Serieproduktion med metaltryk

Desktop Metal begyndte at levereShop System i 2021.Produktionssystemet vil blive tilføjet til efteråret. De to binder jetting-metalprintere skal muliggøre AM-volumenproduktion. Realistiske omkostningsberegninger ser positive ud. Det eneste, der er tilbage, er at ændre ingeniørernes tankegang, for 3D-metalprint kræver virkelig en anden måde at tænke på fra designfasen og fremefter.

Butikssystemet

Arnaud Kooij, som startede Layertec i 2014 fraDesign Solutions, har fulgt Desktop Metal tæt i årevis. I 2017 mødte han Rick Chin, en af grundlæggerne, under SOLIDWORKS World i Dallas. Et par måneder senere deltog han i den officielle lancering af den første desktop metalprinter Studio System i Pittsburgh.

“I 2017 så jeg også prototypen af produktionssystemet hos Desktop Metal. Det havde jeg en god fornemmelse af.”

Nu, fire år senere, er der for alvor kommet gang i spillet med ankomsten af binder jetting metalprintere.

Produktionssystemet P-50

AM-serieproduktion

Sammen med pilotkunder, herunder BMW, har Desktop Metal fortsat med at forfine binder jetting-teknologien siden 2017 og videreudviklet maskinen til det, den er i dag: en 3D-metalprinter til store mængder. I mellemtiden er Shop System blevet afledt af dette til leverandører. Shop System er metalprinteren til maskinværkstedet, den typiske leverandør af CNC-dele i mindre serier. Så taler vi om en investering på niveau med en 5-akslet.

Produktionssystemet er egentlig beregnet til masseproduktion. Vi forventer, at Shop System vil få størst gennemslagskraft i Benelux-landene. Men vi er også allerede i dialog med interesserede parter om produktionssystemet. Der er lavet detaljerede omkostningsberegninger for begge systemer, som realistisk tager højde for de timer, som produktionspersonalet i øjeblikket bruger på f.eks. at samle dele.

Omkostningerne ved sintringsprocessen, enten i Desktop Metals egen ovn eller i en industriel sintringsovn, er også inkluderet i simuleringen. Vi ønsker at lave en realistisk simulering. Investeringerne i disse systemer er for høje til at sælge varm luft. Resultaterne er positive, og erkendelsen af, at der er en god business case for metalprint, er ved at lande på markedet, hvilket det stigende antal forespørgsler vidner om.

Knappen skal drejes

Med beggebinder jetting-systemer har Desktop Metal teknologien på plads til at begynde at bruge AM som produktionsteknologi til en række forskellige applikationer. Nu bliver ingeniørerne nødt til at skifte spor. Måden at tænke på skal ændres. Ingeniører skal tænke mindre i prismatiske former. For at udnytte fordelene ved AM fuldt ud er man nødt til at se ud over den enkelte komponent, som den i øjeblikket fræses eller drejes. Generativt design, topologioptimering og funktionsintegration: Det er nøgleordene for den videre udrulning af AM.

Casestudie: tandhjul

Uden en 3D-printer består tandhjulet nedenfor af fem enkeltdele. Desktop Metal printede det til en potentiel kunde på Shop System. I ét stykke, skræddersyet til hver anvendelse via en online konfigurator. På trods af at hvert produkt snart er unikt, bliver de printet i én batch. Og monteringsomkostningerne er elimineret, da produktet kommer ud af printeren på én gang.

 

Man er nødt til at se på mulighederne med AM og de integrerede omkostninger. Det gælder for mange anvendelser, f.eks. sprøjtestøbeforme, der kan forbedres med indsatser, der indeholder optimerede kølekanaler. Maskinerne er der, materialeporteføljen er god, nu skal man bare tage applikationerne til sig. Det vil tage tid.

Man kan sammenligne udrulningen af 3D-metalprint med de tidlige dage for3D CAD-programmet SOLIDWORKS. Også dengang måtte tankegangen – “jeg tegner det bare hurtigt i 2D” – ændres.

