000 kleuren te printen, die je selecteert in Adobe Photoshop. Ook Stratasys ziet het als essentieel om de workflow in 3D printen te vereenvoudigen.

Sindoh 3D printtechniek geïntegreerd in SolidWorks De eerste concrete integratie van 3D printtechniek in SolidWorks 2016 komt voor rekening van de Koreaanse printerbouwer Sindoh. De 3Dwox DP200 kan via een add-in direct vanuit de SolidWorksomgeving benaderd worden. Via de camera in de 3D printer kun je zelfs tijdens het ontwerpen het 3D printen volgen.

3D printen moet zo gemakkelijk als mogelijk worden. Dat is de doelstelling die de ontwikkelaars van SolidWorks zich hebben gesteld voor de komende maanden. De samenwerking met de Koreaanse printerfabrikant Sindoh laat zien wat de softwareontwikkelaar hiermee bedoelt. De ideeën van beide bedrijven over het gebruik van 3D printers sluiten naadloos op elkaar aan. “3D printen moet net zo gemakkelijk zijn als 2D printen”, zegt Thomas Kim, general manager van Sindoh. Dit is een Koreaanse fabrikant die al een halve eeuw 2D printers en copiers bouwt. Sindoh heeft enkele bijzondere features aan de eerste 3D printer toegevoegd, zoals een cartridge met autoload functie voor het filament. De gebruiker kan zelf de filamentrol in de cartridge wisselen. De rol komt met een chip voor de directe communicatie

Van links naar rechts Kishore Boyalakuntla, Thomas Kim en Peter Rucinski.

met de 3D printer. Het filament wordt automatisch geladen. Ook het printbed wordt door de machine uitgelijnd.

Printen vanuit SolidWorks

De andere innovatie is te vinden in de speciale add in voor SolidWorks in combinatie met een app. Peter Rucinski, bij SolidWorks verantwoordelijk voor de desktopproducten, is de aanpak van Sindoh precies wat SolidWorks wil om 3D printen te vereenvoudigen. De add in zoekt zelf de beste positionering om te printen, brengt eventueel supportstructuur of een rasterstructuur aan en doet het slicen. Daarna wordt de file doorgestuurd naar de 3D printer. Vanuit de SolidWorksomgeving kan de printjob gevolgd worden. Dat kan eventueel ook via een webbased app, waarmee via de cloud geprint kan worden. Thomas Kim van Sindoh wil ook de nieuwe design apps die SolidWorks voor kinderen op de markt brengt via de cloud gaan koppelen aan zijn 3D printers.

In de digitale april-editie van 3D printmagazine verschijnt een uitgebreider artikel over Sindoh.

Sindoh is de eerste 3D printerfabrikant die het 3D printen integreert in SolidWorks.

print magazine maart 2016

www.sindoh.com

51

Amerikaanse start up automatiseert postprocessing 3D printen

Manarm reinigen 3D printen is verre van ‘brainless production’. Net zo min is de technologie manloos toe te passen. Met name het reinigingsproces na het 3D printen vergt veel handarbeid.

Daniel Hutchinson, oprichter van Postprocess Technologies, denkt die stap vergaand te kunnen automatiseren.

Daniel Hutchinson is eigenlijk bij toeval op het idee gekomen om een methode te ontwikkelen om 3D geprinte delen automatisch te reinigen. In het 3D print lab van Boeing hoorde hij vijf jaar geleden dat de Amerikaanse vliegtuigbouwer de stap naar grootschalige inzet van 3D printdelen niet kon maken omdat het reinigen ervan teveel werk zou opleveren. Dat is precies het punt waar veel 3D print service bedrijven tegen aanlopen: de 3D printers kunnen wel uren, nachten of zelfs een weekend lang onbemand printen, uiteindelijk moet uit bijvoorbeeld zo’n poederbak elk onderdeel apart worden uitgenomen en gereinigd.

“Alle delen moeten nog met de hand gereinigd worden. Die stap willen wij automatiseren”, zegt de Amerikaan, die overigens liever over post printing praat.

Inclusief verwijderen supportmateriaal Want hij richt zich niet alleen op het verwijderen van poeder, dat bijvoorbeeld na stereolithografie overblijft. Het verwijderen van supportstructuren is in zijn ogen de eerste stap in het nabewerken van de 3D geprinte onderdelen. Hij gebruikt in de tanks een speciale vloeistof die gedurende een bepaalde tijd continu in beweging blijft, met de te reinigen onderdelen erin. De bewegingen zijn volledig computergestuurd op basis van een speciaal algoritme, waarmee voorkomen wordt dat bij dunwandige producten beschadigingen optreden. Het proces is geschikt voor alle vormen van 3D printen met kunststof, dus zowel FDM, SLS als SLA. Postprocess heeft ook

print magazine maart 2016

een techniek ontwikkeld om met een speciale slurrie supports van metalen producten te verwijderen en tegelijk de oppervlaktekwaliteit te verbeteren. Sinds eind 2015 is het proces toegelaten voor dentale toepassingen. Deze toepassing is ontwikkeld samen met een Amerikaanse fabrikant van geprinte dentale producten.

