Zoeken
 
 

Een blik op de toekomst van het 3D-metaalprinten bij V.A.C. Machines


Brugge, 5 oktober 2016
Auteur:
Jan Hoffman
3D-printing is aan een niet te stuiten opmars bezig in tal van sectoren. Dit is ook het geval in de metaalindustrie, waar het 3D-metaalprinten steeds vastere voet aan de grond krijgt. Hoe staat het vandaag met dat 3D-metaalprinten, wat behelst het en wat brengt de toekomst? Het waren maar enkele vragen waarmee we afzakten naar een interessante bijeenkomst bij V.A.C. Machines in Brugge, waar 3D-printen het centrale onderwerp vormde.

In Brugge kwam onder meer Thomas Bossuyt aan het woord, de jonge zaakvoerder van Metaal Technics 3D uit Kuurne, dat een onderdeel is van de Metal Technics Group. Metal Technics 3D, kortweg MT3D, is actief als productiebedrijf voor metaal 3D-printing. Indien nodig helpt het klanten ook bij het ontwerpen en engineeren voor 3D-printing en adviseert het hen om de juiste keuze te maken bij het soort metaalprint techniek die nodig is voor een bepaalde applicatie. Deze man bleek de ideale gesprekspartner om ons een antwoord op onze vragen te bezorgen.


Thomas Bossuyt startte vorig jaar in oktober diens eigen bedrijf MT3D, nadat hij voordien flink wat ervaring opdeed in de relatief jonge sector van het 3D-printen. Voor hij ruim vijf jaar geleden afstudeerde als ingenieur aan de Katholieke Universiteit Leuven onderzocht hij aan de KUL al de mogelijkheden van 3D-printing voor metaal. Daarna deed hij in de privésector verdere ervaring op in deze materie. Om een en ander goed te kunnen kaderen, laten we hem zichzelf eerst voorstellen.


‘Aan de universiteit onderzocht ik vooral hoe je een onderdeel moet ondersteunen. Als je een metaal print, ontstaan er flink wat technische spanningen en die moet je kunnen opvangen', verduidelijkt hij. ‘Mijn onderzoek aan de KUL richtte zich vooral naar het ontwerp van die ‘support' structuren. Nadat ik afstudeerde, ging ik in deze richting verder. Ik kon aan de slag bij LayerWise uit Leuven, dat inmiddels is opgegaan in 3D Systems, en dat bijzonder vooraanstaand was op het vlak van deze technologie. Hier begon ik eerst in de engineering, maar belandde vervolgens al snel op de sales afdeling en ging ik voor 3D Systems een jaar in de VS werken om daar een printafdeling voor metaal op te zetten. Bij mijn terugkeer koos ik ervoor om zelf een bedrijf op te starten en werd MT3D een feit.'


‘Om MT3D kort samen te vatten: het is onze bedoeling om bedrijven te helpen inzicht te krijgen in de voordelen die 3D-printen met zich mee brengt, en dit naast de bestaande, complementaire conventionele technologieën. We helpen onze klanten in het herontwerpen van potentiele 3D-print applicaties om zo de hoogst mogelijke kwaliteit te bereiken uit het proces. Hierbij ligt onze focus steeds op de functionaliteit van het product en onderzoeken we eventueel nieuwe mogelijkheden die naar boven komen door de vrijheid in complexiteit die de technologie te bieden heeft. Van zodra een product volledig geoptimaliseerd is, verzorgen en vergemakkelijken wij het productieproces vanaf het eerste prototype, tot en met de uitvoering van middelgrote series.'


