Wat te doen met 3D-print?

Uli Klenk, die bij de Siemens divisie Gas and Power de additieve productie-activiteiten leidt, heeft er zin in op de tweede dag van Rapid.Tech. Hij stroopt de mouwen op voordat hij aan de keynote lezing begint. In een interactief betoog met de congresdeelnemers, legt hij in een drie kwartier durend betoog uit waarom men bij Siemens zo veel waarde hecht aan additieve productie. De technologie sluit naadloos aan op de grotere trends die het Duitse industriële concern in de samenleving ziet: globalisering, urbanisering, individualisering, een ouder wordende bevolking die meer zorg nodig heeft. En de digitale samenleving, waarin steeds meer apparaten ‘connected’ zijn.

‘Digitalisering en additive manufacturing vormen met Industrial IoT het perfecte huwelijk’, zegt Klink. Individuele implantaten, het elimineren van voorraden door onderdelen on demand te printen, lichtere onderdelen door topologie-optimalisatie. De mogelijkheden van 3D-printen lijken schier oneindig. ‘Additive manufacturing is een supertechnologie’, zegt Klenk.

 

Ulli Klenk, die bij Siemens Power and Gas divisie de AM-activiteiten leidt, bestempelt 3D-printen als een sleuteltechnologie die naadloos aansluit op de grote maatschappelijke trends in de samenleving. (Foto: FCP)

Waar schort het aan?

Maar: er zit een addertje onder het gras. En dat is, vanuit de gebruiker gezien, de software. De standaardisatie en de transparantie die sommige andere ketens kennen, zoals de farmacie, ontbreekt. De gebruiker moet nog te veel losse softwarepakketten inzetten; er zijn machines die Siemens niet toelaat alle parametersettings uit te lezen. Anders gezegd: De Siemens-spreker vindt dat er nog onduidelijkheden rond het hele proces zijn. Via simulatie het product en proces optimaliseren en volledige transparantie, dat zijn de stappen die de AM-industrie moet zetten om een echte productietechniek te worden. ‘Additive manufacturing kan een enorme bijdrage leveren aan de trends, maar dan moet een aantal zaken geregeld worden en moeten we businessprocessen heruitvinden.’

Ruimtevaart staat op de drempel

Rapid.Tech heeft elke dag een andere keynotespreker, met een andere invalshoek. Op de derde beursdag valt Steffen Beyer de eer te beurt. Hij is binnen de Europese fabrikant van lanceerraketten voor de ruimtevaart Ariane verantwoordelijk voor de productietechnologie. Het blijkt dat Ariane al ver is met 3D-metaalprinten. Beyer verwacht begin 2020 dat de certificering voor kritische componenten klaar is. Dat zijn componenten die absoluut niet mogen falen omdat dan de volledige ruimtemissie kan mislukken. ‘Er vliegen al onderdelen in de Ariane 5 raket sinds eind 2017. Maar dat zijn klasse 3 delen.’ De onderdelen die nu gekwalificeerd worden, zijn onder andere een druksysteem voor een tank en de brandstof injectieunit. Waar het bij Ariane vooral om gaat, is gewichtsbesparing.

‘Maar ook het verbeteren van prestaties’, vult Beyer aan. ‘Door een speciale warmtebehandeling kunnen we een kwart betere eigenschappen bereiken dan met de huidige gietdelen. Die ruimte kunnen we gebruiken om de veiligheidsmarge op te schroeven of gewicht te besparen.’ Voor de opvolger van de huidige Ariane-raket zullen nog meer onderdelen geprint gaan worden.

Steffen Beyer toont zich hierbij enthousiast over andere technieken dan de laserpoederbedtechnologie die de groep nu gebruikt. Wire AM bijvoorbeeld, of Laser Metal Deposition (het 3D-oplassen met poeder) en ook de nog onbekende koudgasspuittechniek. ‘Dit zijn nieuwe 3D-printprocessen met veel mogelijkheden en kosten en doorlooptijd te verminderen. We zijn dan niet meer afhankelijk van smeden en gieten. 12 tot 18 maanden doorlooptijden daar zijn voor ons niet meer acceptabel.’

Volgens Ariane technologiemanager Steffen Beyer leidt de industriële machinebouw de huidige groei van de AM-markt. Ook de automobielindustrie is met een marktaandeel van 20 procent een sterke groeier, terwijl het aandeel van de luchtvaartindustrie zelfs licht daalde vorig jaar. (Foto: FCP)

Wel of niet investeren

De opmerking van Steffen Beyer snijdt ook hout voor kleinere en middelgrote bedrijven in de maakindustrie. Die aarzelen momenteel met investeren in additieve productie, zeker als het om de kostbare laserpoederbedmetaalprinters gaat. Oliver Cynamon van het Duitse 3D-printbedrijf FIT snapt deze terughoudendheid. Hij ziet dat de markt voor serieproductie geremd wordt door de moeite die het kost om processen te certificeren en door de hoge kosten. Maar wat hij vooral ziet, is dat ondernemers uit de maakindustrie last krijgen van wat hij noemt ‘technologie pluralisme’. ‘Er komen veel nieuwe technieken en alternatieven voor bestaande. Niemand weer waar deze heen gaan. Dat is een enorme uitdaging.’ Want wie vandaag investeert in één specifieke technologie, zit daar langere tijd aan vast. De tip van Oliver Cynamon is vooral uit te gaan van de voordelen die additive manufacturing in de hele value chain kan bieden. Want als 3D-printen geen voordeel in de keten biedt, hoef je er helemaal niet mee te beginnen. En daarvoor moet je bereid zijn designs ingrijpend te veranderen. ‘Concentreer je eerst op de functie, daarna op het design en dan op de vraag hoe maak ik het.’

En daar, zo merkt hij bij FIT, wordt het vaak lastig voor bedrijven. Ze gaan nog uit van de bestaande componenten. Hij ziet nog te weinig goede toepassingen, waarmee de voordelen volledig worden benut. En eigenlijk alleen dan is het zinvol om te 3D-printen.

Rapid.Tech en Fabcom 3.D is in 2020 van 16-20 juni