De mogelijkheden van Additive Manufacturing in de industrie

De industrie staat dit decennium voor grote uitdagingen. De wereldbevolking groeit, de vraag maar ook de concurrentie neemt toe. Tegelijkertijd stijgen de productiekosten als gevolg van aanhoudend verzwakte toeleveringsketens en stijgende gas- en energieprijzen. Klimaatverandering veroorzaakt ook problemen in de industrie, door de steeds dringendere noodzaak om lange transportafstanden te vermijden, afvalproductie te verminderen en CO2-emissies te besparen.

Additive manufacturing kan deze problemen zeker volledig laten verdwijnen, maar het biedt wel de mogelijkheid om sommige van deze uitdagingen te vereenvoudigen of zelfs te overwinnen.

Nu al gebruiken veel industriële bedrijven Additive Manufacturing om hun productie te verbeteren. Ik hoef deze bedrijven niet uit te leggen welke voordelen deze manier van produceren biedt. Er zijn echter ook genoeg bedrijven die de definitieve keuze voor een 3D-printer nog niet hebben gemaakt en juist op deze bedrijven is deze blogpost gericht.

Ik laat u zien hoe Additive Manufacturing uw productie kan vereenvoudigen en verbeteren. Van het verlagen van productiekosten tot meer innovatieve productontwikkeling en het verkleinen van uw ecologische voetafdruk - het is allemaal mogelijk met Additive Manufacturing!

Verlaging van de productiekosten

Een van de thema's die het vaakste terugkeert bij industriële bedrijven is het verlagen van de productiekosten. Of het nu gaat om het vergroten van de winstmarge, het verbeteren van de marktpositie door lagere prijzen of het mogelijk maken van verdere investeringen, lage productiekosten zijn wenselijk voor elk industrieel bedrijf.

Op dit moment is een verlaging van de productiekosten echter nauwelijks denkbaar. Exploderende energieprijzen als gevolg van het conflict in Oekraïne, het tekort aan geschoolde arbeidskrachten en verzwakkende toeleveringsketens zorgen voor moeilijke productieomstandigheden.

Hoe kan Additive Manufacturing deze situatie verhelpen? Enerzijds met de mogelijkheid om de benodigde aantal werknemers te verminderen. 3D-printen realiseert dit door productiestappen deels of volledig te automatiseren. Onder bepaalde omstandigheden kunnen sommige productiestappen zelfs worden geëlimineerd door Additive Manufacturing.

Natuurlijk heeft een 3D-printer ook medewerkers nodig, zoals onderhouds- of bedieningspersoneel. Desalniettemin zal het gebruik van Additive Manufacturing meer werknemers besparen dan het nodig heeft en dit verlaagt ook de kosten. Door mogelijke aanvullende automatiseringsoplossingen (bijvoorbeeld robotarmen) kunnen deze besparingen nog verder worden uitgebreid.

Aan de andere kant zorgt additive manufacturing voor een grotere onafhankelijkheid van externe fabrikanten. De mogelijkheid om benodigde componenten letterlijk "met één druk op de knop" te produceren, betekent dat eerder uitbestede productiestappen kunnen worden overgebracht naar de eigen fabriek van het bedrijf. Door deze verhuizing kunnen ook aanpassingen aan het product sneller worden doorgevoerd, wat verdere kosten bespaart.

Door deze verhuizing naar het eigen bedrijf wordt ook het klimaat beschermd. De eigen productie van componenten vermindert onnodige transportroutes en dus CO2-uitstoot.

Ook de besparing op voorraadkosten mag niet onvermeld blijven. Additive Manufacturing perfectioneert het just-in-time-proces, waardoor er geen overproductie van componenten meer nodig is om vervanging zonder vertraging te garanderen in het geval van mogelijke defecten en om de productie draaiende te houden, aangezien defecte onderdelen snel kunnen worden gereviseerd en vervangen.

Dit just-in-time proces en het elimineren van overproductie van componenten ontlasten op hun beurt ook het klimaat door minder afval te produceren en minder opslagruimte nodig te hebben.

