07-02-20

Subtractief naar Additief. Een omslag in de manier waarop we de wereld om ons heen vormgeven

Additive Manufacturing-technologieën (zoals 3D printen) worden in rap tempo volwassen en zijn in steeds meer markten essentieel om een voorsprong te krijgen op concurrenten, en deze vervolgens te behouden. Bedrijven die investeren in het overwinnen van de vele obstakels en leercurves die komen kijken bij de toepassing van Additive Manufacturing, krijgen toegang tot nieuwe processen, operations en bedrijfsmodellen, en zo tot nieuwe bedrijfskansen. De toegevoegde waarde van Additive Manufacturing wordt vaak bereikt door het nemen van kleine stapjes per keer, zoals het on-demand produceren van opspanmallen en reserveonderdelen in een productielijn. Daarnaast is in nieuwe zakelijke dienstverleningsmodellen een disruptie te zien, veroorzaakt door het gebruik van additieve technologieën. In de medische en implantatensector bijvoorbeeld, kunnen nieuwe producten dankzij Additive Manufacturing volledig op maat gemaakt worden.

In bepaalde productiesectoren kunnen veel organisaties die geen plannen voor de toepassing van Additive Manufacturing hebben, binnenkort tegen ernstige tekortkomingen en belemmeringen aanlopen terwijl zij in deze alsmaar veranderende wereld proberen om relevant en concurrerend te blijven. Hierna bekijken we enkele uitdagingen waarmee een bedrijf geconfronteerd kan worden wanneer het additieve technologieën in zijn productieomgeving wil toepassen.

Vaardigheden en opleiding
Het ontwerpen en ontwikkelen voor additieve technologieën kan voor velen een grote uitdaging zijn. Er is een aanzienlijk verschil tussen de vaardigheden die nodig zijn voor het eerste productontwerp en de vaardigheden die nodig zijn voor het bedienen van de machines. In de vertrouwde subtractieve werkomgeving, zijn fabrikanten gewend om de wereld vorm te geven door middel van boren, frezen, gieten en assembleren. In de additieve arena daarentegen, kunnen ontwerpers problemen oplossen door te groeien, te weven en door gebruik te maken van biometrie, en zich zo te laten inspireren door elegante en efficiënte patronen die terug te vinden zijn in de natuur. Dit is iets waar de meeste ingenieurs, ontwerpers en managers waarschijnlijk niet veel ervaring mee zullen hebben, en waar ze dus eerst vertrouwd mee moeten raken. Aan de productiekant moeten operators en technici daarnaast nieuwe vaardigheden leren, zodat zij de nieuwe apparatuur die komt kijken bij Additive Manufacturing kunnen bedienen en onderhouden, en ze kunnen werken met nieuwe materialen en volgens nieuwe werkmethoden.

Productieworkflows
Niet alleen zijn er verschillende vaardigheden nodig om additieve technologieën toe te kunnen passen, maar ook moeten hele productieprocessen en -workflows worden herzien en in een context worden geplaatst waar het gebruik van additieve technologie van toegevoegde waarde kan zijn. Een uitdaging waar veel bedrijven voor komen te staan is het begrijpen welke tak van de additieve technologieën en welk type materiaal het beste kunnen worden gebruikt en voor welke toepassing Additive Manufacturing meerwaarde zou bieden vergeleken met conventionele productietechnieken. Daarnaast kan het onduidelijk zijn welk type machine het beste past bij een bepaald gebruiksscenario.
Vaak is het zo dat een goedkope machine op instapniveau of een eenvoudige printservice beter aansluit bij de wensen van een bedrijf dan een dure machine die op dat moment ‘in de mode’ is en daardoor aantrekkelijker en beter lijkt. Een voorbeeld van waar additieve technieken gunstig kunnen zijn, is bij het zelf produceren van specifieke gereedschappen en opspanmallen, waardoor enorme kosten- en tijdbesparingen behaald kunnen worden. Verder kan bij geassembleerde systemen het aantal onderdelen dat nodig is voor complexe, meerdelige assemblages worden teruggebracht, waardoor vaak wordt bespaard op materiaalverbruik en montagetijd.

Het identificeren en rechtvaardigen van toegevoegde waarde
Hoewel veel additieve technologieën al een tijdje bestaan, zijn veel vormen van 3D printen pas in de afgelopen tien jaar mainstream geworden in de maakindustrie. Door de onbekendheid en nieuwheid van deze technologieën, kan het voor veel managers en besluitvormers lastig zijn om deze te begrijpen en toe te passen in de context van een business case op hoger niveau, buiten specifieke processtromen. Veel bedrijven worstelen daarnaast met het identificeren en begrijpen van holistische toepassingen van Additive Manufacturing en waar deze technologie kan ‘passen’ binnen het bedrijf of de processtromen, en hebben daarom moeite de investering die nodig is om deze technologieën te implementeren te rechtvaardigen.

De in deze blog gepresenteerde lijst met uitdagingen is niet allesomvattend. Afhankelijk van de productiecontext zullen er nog veel meer uitdagingen zijn (sommige bekend en andere onbekend) die bedrijven en de Additive Manufacturing-industrie zullen moeten overwinnen voordat verdere integratie in productie op grote schaal en volume haalbaar is.

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.