Digital learning

Desktop Metal Additive Manufacturing 2.0 gør 3D-metalprint tilgængeligt for virksomheder, der til dels skal konkurrere på prisen, siger Jonah Myerberg, CTO i Desktop Metal. På den måde udfylder den amerikanske koncern det manglende skridt mod digital produktion. Reshoring og manglen på kvalificeret arbejdskraft står pludselig i et helt nyt perspektiv.

Fabrikker, der slukker lyset: Det er det ultimative mål for fremstillingsindustrien. Med automatisering og robotisering har industrien allerede bevæget sig langt i den retning. Det manglende led er den fysiske produktion af komponenter ud fra en digital model. Traditionelle produktionsteknikker som CNC-bearbejdning, presning og støbning har deres begrænsninger, såsom begrænset formbarhed, maskinindstilling, materialetab og det faktum, at massetilpasning ikke er mulig, fordi omkostningerne i så fald ville være for høje. “Med Additive Manufacturing kan vi tage dette skridt. AM er en digital proces; fra 3D-modellen går vi direkte til den fysiske del uden værktøj,” siger Jonah Myerberg, medstifter og CTO hos Desktop Metal. Med dette giver Desktop Metals AM-teknologi hastigheden til faktisk at gå over til volumenproduktion. “Additive Manufacturing 2.0 betyder overgangen fra prototyper og print i ét stykke til volumenproduktion med Additive Manufacturing.”

Hvorfor er binder jetting hurtigt?

De avancerede printhoveder i Desktop Metal-metalprinterne Shop System og Production System, kombineret med den patenterede Single Pass Jetting-teknologi, sikrer hastighed i 3D-printprocessen og dermed lavere omkostninger pr. emne. Disse hoveder indeholder 70.000 dyser fordelt på fem rækker. Det giver en hurtigere og mere præcis udsprøjtning af bindemidlet på pulversengen. Desktop Metal supplerer dette med sin patenterede Single Pass Jetting-teknologi. Påføring af det nye pulverlag og udsprøjtning af bindemidlet sker i en enkelt arbejdsgang. I stedet for at printe vektorbaner printer Desktop Metals maskiner et helt lag i en enkelt arbejdsgang. Det gør teknologien 100 gange hurtigere end vektorbaserede AM-teknikker som Powderbed Fusion. “Vi printer dele på timer i stedet for dage. Det betyder masseproduktion,” siger Jonah Myerberg. Dermed gør det ingen forskel for systemet, om buildboxen er fuld af hundredvis af identiske dele eller produkter, der er geometrisk forskellige fra hinanden. “Vi er geometrisk agnostiske, når vi 3D-printer,” siger han.

Mere robust sintringsproces

Et andet afgørende gennembrud, som Desktop Metal har opnået, er forenklingen af sintringsprocessen. Bindemiddeludsprøjtningssystemerne producerer ‘grønne’ dele, som i MIM (Metal Injection Molding). I dette tilfælde holder bindemidlet pulveret sammen. Når løst pulver er fjernet, sintres emnerne i en ovn. Der tilføres varme til emnet på en meget kontrolleret måde, hvilket skaber en materialetæthed på op til mere end 99%. Der skabes ingen restspændinger. Emnerne krymper dog. Desktop Metals Live Sinter-software kompenserer automatisk for dette. Softwaren kan endda på forhånd kompensere for eventuelle deformationer. Jonah Myerberg: “Fordi vi forstår begrænsningerne ved binder jetting godt, giver Live Sinter, et FEM-analyseværktøj (Finite Element Method), os mulighed for at foretage justeringer af 3D-modellen på forhånd for at printe og sintre en dimensionelt stabil del med det samme.” Denne software er langt fra færdig, siger Desktop Metals CTO. Processen vil blive endnu mere robust.

