Gieten kan goedkoper: Onderzoek bij TNO naar mogelijkheden 3D-printen voor gieterijen

Palio, dat in Nederland onder andere Voxeljet vertegenwoordigt, had op de vakbeurs RapidPro, vorige week in Veldhoven, ongetwijfeld het zwaarste en grootste 3D-printstuk: een 650 kilo wegende gietvorm voor zandgieten. Het is een van de zandvormen die het Duitse Voxeljet print op de zelf ontwikkelde machines, die tot 4 meter lange vormen kunnen printen.

Volgens Henk ten Dolle van Palio ligt hier een ongelooflijke kans voor de Nederlandse gieterijen om hun positie in de gietmarkt te versterken. Vooral omdat het printen van zandvormen en -kernen het productieproces in de gieterijen aanzienlijk versnelt. Samen met de Nederlandse Vereniging van Gieterij Technici en TNO worden momenteel de mogelijkheden van het 3D-printen voor gieterijen onderzocht.

In praktijk succesvol

De eerste resultaten van dit kenniscluster zijn positief, zegt Henk Buining, die bij TNO innovation for life dit kenniscluster aanstuurt. ‘De gieterij van Nefit in Deventer heeft een aantal zandkernen geprint en dat was succesvol, zodat de gieterij deze technologie inmiddels geadopteerd heeft.’ Met name het printen van de kernen is aantrekkelijk, omdat dit relatief gezien goedkoop is en je een veel grotere vormvrijheid hebt dan wanneer je de zandkernen op een traditionele wijze maakt. Een andere gieterij in dit cluster is Nijhuis Pompen, dat grote gietstukken maakt. ‘Het zijn producten met veel ondersnijdingen en het vormprinten hiervoor is goed gelukt.’ Volgens Buining is met name de doorlooptijdverkorting een doorslaggevend argument: met conventionele technieken praat je al snel over doorlooptijden van enkele maanden als het om een complexe vorm gaat. ‘Hoe complexer de vorm, hoe aantrekkelijker het printen van de zandvorm is.’

Hogedrukgieten

De technologie van Voxeljet is niet de enige die in het kenniscluster onderzocht wordt. Naast het printen van zandvormen onderzoeken de projectpartners ook het printen van kernen uit PMMA die dan toegepast worden in het verloren was gieten. Deze oplossing is vooral bedoeld voor de wat fijnere werkstukken. Ron Klauss van RP2 hield tijdens RapidPro over deze techniek een lezing. Klauss is afkomstig van ProMetals, dat vorig jaar door het rapid prototyping bedrijf uit Etten-Leur is overgenomen. Ook hij benadrukt de korte doorlooptijd.

‘Wij kunnen binnen vier werkdagen een matrijs leveren voor hogedrukgieten of Powder Injection Moulding.’ RP2 maakt de modellen hiervoor met stereolithografie of met een 3D-printer als het om een siliconenmal gaat. Met zo’n geprinte mal haalt men nu al honderd stuks wasmodellen. Ook hij benadrukt zowel de kortere doorlooptijd als grotere vormvrijheid. ‘Ten opzichte van frezen vormen scherpe hoeken geen probleem evenmin als langgaten en dubbelgekromde oppervlakken.’

Opdrachtgevers komen onder andere uit automotive, die componenten nodig hebben voor bijvoorbeeld crashtest, hand- en sluitwerk waar men prototypes wil testen voordat geïnvesteerd wordt in een dure matrijs en sinds enige tijd ook uit de tandtechnische industrie.

TNO wil in een vervolgproject nog andere rapid manufacturing technieken die interessant zijn voor gieterijen onderzoeken.