Hutchinson: “De klant kon slechts 120 producten per dag produceren vanwege het werk om de printdelen te reinigen. Een tweede printer was de enige optie om de productiecapaciteit te verhogen, totdat wij het reinigingsproces automatiseerden.” Cyclustijden variëren van 15 minuten tot 2,5 uur, grotendeels onbemand. Momenteel loopt er een langer durende praktijktest om de consistentie van de bewerking aan te tonen. Tot nog toe is er geen enkele geometrie geweest die men niet kon reinigen. De ra waarde aan de binnenkant van producten wordt dezelfde als aan de buitenkant.

Hutchinson met zijn technologie de sterkte van 3D geprinte onderdelen verhogen. “Dat betekent dat je dunwandiger kunt printen met behoud van de sterkte en dus minder materiaal nodig hebt.” De eerste testen hiermee heeft hij gedaan met Ultem, een nylon van Stratasys. De derde stap is het automatisch aanbrengen van coatings en het eventueel kleuren van geprinte onderdelen door een kleurstof te infiltreren in de kunststof. Ook wordt er gewerkt aan certificering voor medische toepassingen. Op de IMTS in september in Chicago wil het Amerikaanse bedrijf een complete lijn aan postprocessing machines presenteren. Ondertussen zijn er al 42 machines geïnstalleerd in de markt, met name bij 3D print service bureaus. De installaties zijn er in een designerversie voor kleine aantallen hoogwaardige producten en in een productieversie voor grote aantallen. www.postprocess.com

Printdelen sterker maken

In een volgende stap wil Daniel

.

Voor de behandeling.....

... en na de behandeling.

53

Nederlandse maakindustrie laat 3D printkans (vooralsnog) liggen

Buy or print? Met die vraag kun je dit jaar de TechniShow en ESEF bezoeken. De aandacht op beide beurzen voor de maakindustrie onderstreept het belang van 3D printen voor de industrie. Maar springt de industrie snel genoeg op deze AM-trein? Of is het kijken maar niet kopen?

Trumpf keert terug naar de 3D printmarkt met onder andere de LMD-technologie waarmee snel producten opgebouwd kunnen worden.

54

print magazine maart 2016

Hoe kijken grote spelers tegen de Nederlandse 3D printmarkt aan?

“Aan de kunststofkant gebeurt momenteel meer dan aan de metaalkant”, constateert Maarten van Teeffelen van CNC Consult & Automation. Verleden jaar heeft de softwareleverancier voor de verspanende industrie zijn activiteiten gesplitst.

De 3D printactiviteiten zijn sindsdien ondergebracht bij Brilliant Technology.

Maarten van Teeffelen ziet het ontbreken van een businessmodel aan de metaalkant als het grootste struikelblok. En hoewel hij zegt dat aan de kunststoffenkant meer gebeurt, vindt hij toch dat ook hier de markt onbegrijpelijk traag reageert. Met de 3D printers van Envisiontec en nieuwe, speciale materialen kan men mallen en matrijzen 3D printen voor bijvoorbeeld verloren was gieten en spuitgieten.

Terugverdientijden zijn aantoonbaar. De spuitgietbedrijven zitten te slapen, zo durft Van Teeffelen het hardop te benoemen.

“Als je ziet dat de printmaterialen zich meer en meer lenen voor rapid manufacturing en we op dit moment zelfs matrijzen in kunststof printen, waarmee de eerste spuitgiet serie kan worden gespuitgiet, is het een gemiste kans voor de spuitgieters om hier niet in te stappen.”

Nederland - België: 0 - 1

Nederland loopt met additive manufacturing achter op de omringende landen, zoals België. Vooral als het om 3D metaalprinten gaat, staan er bij de zuiderburen veel meer printers opgesteld. Philippe Reinders Folmer, directeur van Renishaw Benelux, wijt dit aan een fundamenteel verschil tussen de Nederlandse en Belgische maakindustrie. De weg om tot een goed 3D geprint metaalproduct te komen, is lang. Het vergt lef van maakbedrijven om dit risico te nemen en in deze toepassing te stappen. “In de Belgische industrie is de samenwerking tussen OEM’er en toeleverancier hechter; het vertrouwen is er groter. Daarom durft men in België wel te investeren in een langer lopend project en lopen we in Nederland achter.”

