Views
2 months ago

3D Print magazine - juni 2020

  • Text
  • Oliver
  • Programs
  • Guaranteed
  • Mittal
  • Kwaliteitsstandaarden
  • Certificering
  • Industries
  • Additive
  • Eos
  • Stratasys
  • Ebm
  • Innovatie
  • Innovatie
  • Software
  • Software
  • Manufacturing
  • Manufacturing
  • Onderdelen
  • Technologie
  • Nieuwe
Welke lessen kunnen we al leren uit de inzet van 3D printen in de Covid-19 crisis? Daar gaat het hoofdartikel over. Verder in deze editie een reportage over GE Additive Arcam in Zweden, interviews met GE Additive topman Jason Oliver over hoe 3D printen supply chains gaat veranderen en met XJet CTO Dror Danai over waarom de Israëlische technologie zich leent voor serieproductie. Kan de zware industrie iets met additive manufacturing? Additive Industries en Berenschot deden mee aan het internationale JIP project dat laat zien dat AM klaar is voor de olie- en gasindustrie. Arcelor Mittal zet AM in voor de staalfabrieken en de startup Guaranteed denkt kosten van tooling in de zware industrie fors te reduceren met additive manufacturing.

In de softwaretool

In de softwaretool zitten de virtuele modellen van de gangbare LB-PBF metaalprinters, zodat de simulatie afgestemd is op de specifieke procesparameters waarmee de 3D metaalprinter werkt. verschillende materialen. Alle relevante metadata zitten in het virtuele model, dat een specifieke digitale tweeling is van de echte 3D metaalprinter. Mark Rushton: “Door virtueel te printen, zien we waar bijvoorbeeld vervormingen ontstaan en kunnen hiervoor in het ontwerp compenseren zodat het onderdeel meteen correct geprint wordt. Zo ontstaat een closed loop. Je haalt uit de printer het onderdeel zoals je dat nodig hebt.” Omdat SolidWorks samenwerkt met de grote fabrikanten van LB-PBF machines, die veelal met SolidWorks ontwikkeld worden, zullen de virtuele modellen van de meest gangbare 3D metaalprinters (LB-PBF) in de software geïntegreerd zijn. Daarnaast wijst hij erop dat in de ideale situatie de verkopende partij zo’n virtueel model meelevert. Geïntegreerde oplossing De simulatiesoftware genereert automatisch verschillende type supportstructuren. Dat gebeurt op een slimme manier zodat noodzakelijke support aanwezig is, maar dat essentiële zones in het product gemeden worden. Uiteindelijk wordt de totale set up, bouwplatform, het onderdeel zelf, supportstructuur en het scanpad van de laser, gecontroleerd volgens de Eigenstrain methode, voordat men real life gaat printen. Door een integraal datamodel van design tot buildjobvoorbereiding tot simulatie te bieden kan men voordat men daadwerkelijk print het model, de scandata en andere data aanpassen. “Alle relevante informatie blijft in het model, ook als je een stap terugzet naar een andere applicatie”, voegt Mark Rushton toe. Deze informatie kan ook gebruikt worden voor de CNC freesmachine om bijvoorbeeld nat te bewerken. Delmia exporteert namelijk de informatie als G code naar de CNC machine. “Verander je iets aan de support, dan wordt dit automatisch aangepast in het model voor de CNC machine en worden de gereedschapsbanen opnieuw gegenereerd.” SolidWorks zet hiermee een flinke stap. Mark Rushton gelooft dat 3DExperience Works drempels verlaagt en meer bedrijven de stap naar additive manufacturing gaan zetten. “De software zal er aan bijdragen dat de toepassing van additive manufacturing gaat versnellen”, verwacht hij. “Maar we hebben nog een lange weg te gaan. Van de 13 triljoen dollar grote markt voor maakdelen, wordt nog slechts een minimaal deel via AM gemaakt.” Snelle technologie-ontwikkeling schrikt gebruikers af De helft van de SolidWorks gebruikers doet iets met 3D printen, waarvan de helft de technologie inzet voor echte productie. Mark Rushton denkt dat niet alleen de hoge investeringen en de complexiteit van 3D metaalprinten bedrijven weerhoudt van investeren in AM. “Ze worden ook afgeschrikt doordat de technologie telkens verandert. Ze wachten totdat zich één technologie meer etableert.” Of je zolang 3D printen moet uitbesteden, is nog maar de vraag. Aan de ene kant wel, denkt Rushton, want dat geeft je de flexibiliteit meerdere technieken te testen. “Maar door uit te besteden wordt het moeilijker om je rol te leren. Je bouwt geen kennis op; je leert niet hoe je optimaliseert voor 3D printen, hoe je stukken moet oriënteren. Om meer vertrouwd te raken met het AM proces moet je het toch zelf gaan doen.” 42 print magazine juni 2020

