AM-producten hoeven niet altijd complex te zijn

Dat 3D metaalprinten niet enkel iets is voor Tier1 toeleveranciers aan sectoren zoals lucht- en ruimtevaart en de medische industrie, bewijst Budi in Ooltgensplaat. Op Goeree-Overflakkee produceert het plaatwerkbedrijf op de TruPrint 3000 componenten voor klanten uit de machinebouw en de maritieme industrie. Johan van Iwaarden, directeur-eigenaar, vindt dat metaalprinten thuishoort in het technologieaanbod waarmee Budi klanten ontzorgt.

Johan van Iwaarden heeft een passie voor technologie. Maar hij kijkt altijd met een scherpe blik of die technologie toepasbaar is voor de producten die zijn klanten ontwikkelen. En wat 3D metaalprinten betreft, ziet hij daar absoluut kansen voor. Mass customization en het elimineren van tooling zijn zaken waar de klanten van Budi hun voordeel mee kunnen doen. “De technologie past in het model van Budi waarin de klant zich concentreert op productontwikkeling en wij de productie voor hen doen. De kans dat onze klanten zelf aan additive manufacturing gaan snuffelen, is nihil. Daarom heeft Budi zelf geïnvesteerd”, zo schetst Lenn Hoek van Dijke, Lead Smart Manufacturing bij Budi, hoe de TruPrint 3000 bij het mkb metaalbedrijf terecht is gekomen. Bij de toeleverancier werken 8 mensen. “De aankoop van de TruPrint 3000 is een durfinvestering. We willen nu de markt gaan laten groeien.”

Lenn Hoek van Dijke is afgelopen jaar overgestapt naar de toeleverancier om zowel strategisch als commercieel de AMactiviteiten verder te gaan ontwikkelen. Behalve in zijn opleiding bij Saxion Hogeschool heeft hij AM-ervaring opgedaan bij Trumpf Nederland. Samen met Ywo Boevink (3D CAD engineer & operator 3D printer, ook afgestudeerd aan Saxion Hogeschool), die zich vooral met de engineering- en productiekant bezighoudt. De eerste twee jaar heeft Budi gebruikt om de machine goed te leren kennen en om de technologie onder de aandacht te brengen van haar grootste klanten. Deze zijn actief in de machinebouw, vooral agro en food, en de maritieme industrie. Zij doen zelf de productontwikkeling, Budi neemt de productie volledig van hen over, zowel voor de initiële productie van onderdelen voor de machines alsook voor de latere serviceonderdelen. Een typische high mix low volume omgeving. Hierin staat met name bij de service-onderdelen altijd druk op levertijden. “Dan gaat het om enkele stuks die we op korte termijn moeten leveren”, aldus Lenn Hoek van Dijke.

High mix low volume vormt eigenlijk de natuurlijke habitat voor additive manufacturing. De projecten tot nog toe onderscheiden zich dan ook door de hoge mate van variatie en kleine aantallen. Zo 3D print Budi bijvoorbeeld voor een machinebouwer een eenvoudige sleutel voor kastsloten op de machines. Eigenlijk is het een simpel onderdeel dat tot nog toe werd gedraaid. De machinebouwer waarvoor Budi dit onderdeel print in oplages van enkele tientallen, was echter meteen voor de nieuwe technologie gewonnen. Lenn Hoek van Dijke: “De sleutel kunnen we zo op de bouwplaat positioneren dat er geen support nodig is. Dat scheelt veel in de kosten. Nabewerken maakt de helft van de kosten uit. Er passen er zo’n 60 tot 70 op één bouwplaat. Hierdoor zijn we kostenefficiënt en kunnen we opboksen tegen de verspaning.” Het belangrijkste voordeel voor deze klant is echter dat de sleutels eenvoudig aangepast kunnen worden. Voor elke machine heeft hij een iets ander model nodig. Precies de mass customization die Budi-eigenaar Van Iwaarden als troef van de AM-technologie ziet. Een ander voorbeeld is een product geprint voor een jachtenbouwer. Het gaat om een complex gekromd deel van een leuning, met ovale uiteinden. Het onderdeel wordt aan stafprofielen gelast, bijvoorbeeld als leuning. Lenn Hoek van Dijke: “Omdat de maatvoering telkens anders is, worden posities waar het onderdeel moet komen op het schip gescand en wordt het ontwerp daarop aangepast. Daarna printen wij het onderdeel, zo’n 400 mm in lengte, in ongeveer 30 uur, afhankelijk van het te smelten oppervlak per laag.” In de vroegere werkwijze moest de jachtenbouwer hier veel manuren aan besteden, omdat elk deel werd gezaagd, gebogen, gelast en nabewerkt. Hiervoor moesten telkens aangepaste lasmallen worden gemaakt. Door het onderdeel te 3D printen, verkort de jachtenbouwer niet alleen de doorlooptijd, maar lost ook het probleem van tekort aan vakmensen op. Ook hier gaat het in feite om mass customization. “Geen enkele kromming is hetzelfde, elk onderdeel is anders.” Een derde voorbeeld van een eindproduct dat Budi heeft geprint, is een eenvoudige haak voor de ophanging van een jet ski aan een jacht. Hier speelde vooral het argument dat de bestaande toeleverketen onderbroken was. De combinatie van kosten en korte levertijden waren hier doorslaggevend. “Daarin zijn we geslaagd door de combinatie te maken van plaatwerk en een gedeelte 3D printen.” Voor sommige projecten is Budi in staat een doorlooptijd van offerte tot levering met 6-8 dagen te realiseren, afhankelijk van applicatie, mate waarin er support nodig is, er nog aanpassingen aan het design moeten gebeuren voor een betere printbaarheid et cetera.