Dat geldt min of meer ook voor de Duitse markt, die eveneens al verder is met metaalprinten. Maarten van Teeffelen noemt het een typische kip-ei situatie.

Doordat er weinig 3D servicebureaus zijn die metaal aanbieden, stappen weinig bedrijven in en ontwikkelen ze weinig typische toepassingen. “Daardoor wordt er

print magazine maart 2016

geen kennis opgebouwd. Iedereen wacht op elkaar, terwijl enkele grote bedrijven wel al hebben geïnvesteerd, ofwel voor eigen gebruik of als diepte-investering in de toekomst, zonder dat er een sluitend businessmodel onder deze investering ligt.”

Aanvullende technologie

Sommige critici roepen dat 3D (metaal) printen nog lang niet rijp is voor serieproductie. Philippe Reinders Folmer bestrijdt dit. Je moet de technologie zien als complementair op andere technieken.

“Beschouw 3D printen niet als een concurrent, maar als een aanvulling op vacuümgieten of verloren was gieten.”

En dan is de technologie voor specifieke producten wel geschikt. Renishaw heeft recent een nieuwe 3D metaalprinter geïntroduceerd die bedoeld is om in een geavanceerde productielijn in de fabriek te staan. Men ziet de printtechnologie als onderdeel van een proces. Producten moeten immers gecontroleerd worden, nabewerkt met verspanende machines,

spanningsvrij gegloeid en opnieuw gemeten worden. De build to build repeatability is met de nieuwe machine goed. Dat betekent dus een constante kwaliteit op één machine. “De volgende stap waar we nu aan werken, is machine to machine repeatability”, aldus Philippe Reinders Folmer. Er staat dus niks meer in de weg om 3D printen naar de productieomgeving te brengen.

Alternatief voor het smeden

Dat 3D printen een serieuze plek begint te vinden in het arsenaal van productietechnieken, blijkt bijvoorbeeld uit cijfers van EOS. Afgelopen jaar heeft EOS 225 3D metaalprinters verkocht en net zoveel kunststof printers, die veelal ingezet worden voor functionele onderdelen, vaak zelfs in een eindtoepassing. De komende 3 jaar denkt men de omzet te gaan verdubbelen. In de Benelux vertegenwoordigt Bender AM het merk. Bender AM is de jonge additive manufacturing dochter van

Band tussen OEM’er en toeleverancier is in België hechter, daarom durven Belgische toeleveranciers wel in AM te investeren

EOS denkt de komende jaren de omzet te gaan verdubbelen. Eind dit jaar komt er een nieuwe multilaser machine op de markt.

55

machineleverancier Bendertechniek. Bender AM voegt nog een nieuwe 3D printtechnologie toe, namelijk die van het Koreaanse InssTek. Dat zet lasercladding in om metalen componenten op te bouwen. Henny ten Pas van Bender AM: “Het is een grove 3D printtechniek. De oppervlaktekwaliteit is veel ruwer dan bij de EOS-machines. De voordelen zijn echter dat we grote producten kunnen 3D printen, tot 6 meter lang, en het opbouwen verloopt snel. En doordat InssTek een 6-assige machine bouwt, is support niet nodig.” Daarmee bieden de Koreanen een alternatief voor het smeden van bijvoorbeeld titaan delen. Een soortgelijke technologie biedt ook Trumpf sinds kort aan met de Laser Metal Deposition technologie. Henny ten Pas ziet hiervoor veel toepassingen, bijvoorbeeld in de Nederlandse high tech en luchtvaartindustrie waar enorme hoeveelheden materiaal verspaand worden. Additive manufacturing kan het materiaalverbruik reduceren, wat aansluit op de trend om bewuster en ecologischer te gaan produceren.

Maar het verkort eveneens de bewerkingstijd op een frees- of draaimachine. “En je kunt volstaan met een lichtere machine”, verduidelijkt Ten Pas. “Je hebt geen zware machine nodig om in korte tijd veel materiaal weg te halen, maar hoeft alleen na te bewerken.” Samen met high tech system suppliers lopen dan ook al de eerste projecten.

Nieuw proces, geen vervanging

Nieuwkomer in deze markt is Trumpf, alhoewel die term niet helemaal recht doet aan het pionierswerk van de Duitse machinebouwer, die 15 jaar geleden al de eerste AM-machine

ontwikkelde. Het lasercladden (Laser Metal Deposition) is altijd gebleven, nu breidt Trumpf uit met poederbedtechnologie.

Menko Eisma van Trumpf Nederland heeft hoge verwachtingen.

