Tagarchief: Additive manufacturing

Post-processing van AM stukken naar hoger niveau

Lees het gehele artikel

De markt van additive manufacturing is nog in volle ontwikkeling, maar wordt snel volwassen. Dat merk je aan de eisen die klanten aan stukken stellen. Post-processing wint daarbij steeds meer aan belang. Wie geen oog heeft voor de afwerkingsgraad van zijn stukken, zet zichzelf buitenspel. AM Solutions (brand of Rösler) zet zijn expertise in oppervlaktebehandeling ook in om AM stukken een perfecte afwerking te geven. Het beschikt over een brede range van machines, waarvan we er graag twee uitgebreid aan u voorstellen.

Volledige vrijheid van ontwerpen, lichtgewicht eigenschappen, eenvoudige integratie van geavanceerde functies, snelle productie van uiterst complexe, geïndividualiseerde componenten zonder dure gereedschappen…: het zijn maar enkele van de voordelen van additive manufacturing, ook wel bekend als 3D-printen. Vincent Raman, product specialist bij Rösler, vertelt: “Een markt waarin expertise nog zwaarder doorweegt, door enerzijds de brede waaier van beschikbare materialen en legeringen, en anderzijds de toenemende specialisatie in 3D-printtechnieken. Wij proberen onze jaren ervaring in oppervlaktebehandeling voor deze toepassingen samen te brengen in complexe machines die zich eenvoudig laten bedienen. Met andere woorden, er komt heel veel automatisering en programmering aan te pas, maar voor de operator is het eigenlijk kinderspel.”

S1: flinke efficiëntiewinst

Een eerste machine die dit etiket dubbel en dik verdient, is de S1. “Een all-in-one ­oplossing om stukken die uit de 3D-printer komen tegelijk te ontpoederen en van een eerste gladheid te voorzien. Smoothing, heet dat in het jargon.” Door de twee stappen te integreren in één machine kan er een flinke efficiëntiewinst geboekt worden. 

Maar er is meer. Straalmiddelen kunnen enorm variëren, in functie van het materiaal waaruit het 3D-geprint stuk bestaat. Meestal zijn er zelfs meerdere soorten straalkorrels nodig, voor de verschillende printtechnologieën . De S1 werd daarom zo ontwikkeld, dat de voorraadboxen eenvoudig gewisseld kunnen worden zonder dat er speciale gereedschappen voor nodig zijn. In het verleden vroegen deze processen om omslachtige wissels en reinigingsperiodes, nu kan alles op dezelfde machine in één vlotte beweging. Rösler maakte de S1 bovendien Industrie 4.0 ready. 

“In de wereld van AM staan er meestal verschillende 3D-printers en oppervlaktebehandelingsmachines tegelijk te draaien. Het is belangrijk om het overzicht te kunnen bewaren over waar elk stuk zich precies bevindt in de productie. Daarnaast krijg je ervoor ook een sluitende traceerbaarheid achteraf in ruil. Je kan de klant perfect tonen welke parameters gebruikt zijn bij de afwerking van zijn stuk”, aldus Raman.

De M1 serie past de beproefde virbofinish techniek toe, maar met kleinere chips en tegen hoge snelheid, zodat ze ook de interne geometrieën de juiste afwerking kunnen meegeven.

M1: feilloze afwerking

De stukken zijn nu weliswaar al gestraald en deels gladder gemaakt, maar vragen nog om een afwerking om te beantwoorden aan de huidige eisen van klanten. Dat is het speelterrein van de M serie, die bestaat in verschillende varianten waarbij enkel de afmetingen van de te behandelen stukken verschillen. Dat gaat van enkele mm tot zelfs 600 mm. 

“De machine werkt volgens het principe van vibrofinish dat ook bij klassieke verspaning een veel toegepaste techniek is. Het grote verschil zit in het formaat van de chips. Die zijn voor AM een stuk kleiner en worden tegen hoge snelheid door de machine gestuurd, zodat ze ook de interne geometrieën de juiste afwerking kunnen meegeven, zonder verstoppingen”, geeft Raman mee. 

Alle parameters (de hoeveelheid water, het medium, de benodigde snelheid…) worden automatisch aangestuurd (en bijgehouden) op basis van sensorgegevens. In tegenstelling tot de conventionele machine gebruikt de M1 meestal een mix van media. “Uit praktijktesten is gebleken dat de combinatie van media een snellere en effectievere werking oplevert. Dat is meteen ook de reden van het hogere toerental (3.600 tpm in plaats van 1.500 tpm bij klassieke verspaning). Het waakt erover dat de media niet ontmengd raken.”

