Tagarchief: 3d printen

Investeren in 3D-printen: een win-win?

iStock-1144311514
Lees het gehele artikel

De investeringen in industrieel 3D-printen nemen een hoge vlucht. In de afgelopen twee jaar zijn er miljarden dollars in de industrie geïnvesteerd – waarbij nieuwere bedrijven profiteren van de instroom van middelen. Maar hoe zit dat nu in de industriële praktijk en wat heeft de toekomst in petto voor de industrie, nu ze steeds meer aandacht krijgt van investeerders?

We keren eerst meer dan tien jaar terug in de tijd; naar het begin van 2010. Dat werd gekenmerkt door veel opwinding en hype rond 3D-printing door het verlopen van diverse patenten. Een revolutie die 3D-printers in elk huis zou brengen en de consument in staat stellen om 3D-printobjecten met een simpele klik op de knop te produceren. Een hype die de aandacht trok: nieuwe bedrijven overspoelden de markt en investeerden miljoenen in 3D-printers. De aandelenkoersen van twee van de grootste fabrikanten van 3D-printers (3D Systems en Stratasys) schoten omhoog. Het leek erop dat 3D-printen op het punt stond om een nieuwe technologische revolutie te ontketenen. 

Opwinding bleek voorbarig

De opwinding was echter voorbarig: de 3D-printerrevolutie voor de consument kwam niet van de grond. Toch niet zo gebruiksvriendelijk als velen hadden gedacht. Maar wat nog belangrijker is, is dat er nooit echt een kritische consumententoepassing werd ontwikkeld die het mogelijk maakte om thuis 3D-printen echt op te starten. Als gevolg daarvan kromp de markt voor 3D-printers voor consumenten tussen 2014 en 2016 aanzienlijk. Niet alleen hebben veel van de nieuwe bedrijven – met name de fabrikanten van kleine ‘desktop’ 3D-printers – het heel moeilijk gehad, maar ook de beleggers zagen hun aandelenkoersen dalen.

Volgens 3D-printanalyst Terry Wohlers werd in 2019 wereldwijd bijna 1,5 miljard dollar besteed aan het 3D-printen van eindonderdelen.

Het tijdperk van industrieel 3D-printen

Fast forward naar (bijna) vandaag: volgens het onderzoeksbureau Smartech Publishing groeide de 3D-printing industrie in 2018 met 24% tot 9,3 miljard dollar. In 2019 groeide de markt tot 10,4 miljard dollar, waardoor voor het eerst in de veertigjarige geschiedenis van de 3D-printindustrie de drempel van een dubbelcijferig miljard werd overschreden. Zelfs in het coronajaar 2020 wordt nog een groei tussen de 5 à 10% gemeld en alle analisten voorspellen een aanhoudende groei voor de komende jaren. Maar waar komt deze heropleving vandaan? Het antwoord: industrieel 3D-printen.

Ook al in de praktijk

Hoewel de visie van een consumentenmarkt voor 3D-printing haar beloften vooralsnog niet heeft waargemaakt, heeft 3D-printing zich ontpopt als een veelbelovende technologie voor industriële productie, waardoor productontwikkelings­processen worden versneld en steeds meer onderdelen voor eindgebruik worden geproduceerd. Veeleisende industrieën zoals de auto-industrie, de luchtvaart, de medische sector en de machinebouwsector installeren 3D-printers, die zowel in kunststoffen als in metaal onder­delen printen – en zetten deze in de praktijk in. 

Zo kondigde autoreus Volkswagen eind 2018 een centrum voor digitale productie en 3D-printen aan. Het bedrijf onthulde een zeer gedetailleerd stappenplan, waaruit blijkt dat het tegen 2021 50.000 tot 100.000 functionele onderdelen ter grootte van een voetbal per jaar in 3D zou printen.

AM in serieproductie

Volgens 3D-printanalyst Terry Wohlers werd in 2019 wereldwijd bijna 1,5 miljard dollar besteed aan het 3D-printen van eindonderdelen. In 2016 bleef de teller nog steken op ruim 600 miljoen. Meer dan een verdubbeling op drie jaar tijd. Ook in de enquête van eind 2020 in de Benelux-markt zien we eenzelfde verschuiving: prototyping blijft belangrijk als toepassing voor 3D-printing, maar uiteindelijk verschuift het break-even point – waarop het gebruik van AM economisch de beste keuze wordt – onverbiddelijk op in de richting van serieproductie. Om vooruitgang te kunnen maken op gebied van printsnelheid, materialenkeuze en kostprijs van de machines, hebben de bedrijven achter de technologieën aanzienlijke financiële middelen nodig. En die lijken ze te krijgen. Het is niet verwonderlijk dat het potentieel van 3D-printing, nu het zich richt op industriële toepassingen in de echte wereld, zeer aantrekkelijk is voor investeerders.

Industrieel 3D-printen zal de conventionele productiemethoden niet vervangen, althans niet op korte termijn.

Complementaire technologie

Toch is het belangrijk om niet in dezelfde valkuil te trappen als tijdens de consumentenhype van 3D-printen. Industrieel 3D-printen zal de conventionele productiemethoden niet vervangen, althans niet op korte termijn. Het is veeleer een complementaire technologie die nieuwe ontwerpmogelijkheden biedt, nieuwe toepassingen mogelijk maakt en de productiekosten verlaagt. 

