3D-printen? Echt niet alleen voor prototypes.

Met prototypes dus. Ook voor mij is dat hoe het tijdens mijn studie allemaal begon met dat 3D-printen. Al snel begon ik een bedrijfje in productontwikkeling. Nog steeds proto’s printen. Destijds nog met huis-tuin-en-keuken FDM-machines, maar op een gegeven moment was er een opdrachtgever die een brutale vraag stelde waarmee alles veranderde. Hij vroeg me: “Kunnen we niet gewoon 50 behuizingen printen? Dan kunnen die mallen nog even wachten”.

Want ja, dan héb je als ontwerper zo’n mooie technologie ter beschikking. Ben je in staat om de meest complexe en slimme producten te printen. En als je dan je productie wilt opschalen, dan zou je ineens terug moeten vallen op die ‘domme’ conventionele productietechnieken. Je hele ontwerp daar weer op aanpassen. Wat zou het mooi zijn als dat niet hoeft, toch? Precies! En dus is dat nu, bij Parts On Demand, waar we iedere dag aan werken: 3D-printen inzetten als echte productietechniek.

Paraplu

3D-printen is wat dat betreft een parapluterm. Net zoals onder verspanen technieken als frezen, draaien en boren vallen, zo heb je ook bij 3D-printen verschillende technieken. De gemene deler is dat je laagje voor laagje een onderdeel opbouwt. Alleen materiaal toevoegt waar het nodig is. Daarom wordt er ook wel gesproken over ‘Additive Manufacturing’.

Veel maakbedrijven hebben inmiddels een 3D-printer op hun engineeringsafdeling staan. Meestal zijn dat FDM-printers; daarbij wordt een kunststof draad (filament) laag voor laag omgesmolten tot een onderdeel.

Het klinkt oneerbiedig, maar dat stadium zijn we bij Parts On Demand al een poosje voorbij. Wij gebruiken vooral SLS-printers. Daarbij versmelten we een kunststof poeder met behulp van een laser. Het voordeel daarvan is dat je veel complexere onderdelen kunt produceren, met nagenoeg isotrope eigenschappen. Dat, gecombineerd met een hoog productievolume, opent de deur naar serieuze industriële toepassingen.

Snel en flexibel onderdelen produceren

Een van de grote voordelen van 3D-printen is dat je direct van computer naar productie gaat. Dat betekent dat je naadloos kunt schalen tussen 1 en 100.000 stuks en je geen opstartkosten of dure mallen en matrijzen nodig hebt. Zo kunt je heel aantrekkelijk klant- of projectspecifieke onderdelen maken. Zo ontworpen dat ze hun functie perfect vervullen. Onze printers staan op onze eigen locatie in Utrecht; daardoor kunnen we snel schakelen en leveren.

Complexiteit is gratis

3D-printen klinkt misschien ingewikkeld. Maar is het dat ook? Wij laten onze klanten graag achter de schermen kijken. In tijden van corona doen we dat virtueel, maar normaal gesproken openen we onze deuren, zetten we wat biertjes koud en bitterballen warm en gaan we de fabriek in. Zelf zien wat het inhoudt: Als je een onderdeel versimpelt tot laagjes, is de productie ervan eigenlijk een kwestie van binnen de lijntjes kleuren. Je kunt hiermee complexe onderdelen maken, features creëren zoals onderdeelnummers of logo’s en ook functies integreren.

Praat je met leveranciers van 3D-geprinte onderdelen, dan wordt al snel met vaktermen gesmeten als ‘functie integratie’ en ‘topologie optimalisatie’.

Toch hoeft het niet zo ingewikkeld te zijn. Kijk in je bestaande onderdeelportfolio eens naar onderdelen die nu gefreesd worden of spuitgegoten in kleine- tot middelgrote oplagen. Dan vind je altijd wel een aantal onderdelen die interessant zijn om te laten 3D-printen. Dat kan zijn omdat er een voordeel is in prijs, in levertijd of in ontwerpvrijheid.

Denk bijvoorbeeld aan vacuümmanifolds. Normaalgesproken zijn dat samengestelde onderdelen bestaande uit een luchtslang, koppelingen, plaatdelen en inkoopdelen. Dat moet worden gelast en gemonteerd.

Met 3D-printen kun je veel van die onderdelen samenvoegen tot één. Bijvoorbeeld door luchtleidingen direct in het structuurdeel te printen. Dat bespaart een hoop engineering en assemblage. Zo kun je met minder handjes meer machines bouwen. Slim hè?

Voor wie is 3D-printen geschikt?

Veel bedrijven hebben moeite met het maken van hun eerste stapjes in de 3D-printwereld. Met de goedkopere FDM-printers kun je meestal prima eenvoudige prototypes maken, maar echt onderdelen produceren, is nog een flinke een uitdaging. Zeg maar gerust: geen goed idee.

Met onze grote industriële SLS-printers en nabewerkingen maken we inmiddels veel kleine en grote series voor verschillende toepassingen. Sterke onderdelen die zelfs voor hele robuuste toepassingen ingezet kunnen worden. We zien vooral dat in de machinebouw 3D-printen steeds meer wordt toegepast. Bijvoorbeeld in productielijnen om grippers, beugels en formaatsets te maken of behuizingen voor elektronica.

Maar ook productietooling is een toepassingsgebied waar je met 3D-printen makkelijk waarde kunt toevoegen. Je maakt makkelijk speciale gereedschappen die ervoor zorgen dat je collega’s taken sneller en consistenter kunnen uitvoeren.

Ook in de medische sector is 3D-printen steeds meer gemeengoed. Zo worden operaties nauwkeuriger uitgevoerd met 3D-geprinte boor- of zaagmallen en worden orthopedische braces voor een specifieke patiënt op maat geproduceerd.

Allemaal toepassingen die serieuze eisen stellen aan product- en onderdeelkwaliteit. 3D-printen is anno 2021 dus zeker echt niet alleen voor prototypes.