“3D metaalprinten kan een grote markt worden, maar het hangt er helemaal vanaf hoe de industrie het gaat oppakken.” In de Nederlandse markt ziet hij vooral kansen voor enkelstuks productie en serviceproducten.

Boost moet komen uit speciale designs

De richting waarin 3D printen zich ontwikkelt, is duidelijk. De echte doorbraak komt echter pas als engineers anders gaan ontwerpen.

Als ze de mogelijkheden die 3D printen biedt, maximaal benutten, denkt Henny ten Pas. “Nederland is sterk in design en productontwikkeling. En met topologie optimalisatie valt bij 3D printen veel te verdienen. Daarmee kan de maakindustrie voor zichzelf een positie creëren in Europa.” Maarten van Teeffelen valt hem bij. Hij denkt dat het kopen van een 3D printer slechts een deel van de oplossing is. De belangrijkste verandering moet komen vanuit de engineers, die niet meer in maakbaarheid gaan denken, maar in functionaliteit en gewichtsbesparing.

Tijdens de ESEF en TechniShow is er op vrijdag 18 maart een ontbijtseminar over 3D printen, inhoudelijk mede georganiseerd door 3D Print magazine en Made-in-Europe. Kijk op pagina 62 voor meer informatie.

Renishaw ziet 3D printen als onderdeel van een proces, waartoe ook meten en CNC-nabewerken horen.

56

print magazine maart 2016

Sisma verwacht in toekomst 3D metaalprinter naast de CNC-freesmachine

Design voor AM moet voor doorbraak zorgen Design for additive manufacturing, dat is wat nu telt. Als engineers zich daar bewust van zijn, komt de grote doorbraak van 3D metaalprinten, zegt Giulio Calgaro, salesmanager bij het Italiaanse Sisma, de partner van Trumpf voor de LMF-technologie.

Sisma heeft anderhalf jaar geleden een joint venture gestart met Trumpf.

Gezamenlijk ontwikkelen ze de technologie om direct metaalpoeder te smelten om zo laag voor laag metalen producten op te bouwen. De 3D metaalprinters van Sisma, de MySint reeks, werken met een poederbed en hebben een bouwvolume van maximaal 100 doorsnede bij 100 mm hoogte. Met deze afmetingen zijn de machines geschikt voor toepassingen in de stempel- en matrijzenindustrie, productie van medische componenten en de juwelenindustrie. Voor deze laatste sector bouwt Sisma een aparte versie. Sisma levert de metaalpoeders, waaronder roestvrij staal, brons en cobalt chroom voor de industriële versie en edelmetalen voor de uitvoering die bedoeld is voor de juwelenindustrie.

De software van de machines is open, gebruikers kunnen zelf hun eigen parameters ontwikkelen. Geprint worden onder het beschermgas stikstof of argon, met een bouwvolume van 5 cm3 per uur in RVS.

Naast frees- en draaimachine

Giulio Calgaro denkt dat de echte doorbraak nog moet komen. Die komt als engineers gaan designen om de mogelijkheden van 3D printen maximaal te benutten. Dan staan 3D metaalprinters straks naast de frees- en draaimachines in de werkplaats van fijnmechanische bedrijven. “Je moet beide combineren voor een optimaal product.” De machinebouwer kijkt bij de ontwikkeling van de machines heel goed naar de bestaande CNC freestechnologie. Zo is het bouwplatform in feite gebaseerd op

een nulpunt spansysteem, dat makkelijk en snel verwisselbaar is en altijd na het terugzetten op enkele µm nauwkeurig teruggezet wordt. Ook werkt men aan een systeem om het bouwplatform direct nauwkeurig in een freesmachine te kunnen opspannen voor de nabewerking van de geprinte delen.

Sisma Additive Manufacturing heeft in Promas een dealer gevonden die de Italiaanse fabrikant van 3D printers in Nederland vertegenwoordigt. De officiële lancering vindt plaats op de TechniShow 2016. www.sisma.com www.promascnc.nl

Dit soort complexe componenten worden probleemloos geproduceerd op de 3D metaalprinters van Sisma.

print magazine maart 2016

57

Voor meer info: E: verkoop@lubribond.nl T: 0182 760 080

Impregneervloeistof voor 3D modellen ● Speciaal ontwikkeld voor poeder-geprinte modellen ● Model wordt veel sterker ● Geurarm ● Geen witte neerslag ● Zeer goed penetrerend ● Kleur van het model wordt dieper ● Snel uithardend ● Goede combinatie met geprinte modellen van Z Corp en ProJet printers ● Ook voor het coaten van SLS geprinte modellen

Fastcure wordt geleverd door Lubribond Benelux

58

print magazine maart 2016

Vink Kunststoffen wil groeien in 3D markt Vink Kunststoffen wil dit jaar groeien met de business unit 3D Printing. Dat moet gebeuren zowel met de distributie van 3D printers en materialen alsook door de 3D print-on-demand service uit te breiden.