Dat beginnen ook de Vlaamse en Nederlandse maakbedrijven door te hebben. De bereidheid om in de technologie te investeren is in elk geval hoog: uit de Flam3D-enquête in Vlaanderen en Nederland blijkt dat 80% van de maakbedrijven wil investeren in (bijkomende of nieuwe) printsystemen, een kleine helft wil software voor 3D-printing aankopen, circa 30% wil externe knowhow inkopen…

Klaar om door te groeien

Als het op groei aankomt, lijkt de toegang tot financiering vaak nog een bottleneck in de Benelux: enkele veelbelovende start-ups staan in de startblokken klaar voor een bliksemstart, maar geraken vaak maar met veel moeite (en mondjesmaat) aan de benodigde middelen om die vliegende start effectief te kunnen nemen. Nochtans zijn er duidelijk enkele bedrijven met een wereldwijd potentieel. De groei van de 3D-printindustrie is aanzienlijk en de verwachting is dat de sector van momenteel bijna 12 miljard dollar aanzienlijk zal blijven groeien. Grote spelers zien een groot potentieel, en de instap van grote bedrijven als HP, BASF en GE toont de intentie om de wereldwijde productiemarkt te ontwrichten nu de technologie vooruitgang blijft boeken. Nu er zo’n mooie weg is afgelegd voor 3D-printen, is het logisch dat de weg naar financiering een belangrijk onderdeel van het traject is. Hoewel het landschap concurrerender is dan ooit, biedt het mogelijkheden om nieuwe processen en bedrijfsstrategieën te ontwikkelen en te laten groeien – en investeerders houden de ontwikkelingen nauwlettend in de gaten.

Flam3D biedt als neutrale sectororganisatie een toegang tot een portfolio van start-ups en scale-ups die actief zijn in 3D-printing. Op zoek naar info of partners? Contacteer ons.    

3D-printen in de ruimte: igus lineaire assen produceren reserveonderdelen bij gewichtsloosheid

PM0721-2
Lees het gehele artikel

Wanneer gieken voor zonnepanelen of satelliet-antennes in de ruimte worden getransporteerd in een draagraket, dan worden ze blootgesteld aan grote belastingen. Om het complexe transport te vereenvoudigen en de productie van de elementen te versnellen, werkt het To AIMIS-FYT studententeam aan een 3D-printproces. In de toekomst moet het mogelijk zijn constructiedelen te produceren in de ruimte. Om experimentele testen uit te voeren bij gewichtsloosheid, bouwden de studenten een 3D-printer. Voor de aandrijftechniek ondersteund door igus, vertrouwden ze op de onderhoudsvrije en lichtgewicht drylin SAW lineaire assen.

De onderhoudsvrije drylin SAW lineaire assen vormen het centrale element van de 3D-printer. Ze zorgen voor nauwkeurige printresultaten met instelbare lagers.

Het huidige proces voor het vervoer van apparatuur naar de ruimte is vrij inefficiënt en duur. Dit komt omdat de constructiedelen in de eerste plaats zijn ontworpen om de hoge belastingen tijdens de lanceringsfase van een ruimtevaartuig te weerstaan. Echter, deze constructiedelen zijn overgedimensioneerd voor de navolgende gebruiksperiode. Vanwege de hoge kosten en de beperkte ruimte op een draagraket zijn alternatieve oplossingen nodig. Het in München gebaseerde studententeam AIMIS-FYT pakte het probleem aan en werkt aan een 3D-printproces voor kosteneffectieve productie in de ruimte, als onderdeel van hun programma voor het lucht- en ruimtevaart ingenieursdiploma. Om dit te doen, maken de studenten gebruik van fotoreactieve hars en UV-licht, dat de hars verhardt. Er moest een 3D-printer worden ontworpen en gebouwd voor experimentele tests van het proces in gewichtloze toestand. In hun zoektocht naar de juiste aandrijftechniek wendden de ingenieurs zich tot de specialist in motion plastics igus en vonden in de drylin SAW lineaire assen wat ze zochten. De lineaire modules worden gebruikt in de twee z-assen en in de x-as van de printer en vormen zo de centrale aandrijfeenheid. De lineaire assen zijn bijzonder indrukwekkend door hun lage gewicht, omdat ze gemaakt zijn van aluminium en onderhoudsvrije glij-elementen van hoogwaardig polymeer. Om de speling van de smeringsvrije en vuilafstotende polymeer lineaire geleiders te verminderen, namen de ingenieurs in spe hun toevlucht tot instelbare lagers. Om ervoor te zorgen dat het printfiltament ook kan worden geroteerd, werd een compacte robolink D rotatieas met wormwiel in de printer geïnstalleerd.

Succesvolle testreeks onder reële omstandigheden

Om de printer en het proces te testen, schreef het team zich in voor het FlyYourThesis! programma van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) en werd aanvaard. De paraboolvluchten vonden plaats in november en december 2020. Wanneer het vliegtuig het hoogtepunt van de klim bereikt en overhelt naar de daalvlucht, treedt microzwaartekracht op, die sterk lijkt op gewichtloosheid in de ruimte. Ideale omstandigheden voor een echte test van de printer. “De lineaire assen werkten probleemloos bij alle experimenten, en dus waren we in staat een kleine stang en ook kleine raamwerkstructuren te printen bij elke parabool”, rapporteert Torben Schäfer van het AIMIS-FYT team tevreden.

young engineers support van igus bevordert innovatieve projecten

Projecten zoals AIMIS-FYT worden door igus ondersteund als onderdeel van het “young engineers support” (yes) programma. Met het universiteitsinitiatief wil igus leerlingen, studenten en docenten ondersteunen met gratis samples, kortingen voor universiteiten en sponsoring en de ontwikkeling van innovatieve projecten. Kijk voor meer informatie over de igus ondersteuning van universiteiten op www.igus.eu/yes.