Exposanten AM for Production zien verschuiving; printen van eindonderdelen meer gevraagd

AM for Production, het nieuwe kennisevent van Mikrocentrum, bracht eind maart 2023 de volledige keten rond additive manufacturing als productietechniek in beeld. Hiermee werd een podium geboden voor kennisdelen over hoe je 3D printen als productietechniek inzet. De toepassingen in de Nederlandse industrie lopen uiteen van een tiental tot enkele honderden stuks op jaarbasis tot series van 100.000 onderdelen. Die laatste groep komt erachter dat het wellicht slimmer is om vaker kleinere batches te bestellen. Parts on Demand heeft zo’n klant. Die hikte vroeger tegen de stap naar 3D printen aan vanwege de grote aantallen die men op jaarbasis nodig heeft. “Met 3D printen maakt het niks uit of je 100 of 1.000 stuks bestelt. Daardoor is de klant veel flexibeler, want ze kunnen nu tussen de bestellingen door het design wijzigen”, zegt Neil van Es, CEO van Parts on Demand. Het Utrechtse 3D printbedrijf heeft klanten die hun volledig spuitgietwerk hebben omgezet naar 3D printen. En dat werk gaat niet langer naar een lage lonen land gaan maar wordt in Nederland geproduceerd.  

Supply chain problemen 

De supply chain problemen sinds de eerste Covid-19 lockdowns en na de blokkade van het Suezkanaal hebben fabrikanten wakker geschud, hoor je op meer plaatsen in de 3D printindustrie. “Het is pijnlijk duidelijk geworden dat er maar iets in de keten verkeerd hoeft te gaan en je moet maanden op je spullen wachten”, aldus Neil van Es. Marloes Homburg, sales en marketing manager bij MakerPoint DigitalFabrication Solutions, herkent dit beeld. Zij ziet in de aanvragen voor 3D printers steeds vaker als reden eindonderdelen printen opduiken. Samen met het 3D printen van tooling is dat de toepassing waar klanten uit onder andere de machinebouwhet meeste aan denken. De reden: supply chain problemen. Marloes Homburg: “Ze komen steeds vaker in de problemen omdat onderdelen niet op tijd geleverd kunnen worden. De productietijden en -kosten lopen sterk op en worden onvoorspelbaarder. Bedrijven gaan dan zoeken naar manieren om onderdelen in-house te produceren.” De laatste maanden speelt dit veel in de machinebouw voor de voedingsindustrie, merkt ze aan de hand van het aantal vragen naar voedselveiligheid van materialen, bijvoorbeeld van fabrikanten van conveyorbelts. Sommige machinebouwers halen doordat de 3D printtechnologie voldoende ontwikkeld is, productie weer in eigen huis. “Ze zien dat hun toeleveranciers 3D-geprinte onderdelen opsturen. Waarom dan niet zelf doen?” Daarmee proberen bedrijven kosten te drukken en sneller te schakelen.  

Functie integratie en gewichtsbesparing 

Supply chain problemen is als aanleiding voor additive manufacturing vooral sinds de coronacrisis sterk toegenomen. Dat merkt men ook bij QDP in Duiven, een toeleverancier van niet alleen 3D printonderdelen maar ook spuitgietdelen inclusief de noodzakelijke matrijs. 

“De acceptatie van 3D printen als productietechniek neemt toe”. “Drie jaar geleden printten we nog 70% prototypes en 30% eindonderdelen, vandaag is dat precies andersom.”

Maick Klaassen, Directeur-eigenaar Maick Klaassen 

Hij ziet ook andere redenen dan supply chain problemen, bijvoorbeeld het gebruik van latticestructuren om onderdelen lichter en toch sterk te maken. “Dan is het productieproces al bepaald; dan is er geen alternatief.” Functie-integratie is een andere reden die hij tegenkomt. Als voorbeeld geeft hij een gehoorbescherming met een inwendige tesla valve geometrie. “Als spuitgieter zou ik mijn vingers daar niet aan branden. Je moet dan microspuitgieten en de onderdelen daarna ultrasoon lassen of anders verbinden. Nu printen we het in één geheel.” Deze functie-integratie kan een goede reden zijn om te gaan 3D printen. De maakbedrijven voelen de krapte op de arbeidsmarkt.  

