Formnext 2023: trends op het gebied van 3D metaalprinten

Wow, wat een editie van Formnext. Als een van de weinige internationale industriebeurzen heeft Formnext nipt de piek van 2019 – de laatste pré-Corona editie – overschreden. Wat waren opvallende zaken op de beursvloer? In dit deel vooral op het vlak van 3D metaalprinten.

Wie goed rond keek in de vier hallen van het beurscomplex in Frankfurt zag veel F1 wagens, onder andere bij Additive Industries en 3D Systems, veel fietsen en veel ruimtevaartonderdelen. Waarschijnlijk reiken de budgetten nog niet om een compleet segment van een raket mee te nemen of een Maanlander. Dan maar de onderdelen op de stand zetten.

''Klanten van Farsoon groot formaat metaalprinters draaien 510.000 productie-uren in een jaar tijd''

China ontwikkelt zich heel snel

Terug naar de inhoud, metaalprinten. Wat viel in Frankfurt op? De Europese fabrikanten van 3D metaalprinters lijken de race om de meeste lasers in een lpbf-systeem te verliezen van China. Of laten ze deze bewust links liggen? Het waren Chinese fabrikanten zoals Farsoon en EPlus 3D die met grote multilaser systemen op de beurs uitpakten. 12 of 16 lasers is blijkbaar gangbaar in de Chinese luchtvaartindustrie, zelfs systemen met 20 lasers zijn er. Farsoon heeft sinds sinds oktober 2022 60 systemen uit de FS621M (bouwcilinder 620 bij 620 bij 100 mm) geïnstalleerd bij klanten. Samen hebben die ondertussen meer dan 510.000 productie-uren gedraaid; sommige systemen zitten op een bezettingsgraad van 80%. Farsoon heeft de eerste machine van dit type aan een Europese klant verkocht. Het typeert het verschil in snelheid in de Europese en Aziatische AM-markten zich . Wie de grotere Chinese fabrikanten volgt, ziet een enorm snelle ontwikkeling. BLT communiceerde overduidelijk de eerste en tot nog toe enige fabrikant met gecertificeerde 3D metaalprinters voor Boeing in Azië te zijn. De Chinese AM-fabrikanten stralen zelfvertrouwen uit. Zelfs VDMA AM-werkgroep directeur Markus Heering merkte aan het begin van Formnext op dat de Chinese concurrentie technisch op een gelijk niveau zit als de West-Europese aanbieders. Bij de fabrikanten van poederbed metaalprinters was er overigens veel aandacht voor de semiconductor industrie. Meerdere partijen lieten prototypes van 3D geprinte wafer tafels zien.

Markt staat onder druk

Ondertussen lijkt het dat de marketingbudgetten van sommige Amerikaanse spelers zijn opgedroogd. Desktop Metal stond op de stand van een van de Duitse partners. Velo3D heeft besloten dat de Oostenrijkse vestiging van Schoeller-Bleckmann Oilfield Technology, een toeleverancier aan de olie- en gasindustrie, de Europese partner wordt voor contractmanufacturing. De Oostenrijkers worden de enige contract manufacturer in het Velo3D netwerk voor de DACH regio. Daags voor Formnext publiceerde Velo3D de kwartaalresultaten. In Q3 boekte het een omzet van $24 miljoen, een kwart meer dan een jaar geleden. Dat neemt niet weg dat het bedrijf het mes in de kosten zet en deze in het eerste kwartaal van 2024 met 40% verlaagd wil hebben. Het netto verlies bedroeg in Q3 $17,1 miljoen. Tegen het einde van het kwartaal had Velo3D nog $72 miljoen in cash beschikbaar. De Amerikaanse spelers zijn geen uitzondering. Off the record hoorde je in Frankfurt wel vaker dat de markt sterk onder druk staat. “Niemand van de 3D metaalprinterfabrikanten hier op de beurs verdient geld”, aldus een exposant. Dat geldt waarschijnlijk eveneens voor de leveranciers en producenten van metaalpoeders. Dat aantal groeit nog steeds veel harder dan de afnemersmarkt.