 

Design til AM-træning

For at fremskynde denne forandring gør vi hos Layertec taknemmelig brug af den design- og ingeniørekspertise, der er opbygget gennem de seneste årtier hos Design Solutions.

Ligesom Layertec har vores søsterselskab i flere år været en del af det franske børsnoterede Visiativ, som er en af de største forhandlere af SOLIDWORKS i Europa. Sammen har vi udvikletkurserne Design for Additive Manufacturing, som både forklarer de forskellige printteknikker og fordele, men som også går i dybden med de specifikke designaspekter, der er forbundet med 3D-print.

Tredageskurset er bygget op omkring SOLIDWORKS,endagskurset er også tilgængeligt for brugere af anden CAD-software, og det er CAD- og printerneutralt.

Vi undersøger i øjeblikket muligheden for også at udvikle et sådant kursus for CATIA-brugere. Disse kurser er vigtige for at få teknologien bedre ind i fremstillingsindustrien i Benelux-landene.

Vi ser en stor forskel i accepten af AM mellem Holland og Belgien. Hollandske virksomheder er forsigtige, de vil vide, hvad det giver; der er for meget fokus på den økonomiske side. Belgiske virksomheder er hurtigere til at se på anvendelsen og de muligheder, AM tilbyder.

Trykte dele er lettere, stærkere og billigere

Det er derfor, vi har udviklet kurserne i Design for Additive Manufacturing. Det er overraskende, at virksomheder stadig ofte fremhæver manglerne ved 3D-printteknologi og ikke ser på de unikke muligheder, som personalisering og funktionsintegration.

Penge er ingen grund til ikke at investere i AM-løsninger. Produktionsvirksomheder bruger trods alt nemt en halv til en hel million euro på et CNC-bearbejdningscenter. Og så siger de, at 3D-metalprint ikke opnår en tusindedel af en mm nøjagtighed. Det opnår man heller ikke med støbning.

Ved at designe til AM kan man faktisk undgå toleranceproblemer i samlinger. 3D-print er ikke et mål, og en 3D-printer er ikke et universalmiddel. Men når man ser nærmere på anvendelsen, begynder man at se, hvorfor 3D-print kan betale sig.

Industrielle AM-systemer

Layertecs portefølje er blevet bredere. Fra Desktop Metal er der stadigStudio System 2, den stationære metalprinter beregnet til prototyper og enkeltstykker.

Vi leverer ogsåFomlabs Fuse 1, en SLS-printer, med hvilken Formlabs vil åbne markedet for lasersintring af plast på samme måde, som de tidligere har gjort med SLA-markedet.Formlabs Form 3L er den anden industrielle 3D SLA-printer til plast.

En trykt del med sikring 1

Vi fokuserer på industrielle 3D-printere fra Formlabs og Desktop Metal. Med dem dækker vi både mid- og high-end segmentet af printermarkedet. Vi ser en plads til både Studio System 2 og Fuse 1 i fremstillingsindustrien i Benelux-landene.

Med Fuse 1 kan maskinbyggere f.eks. hurtigt og nemt 3D-printe deres egne kabinetter iNylon 11 ellerNylon 12, bruge al formfriheden og eliminere lagre, fordi de producerer on-demand. Kvaliteten er mere end tilstrækkelig, og kritiske overflader kan efterbearbejdes med CNC-maskiner.

Naturligvis er en printet del kun nøjagtig til 0,02 mm. Og printning er langsommere end CNC-fræsning. Men hvis man ser på den samlede gennemløbstid, er den ofte anderledes. Med en 3D-printet del skal du kun bearbejde de dele, hvor der er behov for høj nøjagtighed; med CNC-fræsning skal du bearbejde alle seks sider. Og hvis man medregner forberedelsestid og opspænding, er CNC-fræsning ikke altid hurtigere.

Kort sagt, når ingeniører tør bevæge sig ud af deres komfortzone, giver 3D-printere uendelige muligheder for nye produkter.