Diverse technologieën

Uiteraard willen we in de allereerste plaats te weten komen wat het 3D-metaalprinten behelst. Zo blijkt dat er diverse technologieën bestaan en dat het er vooral op aan komt de klant de weg te wijzen naar de meest interessante oplossing. Volgens Thomas Bossuyt kan je momenteel drie grote groepen technologieën onderscheiden, allemaal met hun voor- en nadelen. Thomas Bossuyt: ‘De eerste technologie, die waar wij gebruik van maken, is de zogenaamde Powder Bed Laser Beam Technology. Daarnaast heb je de Powder Bed Electron Beam Technology en tot slot de Powder Spray Laser/Electron Beam Technology. Deze drie hebben allemaal hun voor- en nadelen. Wij kozen te investeren in de poederbed laserstraal technologie omdat je hiermee tegemoet kan komen aan ongeveer driekwart van de vragen in de metaalindustrie. Waarmee ik meteen duidelijk stel dat deze technologie niet alleenzaligmakend is. De Laser Beam Melting-technologie omvat het maken van complexe onderdelen die een heel hoge precisie vereisen. Hier komt het er op neer dat je heel veel fijne laagjes poeder met elkaar versmelt. Zeer precies dus, maar je moet er wel bijnemen dat deze techniek veel trager verloopt dan de andere en dat er ook hele hoge technische spanningen kunnen ontstaan die het onderdeel mogelijk scheeftrekken, wat betekent dat hier een ervaren operator nodig is.'


‘Electron Beam Melting heeft als voordeel dat er veel minder technische spanningen ontstaan en dat de lagen enkel daar met elkaar versmolten worden waar het onderdeel wordt gemaakt. Bij deze techniek ontstaat een soort ‘koek' van materiaal waarin het onderdeel steekt. Het onderdeel moet vrijgemaakt worden uit die ‘koek' door de zogenaamde ‘sand blasting'-techniek, wat tot gevolg heeft dat het onderdeel geen interne caviteiten mag hebben omdat er ook daar ‘gecinterd' poeder kan isteken dat je er niet meer uitkrijgt. Dit is een nadeel ten opzichte van LBM, omdat daar het poeder naast het stuk gewoon los poeder blijft en je het gemakkelijk kunt verwijderen. Nog een nadeel van EBM: de precisie is hier minder hoog en er ontstaat een hogere ruwheid. Ten derde is er de zogenaamde free forming technologie Deze is bij uitstek geschikt voor het maken van véél grotere onderdelen omdat de spray nozzle gemonteerd wordt op een robotarm. In de praktijk kan je zo stukken maken die even groot zijn als de reikwijdte van de robotarm, omdat je dus niet beperkt wordt door een kamer als bij de poederbedsystemen. Het nadeel: je werkt met veel dikkere lagen waardoor een hogere ruwheid en minder nauwkeurigheid ontstaat. Verder is de complexiteit minder hoog omdat het materiaal dat je samensmelt niet rust op poedermateriaal. Hier wordt het poeder van bovenaf gesproeid en met een laserstraal samengesmolten.' Bij dit alles geeft Thomas Bossuyt mee dat er eigenlijk meer bestaat dan deze drie grote groepen:
‘Er zijn nog wel twee, drie andere technologieën, maar die worden eigenlijk weinig gebruikt. Zo denk ik aan onder meer aan de Laser Beam Sintering technologie en Three Dimensional Printing of Binder Jeting. Neem, bijvoorbeeld, de Laser Beam Sintering technologie, een verouderde manier van werken. Hierbij wordt een soort metaalpoeder gecoat met bindmateriaal dat smelt aan een veel lagere temperatuur dan het materiaal zelf. Eerst worden de korrels samengesmolten, waarna het in een oven wordt geplaatst en de binder eruit wordt gebrand. Tot slot wordt het onderdeel geïmpregneerd met brons. Hier is het duidelijk: wat ontstaat, is dan wel een metaalgeprint materiaal, maar dat is nooit zo sterk als in zijn puurste vorm als je smeedt of cnc-freest, omdat er een legering met brons is.'


Drie grote industrieën

Als we doorvragen, vernemen we dat metaalprinting eigenlijk bestemd is voor drie grote industrieën: de medische industrie, de dentale industrie en de machinebouwindustrie, waar onder meer het precisie plaatwerk onder valt. Die laatste groep is bijzonder groot, omdat het gaat van space, over chemische installaties, tot aviation en zelfs Formule 1 en robotics equipment. Dé hamvraag bij dit alles ligt voor de hand: wanneer is 3D-metaalprinten interessant en wanneer niet? En wat mogen we verwachten voor de toekomst?


