14-04-21

Verder kijken dan rapid prototyping en consumentenonderdelen: de toepassingen van 3D-printen in de werkplaats en fabrieksomgeving

Critici van additive manufacturing-technologieën maken vaak de opmerking dat ze nooit snel genoeg zullen zijn om gebruikt te kunnen worden voor de massaproductie van onderdelen in grote volumes. De mogelijkheid voor deze technologieën om van toegevoegde waarde te zijn in ondersteunende functies kan echter gemakkelijk over het hoofd worden gezien. Veel fabrieken ervaren enorme voordelen van deze nieuwe technologieën als aanvulling op en verbetering van hun bestaande productielijnen. Naast de voor de hand liggende voordelen van in-house rapid prototyping, biedt additive manufacturing mogelijkheden voor industriële tooling die, wanneer gebruik gemaakt wordt van traditionele machinale bewerking, niet mogelijk of zeer beperkt zijn. In deze blog geven we een overzicht van enkele van de belangrijkste voordelen die additive manufacturing kan bieden wanneer ze wordt gebruikt voor tooling en bij het maken van opspanningen die in secundaire en ondersteunende rollen worden gebruikt.

Op maat gemaakte, geoptimaliseerde en snelle tooling

Eén van de meest toegankelijke en laagdrempelige manieren om additieve technologieën in een productieomgeving te implementeren, is bij het maken van werkmallen en opspanmiddelen. Managers zouden kunnen overwegen om een mini-audit uit te voeren, bijvoorbeeld rond de productie van mallen en opspanningen, waarmee geïdentificeerd kan worden waar 3D-printing in hun productieprocessen van toegevoegde waarde zou kunnen zijn. Op dit moment zijn er veel printers beschikbaar met uitstekende prijs-kwaliteitverhouding die gebruikt kunnen worden om functionele engineering-hulpmiddelen te produceren met een hoge detailleringsgraad en een uitstekende afwerkingskwaliteit. Door deze apparaten op de productievloer beschikbaar te hebben, kunnen nieuwe mallen en opspanningen worden ontworpen en ter plekke worden vervaardigd. Dit maakt kwalitatief hoog maatwerk met een zeer korte productietijd, vaak slecht enkele uren of dagen, tegen lage kosten beschikbaar. Daarnaast groeit het aantal aanbieders van printdiensten waar een beroep op kan worden gedaan als het aanschaffen van eigen 3D-printapparatuur niet mogelijk is in hoog tempo.

Koelings- en warmtemanagement

Het gebruikt van conforme koeling kan voor een drastische verbetering van de warmtehuishouding zorgen. Bij deze vorm van koeling stroomt een vloeistof door een gereedschap en volgt het de geometrische vorm van dit onderdeel. Bij productiemethoden zoals spuitgieten kan dit resulteren in kortere doorlooptijden en biedt het de mogelijkheid om onderdelen met kleine geometrische kenmerken te produceren. Deze zouden normaal gesproken vaak te heet worden om op dergelijke wijze geproduceerd te kunnen worden.

Bij subtractieve productiemethoden kunnen op vergelijkbare wijze koelkanalen worden toegevoegd aan snijgereedschappen zoals frezen. Door hieraan op maat gemaakte koeling toe te voegen, kunnen hogere toevoer- en draaisnelheden worden bereikt, waardoor de productie versneld kan worden. Additieve technologie kan op zijn beurt weer helpen bij het mogelijk maken van deze koelmethoden. Op dit soort manieren kan additive manufacturing worden gebruikt ter ondersteuning en verbetering van traditionele machinale bewerking. De belangrijkste en meest revolutionaire additieve productietechnologieën voor koeltoepassingen zijn DMLS en SLM waarin metaal in poedervorm kan worden geprint.

Lichtgewicht

Verstijving en het toevoegen van andere structurele ondersteuningen die traditioneel niet mogelijk waren, is een ander gebied waarop additieve technologieën nieuwe mogelijkheden bieden. Het toevoegen van ribben en steunelementen op plaatsen die bij traditionele machinale bewerking ontoegankelijk of moeilijk te bereiken zijn, in combinatie met het verkleinen van het volume en de massa van het onderdeel, kan een grote impact hebben als het op de juiste manier wordt toegepast. Zware metalen gereedschappen kunnen soms worden vervangen of herbouwd met onderdelen met toegevoegde waarde of geconsolideerde assemblages. Hiermee kunnen we zien dat het lastigste deel van omschakelen naar additive manufacturing is om in te zien hoe deze manier van vervaardiging het beste toegepast kan worden bij het oplossen van specifieke problemen.

Neem contact op met het AM Center om te zien welk inzicht wij kunnen verschaffen over het gebruik van additive manufacturing in ondersteunende rollen in uw werkplaats of fabriek.

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.