Gebruiksgemak, snelheid en afwerkingsgraad

Deze machines draaien vandaag al op de werkvloer bij klanten van AM Solutions, ook in België. Raman: “Ze stippen het gebruiksgemak, de snelheid en de afwerkingsgraad als de belangrijkste troeven van de S1 en M1 aan. Het resultaat verschilt echt zichtbaar van wat er daarvoor op de markt beschikbaar was. Post-processing is wat bedrijven die actief zijn in 3D-printen vandaag kraakt of maakt, want de eindklant legt de lat steeds hoger.”   

‘Additive Manufacturing’ als service aan de klant

HERMLE6_Bild9_HMG_Ottobrun_12_2020_6 kopiëren
Lees het gehele artikel

Berthold Hermle AG ontwikkelde met de MPA 42 namelijk een uiterst krachtig en nauwkeurig bewerkingscentrum, maar brengt het niet voor verkoop op de markt. De unit wordt immers bij dochteronderneming Hermle Maschinenbau GmbH in Ottobrunn, een dienstverlener op het vlak van additive manufacturing, gebruikt om hybride componenten voor klanten te vervaardigen. De specialist weet perfect wat onder andere matrijzenbouwers willen – hoge kwaliteit en korte levertermijn – en speelt daar perfect op in.

Achterin bevinden zich een stoomgenerator en vijf poedertransporteurs.

Terwijl in gebruikelijke freesmachines de werkstukken na bewerking minder massa hebben, verlaten ze de MPA 42 net aanzienlijk groter. In deze innovatieve machine van Hermle wordt metaalpoeder immers met een thermisch spuitproces laag voor laag tot massieve werkstukken samengeperst, waarna de nodige details ingefreesd worden. “Achter een geluiddempende behuizing vinden we een sterk aangepast vijf­assig bewerkingscentrum type C 42 U. Naast de freesspindel is deze machine uitgerust met een Laval nozzle, die versneld metaalpoeder aanvoert en dat gericht op een vastgeklemd werkstuk schiet”, vertelt bedrijfsleider Rudolf Derntl. “De geometrie van de nozzle in combinatie met een oververhitte waterdamp en stikstof zorgen ervoor dat het poeder de supersonische snelheid haalt, die nodig is om de deeltjes zo te laten vervormen dat ze zich direct op het werkstuk vasthechten. Achterin bevinden zich een stoomgenerator en vijf poedertransporteurs.”

Materiaalmix voor spuitgietmatrijzen

Deze technologie werkt met diverse metalen en bij Hermle gebruiken ze warm- en koudvervormende staalsoorten, maar ook koper en Ampcoloy. Koper voert de warmte veel sneller af dan het staal van de gereedschappen. De combinatie van koper en staal biedt dan ook voordelen bij het ontwerp van spuitgietmatrijzen. Met additive manufacturing brengt Hermle koper aan waar geen ruimte is voor koelkanalen. Tijdens het spuitgietproces voert de koperen kern de warmte veel sneller dan staal af naar het dichtstbijzijnde koelkanaal. Daardoor wint de gebruiker kostbare koeltijd en wordt de oppervlaktekwaliteit van de kunststofelementen verbeterd. “De vijf assen laten toe om de poederstraal onder bijna elke hoek op het werkstuk te richten, waardoor een maximale ontwerp­vrijheid ontstaat. Zo kunnen bijvoorbeeld koelkanalen op gebogen oppervlakken aangebracht worden. De werkruimte van de C 42 U beperkt de lengte en breedte afhankelijk van de geometrie tot 600 mm, maar de compo­nenten zijn toch meestal kleiner. Deze machine is ideaal voor de productie van cilindrische en conische onderdelen. Met behulp van MPA kunnen bijvoorbeeld ook verwarmingsdraden en temperatuurbewakingssensoren in staal of koper ingebed worden en zo in het gereedschap geïntegreerd worden, waardoor de temperatuurregeling nog efficiënter geregeld kan worden. “Bij Hermle hebben we in de loop der jaren veel kennis opgebouwd. We weten welke materiaalcombinaties zinvol zijn, hoe men koelkanalen en functionele elementen kan integreren en kunnen matrijzen uit één stuk ontwerpen”, vult de bedrijfsleider aan. “We verkopen geen machines, maar knowhow. We bieden onze klanten een betere kwaliteit en kortere levertijden, die met andere technologieën moeilijk bereikt kunnen worden.”

De vijf assen laten toe om de poederstraal onder bijna elke hoek op het werkstuk te richten, ook op gebogen oppervlakken. Na het opbouwproces worden de details in het werkstuk gefreesd.