‘Dé vraag die je jezelf moet stellen, is die naar de complexiteit van het benodigde onderdeel. Gaat het om een eenvoudig, groot stuk, dan is 3D-printing eigenlijk nooit interessant en kan je beter een beroep doen op het klassieke cnc-frezen, het traditionele die-casten of werken met plaatwerk. Wij kozen voor Poederbed Laser Beam - en bijgevolg de TruPrint van Trumpf - omdat het heel interessant wordt als je onderdeel bijzonder complex is, als het relatief klein is en het noodzakelijk is om een stuk laag na laag op te bouwen om er de complexiteit van aan te kunnen. Je begint met andere dingen te maken die met cnc-freestechnieken nooit mogelijk waren.'


‘Verwacht ik dat de techniek zal boomen of hypen? Nee, eigenlijk niet, het zal zeker niet de weg opgaan van, bijvoorbeeld, de polymeer 3D-printindustrie. Wat ik wél zie gebeuren, is dat het steeds meer een speciale plaats zal innemen op de markt van het ‘manufacteren' en dat het iets is dat steeds meer mechanische en medische ingenieurs zullen oppikken.'


Niet enkel voor prototyping

‘Momenteel hoor je vaak dat de metaal 3D-techniek vooral interessant is voor prototyping. Dit klopt, maar hier houdt het niet mee op. Het is inderdaad interessant voor het maken van prototypes omdat de ontwikkeling van matrijzen al snel 200.000 tot zelfs 300.000 euro kan kosten en je dus beter eerst print, test en vervolgens beslist om al dan niet een matrijs te maken.


Wat ik daarnaast zie, is dat er nu zaken mogelijk worden die je nooit met de klassieke technologieën aankon. Bij heel veel zaken waar kan worden gefreesd is dit inderdaad veel goedkoper dan bij 3D-printing, maar als het onderdeel heel complex wordt en je een bepaalde sterkte, een ‘flowability' of een bepaald gewicht ten opzichte van sterkte, enzovoort nodig hebt, wordt 3D-printen héél interessant. Het ultieme is daarbij dat je op een bepaald moment ook bepaalde onderdelen alleen nog kan maken via 3D-printing, waarbij je dat complexe onderdeel ook meer keren kan maken en zo zelfs tot volumeproductie overgaat.'


‘Centraal staat uiteraard wat de klant precies nodig heeft. 3D-printen duurt dan wel lang, wat het duurder maakt, maar als het tot iets totaal nieuws leidt en het een machine veel efficiënter maakt zal de meerprijs van het stuk soms niet opwegen tegen de efficiëntieverbetering van een machine. Daar ligt volgens mij de toekomst, in die onderdelen die je onmogelijk kunt cnc-frezen of casten of maken met plaatwerk. Afsluitend wil ik duidelijk maken dat ik meen dat dit geen disruptieve technologie is. Dit wordt ook in de toekomst een aanvullende techniek die gebruikt wordt  als de klassieke technologieën niet langer een oplossing bieden.'

 
print deze pagina mail door stel uw vraag
 

Reacties (1)

Bart Algoet

Veel succes in de toekomst,Thomas

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.
 

Nieuws

 
 
 

Focus op bedrijven

meer...
Links Rechts
 
 

Uw product of dienst in de kijker?

5 Redenen om te adverteren:
   
 1. 
Onafhankelijke krant met een unieke redactie
 2. 
Bereikt brede doelgroep door verspreiding in gehele maakindustrie
 3.  Verzekert u van doeltreffend bereik bij duizenden zaakvoerders, productie- en aankoopverantwoordelijken
 4.
Verschillende specials waarin u uw bedrijf of product specifiek onder de aandacht kunt brengen
 5.
U kunt zich met een aantrekkelijke korting ook in de Nederlandse maakindustrie profileren