ENGINEERINGNET.NL - 3D-printers werden in eerste instantie vooral ingezet voor het maken van prototypes. Maar de techniek is volwassen geworden.
Daardoor is het nu zelfs mogelijk om ze te gebruiken voor seriematige productie. Additive Industries ontwikkelde een 3D-metaalprinter voor onder andere vliegtuigonderdelen.
Ondanks dat 3D-printen nog vaak iets duurder is dan conventionele productietechnieken, zitten er veel voordelen aan deze productiemethode. Mark Vaes, technologie manager bij Additive Industries: "Door de beperkte snelheid is het nog relatief duur. Daar staat tegenover dat er winst te behalen is door de kwalitatief hoogwaardige productiewijze. Met een 3D-printer is het bijvoorbeeld mogelijk onderdelen van machines te vervaardigen die thermisch beter zijn en minder massa hebben."
Dat is vooral in de luchtvaartindustrie heel belangrijk. Iedere kilo minder gewicht heeft namelijk direct effect op het brandstofgebruik van vliegtuigen en dat telt op in de levensduur van gemiddeld 30 jaar.
De eerste 3D-printer is in maart geleverd aan Airbus APWorks in München, een 100% dochter van de Airbus Group. Zij testen het geïntegreerde systeem en bijbehorende Additive World software platform voor serieproductie van onderdelen voor hun klanten in robotica, machinebouw, automobielindustrie, medische technologie alsmede lucht en ruimtevaart.
Als onderdeel van het MetalFAB1 Beta programma zal Airbus APWorks de processen en toepassingen met meerdere materialen valideren en certificeren voor fabricage van de meest kritische onderdelen.
Om metalen onderdelen te printen wordt een dun laagje (50 micrometer) metaalpoeder op een bouwplaat gelegd. Een laser schrijft in dat metaalpoeder het ontwerp. Daarbij wordt het metaalpoeder gesmolten, waarna het razendsnel afkoelt om een vaste vorm te krijgen. Vaes: "Wat onze 3D-printer onderscheidt is de hoge mate van automatisering. Zo wordt automatisch het metaalpoeder verwijderd. Terwijl de concurrenten met een kwastje de poeder weg borstelen, wordt het bij ons afgezogen."
Dat klinkt eenvoudiger dan het is. "Het verwijderen van de metaalpoeder heeft voor de nodige hoofdbrekens gezorgd. Poeder gedraagt zich vreemd. Dat maakt het lastig om er grip op te krijgen, terwijl het bij seriematige productie van groot belang is dat de printer altijd werkt."
"Een andere uitdaging waar we mee zijn geconfronteerd, was om ervoor te zorgen dat alle geprinte producten echt identiek zijn. Hoe bouwen we een reproduceerbaar proces? En: hoe zorgen we er voor dat laservermogen en laserspot stabiel is? Een groot deel van onze expertise zit in die ontwikkelingen", legt Vaes uit.
Hierbij werkte Additive Industries onder een enorme tijdsdruk. De ontwikkelingen op het terrein van 3D-printen gaan snel. Het was noodzakelijk om de 3D-printer in een paar jaar te ontwikkelen en naar de markt te brengen.
"Om voet aan de grond te krijgen, konden we geen tijd verspillen. Dat is een van de redenen waarom we onszelf een strak tijdschema oplegden. In 2013 begonnen we met de ontwikkeling van de printer en in 2015 is de printer op de Formnext in Frankfurt am Main geïntroduceerd”, zegt Vaes.
Naast een korte ontwikkeltijd betekende dit ook dat een nieuwe organisatie werd opgetuigd. “We startten met 3 mensen en net voor de marktintroductie werkten we met tientallen mensen om de timing te halen."