Hoogwaardige onderdelen 

Bij MakerPoint ziet Marloes Homburg nog een signaal dat duidt op toename van AM voor productiedoeleinden: de verschuiving in materiaalgebruik. Ze ziet een toename van materialen als ABS, TPU en PC maar ook een hoogwaardige kunststof als PEEK. Een AM-systeem als de miniFactory Ultra komt dan in beeld. “PEEK smelten is geen kunst, maar een maatvast, semi-kristallijn onderdeel printen is een ander verhaal. Als je een gevalideerd proces wilt, bijvoorbeeld voor onderdelen voor treinen, kom je bij de high-end machines uit.” Ook de vraag daarnaar neemt toe. Bedrijven die bijvoorbeeld freesonderdelen willen vervangen door 3D-geprinte onderdelen van ultrapolymeren. “In de aanvragen die binnenkomen zien we echt een verschuiving dat men ook in duurdere machines wil investeren.” Deze ontwikkeling dwingt potentiële kopers wel na te denken over de investering die ze gaan doen. Een compleet SLS-systeem van Formlabs vergt een investering van pakweg een halve ton. “Dan heb je wel een businesscase nodig.” Ze merkt eveneens dat de interesse voor 3D metaalprinten met FFF printers toeneemt, zelfs als dat nog extra tijd kost omdat de filamentfabrikant het sinterproces uitvoert.

“Sommige klanten kopen dit omdat ze daarmee het inkopen van CNC-freesdelen omzeilen. Ze printen zelf en hoeven geen inkooporder meer aan te maken.” 

Flexibiliteit 

Fabrikanten beginnen namelijk in te zien dat ze met 3D printen - al dan niet uitbesteed - flexibiliteit in huis halen. Neil van Es: “Als we 100.000 onderdelen moeten printen, ligt onze kostprijs hoger dan bij spuitgieten. Maar ze hebben wel tussen elke batch in de mogelijkheid om het ontwerp aan te passen.” Zo kunnen ze sneller reageren op feedback uit de markt, bijvoorbeeld als een klikverbinding toch niet echt lekker past. “Klanten vinden vanwege de flexibiliteit de meerprijs van 3D printen meer dan waard.” Flexibiliteit kan ook in customization zitten: met 3D printen is het eenvoudig om een product aan te passen aan de klant, om oneoffs te produceren. QDP print bijvoorbeeld handvatten voor een Spaanse fabrikant van racefietsen.   

Duurzaamheid 

Er is nog een argument om te gaan produceren met 3D printen: duurzaamheid. Minder materiaalverlies. Dit gaat in de komende jaren zwaarder wegen als je de printerfabrikanten mag geloven. Neil van Es merkt dat klanten er momenteel te weinig oog voor hebben. “Ze beginnen er zelf niet over. Het zou hoger op de agenda moeten staan.” Maar hij beseft dat veel fabrikanten moeten concurreren met bedrijven in Azië en Amerika. Dan gaat kostprijs weer een rol spelen. Dat 3D printen materiaalbesparend is, staat voor hem buiten kijf. Parts on Demand verwerkte vorig jaar zo’n 12 ton polymeer. “Daarvan hebben we 500 kilo aan afval overgehouden.”  

Integrale kostprijs 

Nu 3D printen méér wordt ingezet als productietechniek, komt er meer interesse voor de technologie. De industriële technieken komen nu bovendrijven. Afgelopen jaar heeft QDP de capaciteit meer dan verdubbeld door naast de Carbon M2 printer nog de nieuwste Carbon M3 printer te plaatsen. Ook voor kanten uit de kritische automotive industrie 3D print QDP regelmatig onderdelen. Maick Klaassen schrijft deze stap toe aan de ontwikkeling van zowel de AM-technologie en materialen als dat post-processing geoptimaliseerd is. “We kunnen met de Carbon printers en materialen consistent printen, met materialen die echt UV-bestendig zijn en consistent post processen.” En dat is wat de productie van eindonderdelen volgens hem vraagt.

“Klanten willen geen problemen; materialen moeten OK zijn, ook op langere termijn. Je begint nu het verschil te zien tussen de verschillende systemen en materialen. Niet alle printtechnieken zijn even stabiel. ”Daarnaast loopt QDP tegen het feit aan dat inkopers dikwijls niet naar de integrale kostprijs kijken maar naar de stuksprijs. Inkopers rekenen tooling kosten vaak niet mee. “Reken je die wel mee, dan is het 3D- geprinte onderdeel concurrerend. “ 

AM for Production 

Hoewel hij tevreden is over hoe Parts on Demand zich ontwikkelt, merkt Neil van Es dat sommige klanten na tien jaar nog steeds koudwatervrees hebben. Een van de euvels van additive manufacturing is volgens hem dat het een verzamelnaam is voor een heleboel technieken, de ene bedoeld voor form en fit proto’s, de andere meer voor eindtoepassingen. “De industriële markt sneeuwt wel eens onder tussen alle toepassingen.” Onterecht vindt hij. “Ik hoop daarom dat AM for Production de beurs wordt waar het bredere publiek naar toe komt om te zien hoe je 3D printen voor productiedoeleinden kunt inzetten.”