Vink Kunststoffen wil de distributie partner voor de hele kunststofverwerkende 3D printmarkt worden. In 2015 zijn al de distributierechten van Innofil3D en Verbatim voor wat betreft filament binnengehaald, daarnaast heeft Vink de exclusieve rechten voor de printers van CEL Robox en MassPortal. Vink brengt deze in de Benelux op de markt naast de bekende merken zoals Builder, Ultimaker, Makerbot en Opiliones. De businessunit distribueert de 3D printers en het filament onder andere via een netwerk van wederverkopers, zowel online als via winkels. De onderneming is ook een agentschap van Stratasys voor de professionele eindgebruiker.

On demand service

De 3D print businessunit beschikt zelf ook over meerdere 3D printers, zowel van Stratasys als Objet. Deze worden ingezet voor 3D printing on demand. Door samen te werken met een aantal vaste partners wordt echter een veel breder scala aan 3D printtechnieken aangeboden, uiteenlopend van FDM en SLS tot en met DLP technologie. Behalve op prototyping richt het 3D printen on demand zich met name op het seriematig 3D printen van componenten, een activiteit waar bedrijven, zo merkt Vink,

Een van de 3D printers waarmee Vink Kunststoffen zich op de professionele markt richt, is de Mass Portal.

vaak een partner voor zoeken. “Bedrijven doen 3D printen van prototypes meer en meer zelf; seriematig printen is een ander verhaal. Ook daarmee willen we de kunststofverwerkende industrie ondersteunen”, aldus Heidy van Amerongen, businessunit manager 3D Printing bij Vink Kunststoffen. www.vinkkunststoffen.nl

EOS M100 méér dan een compacte metaalprinter EOS brengt met de M100 een compacte 3D metaalprinter op de markt, die zich in méér opzichten onderscheidt dan alleen de compacte afmetingen (het bouwplatform heeft een diameter van 100 mm). Met name op het gebied van operationele kosten zet EOS met deze machine een stap vooruit.

Dat heeft alles te maken met de voorgeschiedenis. De technologie van de M100 is namelijk gebaseerd op een 3D metaalprinter die EOS eerder ontwikkeld heeft voor het printen van puur goud en andere edelmetalen. Hierdoor is met name de manier waarop de poederhandling gebeurt, anders geworden. “De poederverwerking gebeurt heel zuiver waardoor er amper poeder achterblijft in de bouwkamer”, aldus Adrian Keppler van EOS. Dat heeft als belangrijk voordeel dat het wisselen van materiaal relatief snel kan gebeuren. De tijd die hiervoor nodig is, wordt verder verkort door de modulaire opbouw van de machine en de belangrijkste componenten. Deze 3D metaalprinter is voorzien van een 200W laser met een kleine laserspot. Door de hoge resolutie kunnen zeer fijne details worden geprint. EOS heeft deze machine ontwikkeld voor industriële toepassingen. Voor deze 3D metaalprinter levert EOS op dit moment twee materialen: cobaltchrome SP2 (CE gecertificeerd) en 316L; Ti64 is nog in ontwikkeling en zal het eerstvolgende materiaal zijn dat voor deze printer beschikbaar komt. Bender Additive Manufacturing toont de machine op zowel RapidPro als TechniShow.

De EOS M100 is een compacte metaalprinter, maar wel degelijk ontwikkeld voor industriële toepassingen.

print magazine maart 2016

www.eos.info / www.benderam.nl

59

Formlabs versterkt Europese positie Fabrikant van stereolithografieprinters Formlabs versterkt de positie in Europa. De bezetting op het Europese hoofdkantoor wordt verdubbeld en verspreid over heel Europa komen er nieuwe distributiepartners bij. In de Benelux is Trideus de distributiepartner geworden.

“Europa is een sleutelmarkt voor Formlabs”, zegt Michael Sorkin, directeur van Formlabs Europe. In een half jaar tijd heeft de Amerikaanse onderneming de bezetting hier meer dan verdubbeld en dat groeitempo houdt nog even aan. In de Benelux neemt Trideus de distributie van de SLA-printers van Formlabs voor zijn rekening. Trideus is een Belgisch bedrijf dat twee jaar geleden gestart is met de distributie en verkopen van 3D printers en is gevestigd in Lummen. Formlabs is opgericht door een aantal engineers en ontwerpers van het MIT Media Lab en Center for Bits and Atoms in de VS. Onlangs is de tweede generatie van de SLA-printer gelanceerd. Deze kan 40% meer

volume printen en beschikt over een 50% sterkere laserbron.

