3D-printing van polymeren: een in te voeren ecosysteem

Om een 3D-printer in een bedrijf te integreren, moet men eerst een selectie maken uit een almaar aangroeiend gamma van uitrustingen. En er moeten ook andere elementen aan worden gekoppeld, zoals 3D CAD, 3D-digitalisering, een leveranciersnetwerk, enz. Sirris kan u hierbij helpen.

Eind 2017 werd de verkoop van de miljoenste desktopprinter bekendgemaakt, een cijfer dat duidelijk de toenemende veralgemening van deze machines aantoont. In tegenstelling tot 2014, toen een mediabubbel de consumenten voorhield dat iedereen snel een 3D-printer in zijn garage, keuken of kamer zou hebben, is de visie vandaag realistischer. Men weet dat dergelijke machines veeleer door ontwerpers, kunstenaars, wetenschappers, onderwijsinstellingen en vooral bedrijven worden gebruikt.

Voor die gebruikers is 3D-printing vaak te traag. Alle ontwikkelingen in de belangrijkste technologieën zijn er bijgevolg op gericht de bouwsnelheid, en dus ook de productiviteit, op te voeren.

Stereolithografie

In de stereolithografie vindt de CLIP-technologie voor snelle polymerisatie van Carbon snel navolging. Maar meer in het algemeen kan men met machines die gebruikmaken van projectie in plaats van een polymerisatielaser, de snelheid opvoeren. En, ze vinden almaar meer ingang. Enkele voorbeelden:

  • UNIZ en zijn kleine SLASH+-machine met een bouwvolume van 190x120x200 mm voor $ 3500
  • XYZ Printing en zijn MfgPro 180 xPF-printer (in samenwerking met Nexa3D), die over een volume van 180x140x200 mm beschikt, voor $ 20.000
  • Ackuretta, waarvan de Ackuray A135 (135x75x150 mm) $ 20.000 kost
  • MakeX en zijn M-One Pro 70, met een bouwvolume van 135x76x170 mm)

Ondanks de opmars van de printers voor professionele gebruikers, zijn de 'fun'-machines niet helemaal uit de markt verdwenen. Zo bracht 3D bijvoorbeeld een kleine 3D-printer uit die de materialen kan verharden dankzij het licht van een smartphone. Hij kan het onderdeel zelfs in verschillende kleuren stratificeren.

Lasersintering

De markt van de lasersinteringmachines (SLS) voor polyamide 12 is zich aan het diversifiëren. Marktleider is nog steeds EOS, maar krijgt concurrentie van 3D Systems (ProX SLS & sPro series), Ricoh (AM S5500P) of XYZ Printing (MfgPro 230 xs); iedere leverancier heeft zo zijn eigen specifieke pluspunten.

Ook de kleinere en goedkopere SLS-printers (€ 10.000 – 20.000) zijn zich aan het veralgemenen. Twee voorbeelden: Sinterit (Polen) en Sintratec (Zwitserland). Een andere speler is FormLabs; het bracht onlangs Fuse1 uit, met een werkvolume van 165x165x320 mm, terwijl het bedrijf tot nog toe enkel voor zijn SLA-printers gekend was.

De voor deze technologieën beschikbare materialen zijn zich eveneens aan het diversifiëren. Zo vindt men bijvoorbeeld PA11 of PA6 met vullingen van korte carbon- of glasvezels, naast polypropyleen of flexibele materialen als thermoplastisch polyurethaan (TPU).
PEEK en andere hoogperformante polymeren worden ingezet op specifieke machines die bestand zijn tegen een productietemperatuur van meer dan 350 °C.

Jetting

De Jet Fusion-technologie van HP is al goed in de markt ingeburgerd. Ze biedt een interessante productiesnelheid: voor een plaat van 380x280x380 mm is een fabricagetijd van 10 uur nodig (4 cm hoog/u), gevolgd door 10 uur afkoeling buiten de machine voor lagen van 80 µm dik. De accurate thermische controle is goed doordacht. Het recycleerpercentage ligt hoog.

 

Afzetting van gesmolten filament

De machines met afzetting van gesmolten filament zijn legio, met soms interessante innovaties, zoals de 5-assige 175X-printer van Hage 3D.

De printers aan hoge temperatuur, die PEEK kunnen inzetten, onderscheiden zich door gevarieerde prijs-kwaliteitsverhoudingen, met prijzen gaan de van € 10.000 tot 60.000. Enkele voorbeelden: Intamsys, Apium, 3DGence, Roboze, Gewo 3D.

Meerdere fabrikanten slagen erin de werkingskosten terug te dringen door een toevoer van klassieke korrels in plaats van door filamenten mogelijk te maken. Dat is onder meer het geval van de machine e-bridium 400.

U vindt alle details over de bovenstaande en andere technologieën terug Techniline, onze portaalsite voor de technologiewacht.

En Sirris ?

Een paar jaar terug werden 3D-printers verkocht maar weinig gebruikt omdat ze niet echt een voordeel voor de markt uitmaakten.
Vandaag merkt men echter dat het succes van de technologie zich niet beperkt tot het loutere bezit van een machine. Men moet de machine goed kiezen, naargelang van talrijke criteria. Er moet ook een ecosysteem worden ingevoerd, met elementen als:

  • digitalisatietechnieken die het vastleggen van gegevens op basis van bestaande producten vergemakkelijken
  • het performant inzetten van 3D CAD-tools
  • de toegang tot leveranciers van diverse diensten voor de productie van onderdelen en prototypes
  • een uitvoerige kennis van de toepassing
  • vertrouwdheid met 3D-printing in een bedrijfsomgeving
  • kennis van de diversiteit van de uitrustingen en de prestaties ervan

Wat uw project ook is, Sirris kan u steeds objectief en neutraal adviseren over al die verschillende aspecten en u begeleiden bij de integratie van additive manufacturing in uw bedrijf.