Alles in eigen beheer

Deze MPA 42 vormt het hart van de service op vlak van additieve productie. Aangezien geen enkel softwarehuis de geschikte CAD/CAM-oplossing voor dit bijzonder proces – frezen, opbouwen, frezen – kon bieden, hebben de specialisten van Hermle deze ook zelf geschreven. “In 95% van de gevallen krijgen we een halffabrikaat binnen, dat door de klant op een freesmachine voorbereid werd. Het werkstuk wordt gecontroleerd en vervolgens in een verwarmingsstation tot circa 300 °C opgewarmd. Ook tijdens het opbouwproces zal de temperatuur op niveau gehouden worden”, sluit Derntl af. “De poederstralen realiseren opbouwsnel­heden van 200 tot 400 cm³/h, bij koper zelfs bijna 1.000 cm³/h. Na het op­bouwen worden de nodige details in het werkstuk gefreesd.”  

De MPA 42 combineert additive manufacturing met nauwkeurige verspaning.

3D-printen kan de concurrentiekracht van maakbedrijven vergroten

naamloos-3-kopieren-1
Lees het gehele artikel

Vandaag lijkt de industriële toepassing van additive manufacturing zich vooral buiten België en Nederland af te spelen. Dat kan echter op termijn negatieve gevolgen hebben voor onze industrie. De TechniShow besteedt dit jaar veel aandacht aan dit thema om zo de Nederlandse maakindustrie meer bewust te maken van de mogelijkheden die deze revolutionaire technologie biedt om de concurrentiekracht te vergroten. Zo worden op het 3D Printplein zowel de technologie als de toepassingen gepresenteerd.

Terwijl het in België en Nederland relatief stil blijft als het om 3D-metaalprinten gaat, wordt elders wel geïnvesteerd in kennisopbouw, technologie en productontwikkeling op vlak van additive manufacturing (AM). “De hype is ervan af. Bedrijven moeten nu de toepassingen zoeken en daarvoor is herontwerpen noodzakelijk. Nederland is echter een toeleveringsland en de markt wordt grotendeels gestuurd door anderen”, zegt Menko Eisma, directeur Trumpf Nederland. Ook Henny ten Pas van Bender AM ziet het gebrek aan OEM’ers als één van belangrijkste redenen waarom 3D-metaalprinten hier achterblijft. “Dat is inherent aan het karakter van de maakindustrie. En de OEM’ers die we wel hebben, besteden 3D-printen uit in het buitenland.”

Beeld: Gefertec GmbH

 

Een andere aanpak nodig

De bedrijven zijn dan ook tevreden met de aandacht voor dit thema op de komende TechniShow 2020. “We zijn hier goed in high mix, low volume én complexe onderdelen, die we verregaand geautomatiseerd produceren. Hiervoor is 3D-metaalprinten zeker geschikt”, zegt Philippe Reinders Folmer, directeur Renishaw Benelux. “Alleen worden de kosten met additive manufacturing nu vaak aan het begin van de supply chain gemaakt, terwijl de voordelen voor de partijen aan het einde zijn, de OEM’ers en diens klanten. Afnemer en leverancier moeten daarom nauwer samenwerken om herontwerpen te maken, processen af te stemmen en samen het risico aan te gaan.” Ook Eisma deelt die mening en is ervan overtuigd dat de BV Nederland vroeg of laat wel eens de rekening gepresenteerd zou kunnen krijgen, als ze nu niet meegaan in de technologische ontwikkelingen. Volgens ten Pas is het zelfs al te laat en moeten we inzetten op alternatieve trajecten, zoals ontwerpoptimalisatie, nabewerken, automatisering, ook al moeten we het personeel daarvoor scholen.”

3D-printen in de kijker

Exposanten presenteren tijdens de TechniShow niet alleen machines en toepassingen, maar laten ook zien dat 3D-printen als technologie aansluit op bestaande maaktechnologieën. Renishaw integreert additive manufacturing in een geautomatiseerde productiecel. Hier worden de 3D-geprinte werkstukken gemeten, dan bewerkt, daarna op de machine gemeten en aan de maat afgewerkt. Alle meetdata worden centraal opgeslagen op ERP-niveau. Bender AM toont voorbeelden van complexe producten van de laserpoederbedmachines van EOS; grote snel geprinte werkstukken van Gefertec en de microcomponenten van 3D Microprint. De machineleverancier laat zien hoe additive manufacturing past binnen de bedrijven en bijvoorbeeld aansluit op het frezen en draaien. Trumpf demonstreert zeker een metaalprinter op de stand, maar legt vooral de nadruk op de toe­passingen. “We nemen consultants mee, zodat bezoekers vragen of concrete toepassingen aan hen kunnen voorleggen. We willen ze triggeren en enthousiast maken om de technologie zeker serieus te nemen”, zegt Eisma van Trumpf. “We willen de plaatverwerkende bedrijven prikkelen. Additive manufacturing wordt vaak gekoppeld aan verspanende bedrijven, maar we zien eveneens mogelijkheden voor plaatbewerkers. In de toekomst zullen bedrijven met alleen een laser en plooibank het moeilijk krijgen, maar met een 3D-printer kunnen ze waarde toevoegen voor hun klanten.”