Ook het printproces zelf werd verbeterd om een nog hogere resolutie te krijgen. www.formlabs.com www.trideus.be

GE dochter koopt 10 Arcam 3D printers Arcam heeft de grootste order ooit gekregen: Avio Aero, de Italiaanse additive manufacturing dochter van GE, heeft 10 3D metaalprinters in één keer besteld. Deze bestelling houdt verband met het opschalen van de productie van turbineschoepen naar serieproductie.

Avio Aero is een van de additive manufacturing centra van GE, waar tot nog toe veel ontwikkeling van zowel het proces alsook poeders wordt gedaan. Een van de producten die men heeft ontwikkeld, is een turbineschoep voor een vliegtuigmotor. Nu GE Avio Aero besloten heeft om dit op te schalen naar serieproductie,

investeert men in uitbreiding van de capaciteit. In één klap wordt de capaciteit in Turijn verdubbeld als het gaat om de Arcam technologie. Volgens Giacomo Vessio, plantmanager bij Avio Aero, spelen de Zweedse machines een vitale rol in de stap naar het seriematig produceren van de turbinebladen. Deze worden gemaakt van titanium. Avio Aero zet al jaren de Arcam machines in. Een van de voordelen van de Zweedse technologie is dat het opbouwen sneller gaat dan bij poederbedmachines. http://www.arcam.com

Prodways: óók SLS printers Prodways bouwt naast de DlP printers nu ook een nieuwe lijn selective laser sintering 3D printers, de ProMaker P. Dit is het eerste concrete resultaat van de samenwerking met de Chinese partner Hunan Farsoon. Samen met de ProMaker P komen er nieuwe, premium materialen, waaronder een carbonvezel versterkt polyamide.

ProMaker P wordt de eerste 3D printer die Prodways onder het label Prodways powered by Farsoon gaat verkopen. Er is een P2000 serie (250 bij 250 bij 320 mm, 60W laser, bouwvolume 0,6 l/uur) en een P4000 serie met een groter platform (400 bij 400 bij 450 mm, bouwvolume tot 3 l/uur bij de P4000 X). Een van de aspecten waarop de ProMaker P zich onderscheidt is de thermische stabiliteit, wat voor betere mechanische eigenschappen in het geprint product zorgt.

Het tweede punt is de productiviteit. Prodways zegt een ultrasnel en -nauwkeurig laserscanning systeem in de SLS-printer toe te passen dat voor een hogere productiviteit zorgt. De markt voor de nieuwe 3D printers is de productie van industriële precisie kunststof componenten. Er zijn 4 varianten van het nylonpoeder (PA12) beschikbaar. Naast het zuivere PA 12, voor onder andere luchtvaart- en automotive componenten, komen er drie varianten met een versterkt materiaal.

Zo wordt het poeder beschikbaar in een glasvezel-, carbonvezel en met minerale vezels versterkte uitvoering, elk voor eigen toepassingen. Dit laatste materiaal levert producten met een glad oppervlak en een hoge temperatuurbestendigheid. Prodways laat ook andere materialen toe. De P2000 HT werkt met een temperatuur van 220 graden C. Daarmee dringt Prodways door in de markt voor industriële toepassingen van high performance kunststoffen. Alle andere machines werken met een temperatuur in de printkamer van 190 graden C. www.prodways.com

60

print magazine maart 2016

ProJet MJP 3600 voor hogere productiviteit

Drupa 2016: 3D print aanraken Ook de 2D printwereld krijgt interesse voor 3D printen.

Nadat meerdere fabrikanten van printers en kopieermachines in de 3D printtechnologie zijn gestapt, zoals Canon en Ricoh, gaat ook ’s werelds grootste vakbeurs Drupa dit jaar extra aandacht besteden aan 3D printen. Touchpoint 3D fab+print toont op Drupa de kansen in verticale markten. 3D printen om aan te raken.

De nieuwe ProJet MJP 3600 van 3D Systems.