High mix low volume vormt eigenlijk de natuurlijke habitat voor additive manufacturing. De projecten tot nog toe onderscheiden zich dan ook door de hoge mate van variatie en kleine aantallen. Zo 3D print Budi bijvoorbeeld voor een machinebouwer een eenvoudige sleutel voor kastsloten op de machines. Eigenlijk is het een simpel onderdeel dat tot nog toe werd gedraaid. De machinebouwer waarvoor Budi dit onderdeel print in oplages van enkele tientallen, was echter meteen voor de nieuwe technologie gewonnen. Lenn Hoek van Dijke: “De sleutel kunnen we zo op de bouwplaat positioneren dat er geen support nodig is. Dat scheelt veel in de kosten. Nabewerken maakt de helft van de kosten uit. Er passen er zo’n 60 tot 70 op één bouwplaat. Hierdoor zijn we kostenefficiënt en kunnen we opboksen tegen de verspaning.” Het belangrijkste voordeel voor deze klant is echter dat de sleutels eenvoudig aangepast kunnen worden. Voor elke machine heeft hij een iets ander model nodig. Precies de mass customization die Budi-eigenaar Van Iwaarden als troef van de AM-technologie ziet. Een ander voorbeeld is een product geprint voor een jachtenbouwer. Het gaat om een complex gekromd deel van een leuning, met ovale uiteinden. Het onderdeel wordt aan stafprofielen gelast, bijvoorbeeld als leuning. Lenn Hoek van Dijke: “Omdat de maatvoering telkens anders is, worden posities waar het onderdeel moet komen op het schip gescand en wordt het ontwerp daarop aangepast. Daarna printen wij het onderdeel, zo’n 400 mm in lengte, in ongeveer 30 uur, afhankelijk van het te

Naast deze voorbeelden heeft Budi de afgelopen twee jaren nog tal van andere projecten gerealiseerd op de TruPrint 3000; soms in kleine aantallen, soms in wat grotere series. Lenn Hoek van Dijke ziet hierin het bewijs dat additive manufacturing absoluut een plaats heeft in sectoren zoals de machinebouw en maritieme sector en ook daarbuiten. “Het beeld bestaat dat additive manufacturing iets is voor de hightech industrie; dat je complexe producten nodig hebt. Als je de juiste toepassing vindt waarbij additive manufacturing meerwaarde biedt, hoeft het echter niet per se een complex product te zijn.” Waar het om gaat, is dat je met de technologie een bedrijfseconomische meerwaarde realiseert, zoals het voorkomen van veel handwerk bij de productie van de leuning voor de jachtenbouw. Of het eenvoudig aanpassen van de sleutel voor de agromachine. En met de optimale nesting in de buildjob, kun je concurrerend zijn met bepaalde CNC frees- en draaiproducten.

Hier ligt tegelijkertijd de uitdaging voor Budi, want zo constateert het AM-team: designkennis voor additive manufacturing ontbreekt bij de meeste klanten. Zelfs de jonge engineers die van de hogescholen en universiteiten komen, nemen slechts heel beperkt deze bagage mee als ze hun loopbaan in de industrie starten. Lenn Hoek van Dijke: “In de hightech industrie heeft de kennis van additive manufacturing een sprong gemaakt, maar in de mkbmachinebouw is er te weinig bekend. Kennis en kunde zijn hier de bottleneck.” Een grove analyse van alle aanvragen die Budi tot nog toe heeft gekregen voor de TruPrint 3000, wijst uit dat meer dan de helft niet geschikt is om te gaan 3D printen. Soms omdat het technisch geen zin heeft, vaak omdat de economische meerwaarde ontbreekt. Sommige klanten zijn heel enthousiast over de nieuwe mogelijkheden, andere terughoudend. “Daarom gaan we altijd het gesprek aan met de klant, denken we mee over hoe we additive manufacturing wel zinvol kunnen maken voor die klant”, legt Lenn Hoek van Dijke uit. Dat zijn engineering uren die Budi investeert, zonder er direct iets voor terug te krijgen. “Omdat we de markt willen laten groeien. Uiteindelijk kan die groot genoeg worden om iedereen een mooie plek te gunnen.” Want uiteindelijk lukt het dus in een groot aantal situaties wel de juiste toepassing te vinden.

TechniShow

Budi presenteert de 3D metaalprint activiteiten met concrete voorbeelden in augustus op de stand van Trumpf op de TechniShow in Utrecht. De komende tijd gaan beide bedrijven samen activiteiten op touw zetten om de mogelijkheden van 3D metaalprinten buiten de bekende sectoren als luchtvaart en hightech onder de aandacht te brengen.