Chiron AM Cube 500: flexibiliteit in 3D metaalprinten Chiron heeft tijdens het online Open House voor het eerst de Chiron AM Cube 500 gepresenteerd, een 3D metaalprinter die in amper 15 maanden werd ontwikkeld. Bijzonder aan de AM Cube is dat de machine over drie koppen beschikt voor het oplassen met poeder én draad. Daarnaast gebruikt Chiron het Dataline monitoringpakket uit de CNC-machines om het AM-proces te monitoren. Zal dat de acceptatie van de technologie in sectoren zoals de luchtvaart versnellen? Axel Boi stuurt bij werktuigmachinefabrikant Chiron het AM-team aan, dat in 15 maanden tijd het concept voor de AM Cube 500 heeft ontwikkeld en omgezet in twee prototypes. “Die zijn ontwikkeld en gebouwd met de kwaliteit en werkwijzen waarmee we ook werktuigmachines ontwikkelen en bouwen”, zegt het hoofd AM. Het AM-team functioneert weliswaar als een startup binnen de groep, maar neemt de ervaring en de werkwijzen mee waarmee de machinefabrikant al decennia lang vertrouwd is. “Als we een PLCprogrammeur nodig hebben kunnen we die uit de organisatie halen. Of andere specialisten. We zijn een startup, maar wel binnen een groep die vorig jaar een kleine half miljard euro omzet draaide.” Potentieel van DED-technologie De Chiron AM Cube 500 is een DED-machine, materiaaldepositie via laseroplassen. De machinebouwer heeft meerdere redenen om voor deze technologie te kiezen. De meest praktische is misschien wel dat je volgens Axel Boi te laat bent als je nu nog een laserpoederbed machine gaat ontwikkelen De meer technologische reden is dat hij de procestijden van de LPBF-machines te lang vindt; de opbouwvolumes zijn te gering. “De machines printen goede stukken, maar te langzaam.” En als derde reden geldt dat de gebruikte lasertechnologie en ook het laseroplassen bekende processen zijn in de metaalindustrie. Ook commercieel ziet Axel Boi op dit moment meer groeipotenties met de DED-technologie, met name omdat je hybride producten kunt produceren en onderdelen kunt repareren. En als niet onbelangrijk laatste reden wijst hij op het feit dat Chironklanten flexibiliteit zoeken. “Onder andere door verschillende materialen te gebruiken, eventueel zelfs in één werkstuk.” Dat is in poederbedmachines moeilijk. Meerdere materialen en werkstukken Voor het AM-team van Chiron is het vanaf het begin het doel geweest om een modulaire 3D metaalprinter te ontwikkelen voor rotatie symmetrische en kubische onderdelen, die snel omgesteld kan worden op een ander product. En waarmee je naast nieuwe onderdelen en hybride producten – features 3D printen op bestaande componenten – ook slijtlagen kunt aanbrengen of reparaties kunt uitvoeren. En dat met zowel poeder als lasdraad. Het concept van de AM Cube 500 bestaat uit een robot die geautomatiseerd de laserlaskop wisselt. Hierdoor kan men snel van materiaal wisselen, ook in één buildjob. “Automatisch wisselen functioneert nog bijna niet in industriële toepassingen. Met name het afkoppelen van de fiberkabel is lastig. Door een dunne fiberkabel van 0,4 of 0,6 mm gaat tot 6 kW energie. Zoiets wisselen stelt hoge eisen aan de omgeving en de medewerker”, zegt Axel Boi. De oplossing die het team hiervoor heeft ontwikkeld – en die gepatenteerd is – is dat elk van de drie koppen vast verbonden is met de periferie: materiaalen gastoevoer, de fiber naar de laserbron, sensorsystemen et cetera. Door de permanente koppeling met de periferie voorkomt Chiron problemen bij het wisselen. Hierdoor kunnen de gebruikers zowel met draad als met poeder 3D printen; of voor een nauwkeurigere oppervlaktekwaliteit een andere kop inzetten. Afhankelijk van de toepassing, wordt in overleg met de klant de ideale configuratie gekozen. Dat kan een machine met twee koppen voor poeder en één voor draad zijn, of omgekeerd. Maar ook één kop voor print magazine juni 2020 43

3D Print magazine 2020

3D Print magazine - juni 2020