Nieuw EBM-proces

Ook bij GE Additive zat het echte nieuws in een stuk software. Pas enkele weken geleden heeft het concern het patent gekregen op de MeltPoint technologie voor de EBM-metaalprinters. Vandaar dat het nog niet groots werd aangekondigd, maar de eerste werkstukken geprint met de nieuwe technologie waren wel te zien op Formnext. EBM belicht traditioneel met een lijn.  GE Additive voegt daar nu aan toe het belichten van punt voor punt, net als bij de lpbf-systemen. Het resultaat is dat de noodzaak voor support om de warmte af te voeren volledig geëlimineerd wordt én men veel fijnere details en betere oppervlaktekwaliteiten kan printen. De oppervlakteruwheid zit nu onder de 20 µm. EBM zit trouwens als technologie in de lift. Het Japanse Jeol kondigde in Frankfurt aan in april 2024 bij de universiteit in München de eerste EBM-machine in Europa te plaatsen. Bijzonder aan de machine van Jeol is dat men zonder beschermgas kan printen.

Direct Energy Deposition begint nu echt vaart te krijgen. In Frankfurt presenteerde MX3D de nieuwe grote WAAM-cel voor onderdelen tot 5 ton. Onlangs heeft MX3D de eerste order gekregen van het Amerikaanse ministerie van defensie voor deze cel. Meltio heeft de Robotcel gelanceerd, eveneens en turn key oplossing voor het 3D printen van grote werkstukken. De Spanjaarden gebruiken lasertechnologie voor het smelten van lasdraad. Fronius had weliswaar op Schweissen und Schneiden in september aangekondigd met nieuwe parameters voor lassystemen te komen, op Formnext presenteerde de technologie in een complete cel met lasmanipulator voor het 3D printen van componenten. Er waren veel meer exposanten met soortgelijke oplossingen, zoals Metalworn.

Nieuwkomers uit de machine-industrie

Onder werktuigmachinefabrikant Makino heeft voor DED technologie gekozen voor de eerste metaalprinter. Uniek aan het concept van de Japanners is dat ze als eerste high speed lasercladding gebruiken, een proces dat oorspronkelijk door partner Fraunhofer ILT is ontwikkeld voor in draaibanken en door Makino wordt toegepast in en 5-assige CNC freesmachine. De Makino AML500 cel werd gepresenteerd inclusief automatisering voor post-processing én werkstukherkenning. Vanzelfsprekend voor een machinebouwer uit de metaalindustrie, nog steeds een zeldzaamheid op Formnext.

Multimaterialen printen

Ook de Koreaanse machinebouwer HWacheon maakt de stap van CNC-verspanen naar 3D metaalprinten. Interessant op DED-vlak is ook de nieuwe laserkop van Insstek. Hierin is een zoom objectief geïntegreerd. Insstek kan nu tijdens het 3D printen de straaldiameter variëren en daarmee snelheid en nauwkeurigheid beïnvloeden. Een van de thema’s waar alle DED-aanbieders mee bezig zijn is multimateriaal 3D printen. DMG Mori liet enkele mooie voorbeelden zien gemaakt op de Lasertec 3000 DED Hybrid, met de blauwe laser om beter koper te kunnen printen.

Onderkant van de markt

Lopend over Formnext kreeg je soms de indruk dat de markt voor 3D metaalprinten vooral zit in de lucht- en ruimtevaart en Formule 1 racesport. One Click Metal, onderdeel van Index Traub (ook weer een partij uit de verspanende hoek) liet een onderdeel zien dat het print voor de eigen machine. Met een in de Z-richting verlengde bouwkamer 3D print het geen 144 maar 255 van deze componenten in een keer. Dat verlaagt de kostprijs in dit geval met 8 tot 12 procent. Door het onderdeel te printen kan een pasveer direct meegeprint worden. Hierdoor spaart men een klemelement uit, wat alleen al meer kost dan wat nu het printen en nabewerken van het onderdeel samen kosten.

Aluminium printen

Valcun uit België (lees een uitgebreid artikel in Solutions Magazine) toonde Minerva aluminium printer. Deze maakt gebruik van aluminium lasdraad die via het Molten Metal Deposition proces snel aluminium onderdelen print. De reacties op de beurs zijn positief, overweldigend aldus CEO Jonas Galle.

“De eerste machine is echt bedoeld voor universiteiten. Dat maken we de bezoekers duidelijk. Maar als we de businesscase van hen krijgen kunnen we een kostenprognose maken en zijn we direct vertrokken als volgend jaar het productiemodel komt.”