3D Systems gebruikt in de ProJet MJP 3600 de Multi-Jet modeling technologie voor het produceren van duurzame en hoogwaardige kunststof onderdelen. De ProJet 3600 is voorzien van een hogere snelheid en datadoorvoer dan de modellen uit de 3500 serie. Verder maken touchscreen bediening, smartphone en tablet connectiviteit de bediening van de ProJet 3600 printer gebruiksvriendelijk. Deze 3D printer voor het printen van kunststof onderdelen gebruikt VisiJet materialen in UV-uithardende kunststof, verkrijgbaar in diverse doorschijnende kleuren. Recent hebben de biocompatibele materialen de USP Class VI-test doorstaan. Het materiaal is dus nu toegestaan voor het 3D printen van medische hulpmiddelen. www.landre.nl

Xilloc ontwikkelt prototype chirurgische zaagmal Xilloc heeft een prototype van een zaagmal voor chirurgisch gebruik ontwikkeld. Deze zaagmal helpt de chirurg om bij een operatie precies daar te zagen waar dit vooraf gepland is. Dat zorgt voor een kortere en nauwkeurigere operatie. Voor de productie van dit soort zaagmallen werd geïnvesteerd in een SLS-printer (selective laser sintering) van EOS P 396. Het prototype van deze zaagmal wordt nu verder ontwikkeld en er vindt nader onderzoek plaats naar andere materialen en toepassingen, zoals implantaten, waarbij nauw wordt samengewerkt met materialenleveranciers. De ontwikkeling vindt plaats op Brightlands Chemelot Campus.

“Met de nieuwe opzet van de drukkerijbeurs Drupa komt de innovatiekracht van de sector centraal te staan en bieden we voor de toekomst belangrijke technologieën die raakvlakken hebben, zoals 3D printen, een platform”, zegt Sabine Geldermann, directeur van de printtechnologiebeurs Drupa. Deelnemers aan het touchpoint zijn onder meer Leapfrog, HP, Roland, Ricoh en Stratasys. Geldermann zegt dat het belang van 3D printen in verschillende verticale marktsegmenten niet onderschat moet worden. Ze denkt dan niet alleen aan de machinebouw (spareparts) en de verpakkingsindustrie, maar ook aan de printservicebureaus voor wie 3D printen een extra kans biedt. Van de partij is ook de werkgroep Additive Manufacturing van de VDMA, de Duitse koepelorganisatie van machine- en installatiebouwers. Volgens deze werkgroep gaat 3D printen de mogelijkheid bieden om in de consumentenmarkt naar volledig gepersonaliseerde producten toe te gaan. Ook is de technologie een sleuteltechnologie voor flexibele productie. Tijdens Drupa presenteren zich zowel de aanbieders van de technologie, is er een ‘Sonderschau’ waarin de state of the art 3D printtechnologie en toepassingen getoond worden en zijn er presentaties door experts uit industrie en de onderzoekswereld.

Het thema 3D print komt eveneens terug in het innovatiepark op de beurs, Innovations in Printing Technologies.

Drupa 2016 vindt plaats van 31 mei – 10 juni in Messe Düsseldorf. De 3D print activiteiten concentreren zich in hal 7. www.drupa.de

www.xilloc.com

Dankzij deze zaagmal van Xilloc kunnen chirurgen hun operaties sneller en beter uitvoeren.

print magazine maart 2016

61

Agenda Metav 2016

23-27 februari Düsseldorf (D) www.metav.de

TechniShow Rapid.Tech

Vakbeurs met een aantal zeer hoogstaande congressen over additive manufacturing in uiteenlopende markten.

14-16 juni 2016 Messe Erfurt

www.rapidtech.de

RapidPro 2016 1–3 maart Veldhoven

www.rapidpro.nl

Additive Manufacturing Europe 28-30 juni 2016

Hal 4 en 5 RAI Amsterdam

www.amshow-europe.com

15-18 maart ’16 Jaarbeurs, Utrecht

TechniShow | ESEF 2016 15-18 maart

Jaarbeurs Utrecht www.technishow.nl

Prototyping Kortrijk

Tweede editie van het succesvolle prototyping event, georganiseerd door Howest en Kortrijk Xpo.

9-10 november 2016 Kortrijk Xpo

www.prototypingxpo.com

Additive World Conference 2016

Hoogwaardige conferentie, georganiseerd door Additive Industries, over het industrieel inzetten van 3D metaalprinten. Tegelijkertijd wordt de winnaar van de tweede Design Challenge bekendgemaakt.

Formnext

www.additiveworld.com

Frankfurt (D)

15-18 november 2016 www.formnext.de

3D Design & Engineering Conference

Euromold

Club C, Eindhoven

Düsseldorf (D)

24 mei 2016

http://3ddeconference.com/

62

Nu 3D technologie belangrijk wordt voor de maakbedrijven, wordt ook dit thema belicht op de beide beurzen.