En ny måde at spille på

Jonah Myerberg ser Desktop Metals AM-teknologi som en game changer, som fremstillingsindustrien oplever en gang hvert 40. eller 50. år. “Den sande kraft i AM 2.0 er, at vi gør forsyningen af dele mere robust og pålidelig. Med reshoring fjerner vi spændinger fra forsyningskæderne.” OEM’er og produktionsvirksomheder kan flytte aktiviteter tilbage til deres egen region, da de bliver mindre afhængige af, om der er kvalificerede operatører til rådighed. “Med AM 2.0 kan én erfaren operatør holde en hel fabrik kørende. Dermed bliver forsyningskæderne mindre afhængige af usikre variabler.” Shop System egner sig især til forsyningsindustrien, fordi det er en ægte plug and play-løsning, hvor Desktop Metal leverer materialer og indstillinger. “Dagen efter installationen kan du printe med det,” siger han.

Konkurrencedygtig teknologi

De mekaniske egenskaber ved de printede dele er højere end ved støbte dele. Disse egenskaber vil blive yderligere forbedret, da der i øjeblikket udvikles materialer, der er specifikke for teknologien, især i Europa. Med hensyn til omkostninger kan teknologien allerede konkurrere med støbning og endda CNC-fræsning i visse applikationer, især hvis der er tale om små serier. Og fordelene vil kun blive større, efterhånden som ingeniørerne begynder at designe mere specifikt til Additive Manufacturing. Jonah Myerberg: “Mange anerkender merværdien ved Additive Manufacturing, men de ved endnu ikke, hvordan de skal designe til AM. Komplekse geometrier, underskæringer, konsolidering af flere individuelle komponenter til én del: Det er det, der gør Additive Manufacturing attraktivt.”

Anden generation af maskiner

Begrænsningen har hidtil været dimensionerne: maksimalt 5 til 10 centimeter. Johan Myerberg forventer dog, at disse dimensioner vil stige med en faktor 4-5 i de kommende år, når Desktop Metal bringer anden generation af værksteds- og produktionssystemet på markedet. Ville det så ikke være bedre at vente med at investere, indtil den nye generation er produktionsklar? Nej, siger CTO’en. Hvis den aktuelle applikation kan produceres med hensyn til geometri og kompleksitet, skal du komme i gang nu for at få styr på teknologien, råder han. “Den næste generation af vores maskiner vil ikke erstatte de nuværende, men supplere dem,” siger han. De vil bestemt ikke gøre de eksisterende systemer forældede om et par år. “De fremtidige AM-systemer vil åbne op for nye markeder, som de nuværende systemer endnu ikke er modne til.”

Bilindustrien

Den lave tærskel for Desktop Metals to AM-systemer giver både bilindustrien og den bredere maskintekniske industri adgang til Additive Manufacturing. På grund af de høje omkostninger ved Laser Powderbed Fusion har 3D-metalprint hidtil primært været begrænset til rumfartsvirksomheder, hvor omkostningseffektiviteten er på et helt andet niveau. “Med binder jetting bringer vi omkostningerne op på niveau med andre produktionsteknikker, uden at skulle investere i værktøj og med mulighed for massetilpasning. For eksempel 3D-printer BMW allerede dele til sine M-serie modeller. Og de er nu i gang med at udbrede teknikken til deres Tier 1- og 2-leverandører.”

Desktop Metal og Holland

Desktop Metal har placeret sit europæiske distributionscenter i Amsterdam. Holland har også været hjemsted for nogle af Shop Systems kunder helt fra begyndelsen. “Holland er et vigtigt vækstmarked for os,” siger Jonah Myerberg. Han måler det også på succesen for Layertec, den amerikanske koncerns Gold-partner i Benelux-landene. “Layertec opnår succes på det hollandske marked med deres tilgang til fuld support af kunderne.” Gode eksempler er 1-dags introduktionskurset ‘Designing for 3D printing’ og det omfattende 3-dages kursus, hvor man lærer at designe til Additive Manufacturing med SOLIDWORKS.