01-06-21

Additive Manufacturing: vooruitgang in nabewerkingstechnologie

Ontwikkelingen in additive manufacturing-technologieën hebben in het afgelopen decennium een snelle groei doorgemaakt. Terwijl er vaak veel aandacht wordt geschonken aan de nieuwste en de beste ontwikkelingen op het gebied van 3D-printing, wordt er minder aandacht besteed aan de toch minstens zo belangrijke nabewerking (ook wel post processing genoemd) die vereist is bij additieve productie.

De groeiende populariteit van FDM en andere vormen van goedkope plastic printtechnologieën onder hobbyisten alsook van R&D-workshops over de hele wereld, heeft ervoor gezorgd dat veel mensen inmiddels bekend zijn met de belangrijkste nabewerkingsstappen die gepaard gaan met het printen van plastic onderdelen. Wat echter vaak verkeerd wordt begrepen, is dat nabewerking veel verder gaat dan enkel het verwijderen van oplosbare supportstukken of het wegscheuren van kunststofstructuren met handgereedschap. Er zijn veel nieuwe en minder bekende takken van additive manufacturing, die volledig losstaan van wat vaak verkeerd aangeduid wordt met de overkoepelende term “3D-printen”.

Een steeds diverser scala aan additieve materialen, technologieën en processen, wordt in een razend tempo beschikbaar voor fabrikanten. Dit leidt op verschillende manieren tot een behoefte aan verbeterde downstream-productieprocessen. Additieve metaalproductie, bijvoorbeeld, is een van de gebieden waarop de laatste jaren enorm veel proces-, materiaal- en technologieontwikkelingen heeft plaatsgevonden. Hieronder wordt een aantal van deze ontwikkelingen opgesomd.

Het aantal verschillende nabewerkingsstappen dat nodig zou kunnen zijn bij additive manufacturing voor diverse toepassingen is bijna eindeloos, en volledig afhankelijk van de specifieke behoeften van een bedrijf. Afhankelijk van het proces, hebben metaalprints vaak minimaal één basisbehandeling nodig, zoals ontbinden, het verwijderen van structurele ondersteuning of het verlichten van spanning door middel van warmtebehandeling. De meeste 3D-printmethodes produceren daarnaast vaak onderdelen met een niet-uniforme of ruwe oppervlakte-afwerking waarvoor extra nabewerking nodig is voordat deze in verdere toepassingen gebruikt kunnen worden. Tot voor kort kostten deze nabewerkingsstappen veel tijd of was er veel dure apparatuur nodig, maar dankzij technische ontwikkelingen wordt deze nabewerking steeds laagdrempeliger en eenvoudiger. Enkele voorbeelden van deze technologieën worden hierna gegeven:

Automatisering van nabewerking
Voor taken die voorheen veel tijd vroegen en arbeidsintensief waren, worden steeds meer automatische oplossingen gevonden. Bewerkingen zoals het losmaken en afsnijden van onderdelen, het verwijderen van ondersteuningsmateriaal, het slijpen van ruwe onderdelen en de assemblage, kunnen nu worden uitgevoerd met een minimaal aantal handmatige handelingen.

Polijsten en geavanceerde functionele coatings
Naarmate er meer materialen beschikbaar komen voor een steeds groter aantal industrieën, komen er meer metalen onderdelen die worden blootgesteld aan verschillende bedrijfsomstandigheden en -omgevingen. Vooruitgang op het gebied van toekomstige metaaladditieven, zoals nieuwe legeringen, vereist nieuwe polijst- en behandelingsmethoden die aansluiten op deze nieuwe productiemethoden en die gebruikt kunnen worden in verschillende, vaak lastige omgevingen. Omstandigheden zoals het in contact kunnen komen met sterk corrosieve stoffen, bewerkingen bij hoge temperaturen en specifieke eisen voor elektrische geleiding, zijn slechts enkele gebieden waarop zich recent ontwikkelingen hebben voorgedaan.

Hybride bewerking
Additieve productie zal nooit een volledige vervanging worden van de traditionele subtractieve productie. Bij productie is het belangrijk om subtractieve en additieve technologieën op elkaar af te stemmen en elkaar op een zo vloeiend en naadloos mogelijke manier aan te laten vullen. We zien nu additieve technologieën die goed integreren met traditionele subtractieve technologieën of die deze aanvullen, en zo compleet nieuwe productiemethoden vormen. Een voorbeeld hiervan is metaaldepositieprinten, waarbij ruwe onderdelen met zeer hoge productiesnelheden worden geprint en vervolgens verder worden afgewerkt. Er is daarnaast ook technologie beschikbaar die zowel CNC-frezen als metaalprinten in dezelfde constructie mogelijk maakt.

Slim polijsten en slijpen
Slimme geïntegreerde technologie en ondersteunende software zorgen voor meer efficiëntie bij het polijsten en slijpen. Build processors en ontwerpsoftware kunnen nu kleine extra materiaaltoleranties toevoegen tijdens het printen, en zo alvast het polijsten en slijpen compenseren. Beslissingen over het toevoegen van dergelijke toleranties kunnen worden aangestuurd en beslist door de machine zelf, in plaats van door een operator of ontwerper. Elektropolijsten, zowel met vloeibare als droge, statische methodes, wordt daarnaast afgestemd om specifiek complementair te zijn met additieve metalen materialen en onderdelen.

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met het AM Center, voor deskundig advies over hoe u met de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van additive manufacturing-nabewerkingstechnologieën nieuwe productietoepassingen kunt verkennen.

Deel deze blog

Ian
Gibson

Professor Ian Gibson is gepromoveerd op het gebied van industriële robotica en is een bekende expert in de wereld van additive manufacturing. Hij heeft gewerkt in Azië en Europa. Aan de Deakin University in Australië heeft hij het Centre for Advanced Design and Engineering Training opgericht. Zijn boek, "Additive Manufacturing Technologies", uitgegeven door Springer, is de nummer 1 van alle productieboeken en is meer dan 5 miljoen keer gedownload. Ian is één van de directeuren van het huidige Fraunhofer Innovation Platform for Advanced Manufacturing.