Dat gebeurt onder andere door een dagelijkse 3D tour. Bezoekers die zich vooraf aanmelden, bezoeken een aantal exposanten die de laatste ontwikkelingen toelichten. Deze bedrijven zijn CNC Consult, 4C Creative Cad Cam Consultants, Hexagon, Bender AM en Trumpf. In de tour worden zowel 3D printtechnologie als innovatieve 3D scantechnieken gekoppeld aan CAD-software getoond. Denk bij de toepassingen niet alleen aan reverse engineering maar eveneens aan kwaliteitscontrole van zowel 3D geprinte

Additive Manufac

22-24 maart 2016

High tech campus Eindhoven

TechniShow en ESEF zetten dit jaar onder meer het thema 3D technologie en 3D printen in de schijnwerpers. Dat gaat dus breder dan alleen 3D printen. Er komt ook een guided tour 3D, mede georganiseerd door 3D Print magazine / Made-in-Europe.

En op vrijdag 18 maart is er het 3D Printing congres – de praktijk in de keten.

6-9 december 2016 http://euromold.com

De Amsterdamse RAI is eind juni de locatie voor Additive Manufacturing Europe 2016, de B2B AM-show waarin de 3D printshow dit jaar geïntegreerd wordt. De organisatie ligt in handen van de organisatoren die ook de Dubai Airshow organiseren, Tarsus Group. Het event vindt plaats op 28, 29 en 30 juni.

Het evenement toont de nieuwste ontwikkelingen op het vlak van additive manufacturing. In het 3D printpaviljoen gaat het vooral om design en prototyping.

print magazine maart 2016

w en ESEF: print or buy

Colofon print magazine 2016 Het 3D Print magazine voor de maakindustrie is een twee keer in print, vier keer digitaal per jaar verschijnende uitgave van Made-in-Europe.nu en 54U Media, uitgever in de metaal, over additive manufacturing in de maakindustrie. Dit magazine informeert over nieuwe ontwikkelingen in 3D printen, reikt praktische how to informatie aan en toont best practices. Het wil behalve informeren ook bijdragen aan de leercurve die bedrijven door moeten in de transitie naar deze nieuwe technologie, maar spreekt tevens ook de professional aan, die al meer ervaring heeft. Het magazine wordt verspreid onder maakbedrijven uit zowel de metaal- als kunststofverwerkende industrie en engineeringbureaus en productontwikkelaars.

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

Redactie Franc Coenen (hoofdredacteur) Schuttersdreef 72 6181 DS Elsloo Tel: +31 46 4333123 Email: franc.coenen@3dprintmagazine.eu Sjef van Gastel is dagvoorzitter op het 3D printing ontbijtseminar tijdens de ESEF en TechniShow.

alsook verspaande componenten.

Ontbijtseminar

Daarnaast is er vrijdag 18 maart het 3D Printing congres – de praktijk in de keten.

Een ontbijtsessie, voor vroege vogels vanaf 7 uur (start ontbijt) en 8 uur start van het programma. Naast een overzicht van de belangrijkste printtechnieken en hoe dichtbij de productie ze staan, belichten sprekers ook de juridische aspecten, de designkant en het effect op de veranderende businessmodellen in de maakindustrie. Sprekers zijn Sjef van Gastel,

Fontys Centre of Expertise HTSM Objexlab (tevens dagvoorzitter), Giorgio Magistrelli (AM-projectmanager bij CECIMO), Rein van der Mast (manager Design & Engineering Addlab) en Onno Ponfoort en Hans van Toor (Berenschot). Het congres duurt tot rond 10.10 uur, waarna deelnemers de beursvloer op kunnen. Deelname is gratis, registratie verplicht. Dat kan via de website van de beide beurzen. www.esef.nl www.technishow.nl

cturing Europe en 3D Printshow De rest van het event belicht ook de transitie richting de productie. Zowel hardware als software komen aan bod.

De focus ligt op healthcare, aerospace en automotive. Naast live demonstraties van de meest voorkomende 3D printtechnieken, is er aandacht voor polymeren, metalen, keramiek en composieten. Ook het voor- en natraject van 3D printen wordt belicht, de nieuwe scantechnieken en de nabewerking van 3D geprinte producten. Het event belicht de toepassingen die de zorg, luchtvaart en automobielindustrie

print magazine maart 2016

drastisch gaan veranderen doordat complexere producten in een kortere doorlooptijd geproduceerd kunnen worden. Tegelijkertijd met de beurs is er een uitgebreid conferentieprogramma, waarin niet alleen de technische kant van additive manufacturing aan bod komt, maar ook de impact op de business van de verticale industriesegmenten. De conferenties vinden plaats in blokken gericht op zowel healthcare, aerospace alsook automotive.

Uitgeverij 54U Media Postbus 2108 7302 EM Apeldoorn 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 GrafiServices B.V. Utrecht Copyright Niets van deze uitgave mag worden overgenomen, tenzij met uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van de uitgever.

www.amshow-europe.com

63