Beeld: 3D-Microprint GmbH

 

Verplicht nummer

Het 3D Printplein is volgens de verschillende deelnemers een verplicht nummer voor elk zichzelf respecterend bedrijf. Folmer, Eisma en ten Pas adviseren bedrijven om te onderzoeken wat additive manufacturing kan betekenen in de supply chain waarin ze actief zijn. Kleinere bedrijven hoeven niet meteen te reageren, maar ze moeten wel kijken wat er gebeurt. Het minste wat bedrijven moeten doen, is zich samen met hun klanten in het thema verdiepen.   

Oplossingen voor nabewerking van 3D-geprinte delen

m2-s1-4-kopieren
Lees het gehele artikel

Met Additive Manufacturing (AM) is de 3D-technologie eindelijk volwassen geworden. Post-processing is een essentieel onderdeel van AM, zeker als een glad oppervlak cruciaal is. Met de lancering van AM solutions bundelt Rösler Oberflächentechnik zijn jarenlange activiteiten op het gebied van Post Processing van driedimensionaal geprinte delen.

Waar 3D-printing vroeger enkel gebruikt werd om een model te produceren dat leek op het eindproduct, brengt additive manufacturing de technologie een stuk verder. Het is een manier om voorwerpen uit 3D-modelgegevens laag per laag te vervaardigen. Hiervoor worden verschillende materialen gebruikt: kunststof, nylon, gips, goud, titanium, rvs, aluminium …

Het belang van post-processing

Rosler Benelux

De 3D-printtechnologie kan ingezet worden voor een productieproces met functionele toepassingen. AM wordt vandaag gebruikt in uitlopende sectoren zoals de industrie, automotive, luchtvaart en de medische wereld. We zitten nu in een stadium waarin kwaliteit, doorlooptijd en materiaalmogelijkheden een grotere rol spelen. De meeste 3D-geprinte stukken vertonen lijnen van het gelaagde print-
proces. Als een glad oppervlak noodzakelijk is, is nabewerking vereist. Sommige post-processing technieken maken geprinte stukken ook sterker door de anisotrope eigenschappen van geprinte stukken te verminderen.

Specialist in oppervlaktebewerking

Als specialist voor de oppervlaktebewerking van conventioneel geproduceerde delen, beschikt Rösler over een uitgebreide knowhow en een ruime ervaring van tachtig jaar. Met deze kennis als basis ontwikkelde het bedrijf in zijn eigen laboratoria en testcentra oplossingen voor de geautomatiseerde en reproduceerbare nabewerking van 3D-geprinte onderdelen. Met de invoering van het merk AM solutions zet Rösler deze ontwikkeling consequent voort. In dit merk, dat zich uitsluitend bezig houdt met oplossingen voor de additieve productie, worden expertise en capaciteiten gebundeld. AM solutions is een, in deze productietechnologie, gespecialiseerd merk. Het aanbod van AM solutions omvat een breed portfolio aan diensten en geautomatiseerde technologische oplossingen voor de AM-procesketen.

Services en oplossingen voor elke processtap

Rosler Benelux

AM solutions biedt een uitgebreid diensten- en oplossingenpakket voor alle mogelijke AM-toepassingen, onafhankelijk van de toegepaste 3D-printtechnologie, het gebruikte materiaal en de eisen die aan het productoppervlak gesteld worden. Daarvoor werkt Rösler nauw samen met bekende bedrijven. De diensten bestaan onder andere uit advies op het gebied van hardware, maar ook uit adviezen ten aanzien van het design van de onderdelen, die de nabewerking ten goede komen, en de positionering of optimalisatie van het onderdeel en/of het printproces. Op het gebied van post processing en oppervlaktebehandeling heeft AM solutions voor elke processtap in de nabewerking het technisch en economisch optimale geautomatiseerde proces onder één dak. Het verwijderen van ondersteunende structuren is typisch de eerste stap voor elke 3D-printtechnologie. Deze stap heeft niets te maken met het verbeteren van de oppervlakteafwerking, maar is noodzakelijk om het gewenste stuk te kunnen gebruiken. Goed geplaatste ondersteuningsstructuren en de juiste print-oriëntatie kunnen de esthetische impact van ondersteunend materiaal op de uiteindelijke print aanzienlijk verminderen. Ook voor het verwijderen van poeders en het vergladden, polijsten en kleuren van 3D-geprinte stukken biedt AM solutions een gepaste oplossing. Hierdoor wordt het mogelijk dat nabewerkingen proceszeker en met reproduceerbare resultaten kunnen worden uitgevoerd. Daarbij zijn de machines en installaties niet alleen als alleenstaande oplossingen ter beschikking maar ook als optimaal, aan klantspecifieke eisen aangepaste, aaneengeschakelde totaalsystemen met handmatige, halfautomatische of volautomatische werkstukhandling.