Additive Manufacturing biedt daarom verschillende mogelijkheden om de productiekosten te verlagen. Helaas is het niet mogelijk om een universeel toepasbaar besparingspercentage te geven, aangezien de besparingen individueel zijn, afhankelijk van de branche, printer, printproces en gebruik van de printsystemen. In het algemeen kan echter gesteld worden dat additive manufacturing tot wel 70% van de productiekosten kan besparen!

Maar kosten zijn niet de enige essentiële factor in de branche. Minstens zo belangrijk is de snelheid van productie.

Versnelling van de productie

De snelheid van de productie speelt een belangrijke rol in het succes van een industriële handeling. Vooral in het begin van de Corona-pandemie hebben we allemaal ervaren hoe onverwachts bepaalde producten van de toonbanken kunnen worden weggerukt. De winnaars van dergelijke situaties zijn altijd de bedrijven die zich snel kunnen aanpassen aan de nieuwe omstandigheden en hun productie kunnen aanpassen aan de snel stijgende vraag.

Additive Manufacturing versnelt de productie op drie gebieden. Ten eerste zorgt het voor een snellere omschakeling tussen productiestappen. Door de 3D-printer centraal te plaatsen, kunnen tijdrovende looppaden worden ingekort en door materiaalwisselingen te versnellen, zorgt 3D-printen voor een flexibelere productie.

Ten tweede maakt Additive Manufacturing een vereenvoudiging van productiestappen mogelijk. De mogelijkheid om bepaalde productiestappen met elkaar te verweven, maakt het werk voor medewerkers gemakkelijker, wat ook het foutenpercentage kan verminderen.

Het vermogen van Additive Manufacturing om volledig zonder gereedschap te werken, vereenvoudigt ook verschillende productiestappen.

Ten derde, door het foutpercentage te verlagen door middel van Additive Manufacturing, kan 3D-printen de productiesnelheid verder verhogen. Door menselijke fouten te verminderen, die gepaard gaan met automatisering door Additive Manufacturing, kunnen misproductie en downtime binnen de productie worden verminderd, waardoor de efficiëntie toeneemt.

Kostenreductie en verhoging van de productiesnelheid - twee punten die voor veel industriële bedrijven voldoende zouden zijn om te besluiten Additive Manufacturing te gaan gebruiken. Maar er zijn nog meer voordelen die 3D-printen de industrie biedt!

Gemakkelijker voldoen aan de eisen van de klant

Additive Manufacturing opent een nieuwe wereld van productaanpassing. Klantspecifieke wijzigingen kunnen bijvoorbeeld direct op het digitale model worden aangebracht om onnodige foutieve ontwerpen te voorkomen. Verder bestaat de mogelijkheid om ook eigen digitale modellen van klanten te gebruiken of als klanten een exacte replica van een bestaand product willen, deze in combinatie met een 3D-scanner te produceren.

Met een breed scala aan materialen, waaronder hoogwaardige materialen zoals superpolymeren, en het vermogen van sommige 3D-printers om meerdere materialen tegelijkertijd te verwerken, kan Additive Manufacturing unieke geometrieën, details en componenteigenschappen produceren. Dit biedt verdere aanpassingsmogelijkheden en meer specifieke aanpassing aan de eisen van de klant.

Additive Manufacturing maakt het ook mogelijk om het productportfolio van het bedrijf uit te breiden door snellere product- en ontwerpontwikkeling. Deze uitbreiding kan zonder vertraging wijzigingen in de voorkeuren van klanten accommoderen en leidt ons direct naar ons volgende voordeel voor de branche: een snellere reactie op veranderingen in de markt.

Sneller inspelen op marktveranderingen

Dankzij de snelheid en snelle aanpassingsmogelijkheden van Additive Manufacturing kunnen marktveranderingen veel sneller in het productportfolio worden doorgevoerd dan met conventionele productiemethoden.

Dankzij dit aanpassingsvermogen kunnen nieuwe trends in een ongekend tempo worden doorgevoerd. Rapid prototyping laat toe om de nieuwe features van de producten, die eerder werden aangepast aan de nieuwe trends in het digitale model, sneller te testen en zo ook sneller op de markt te brengen.

Nu we het toch over de markt hebben, de unieke kenmerken van componenten die mogelijk zijn met Additive Manufacturing maken het ook mogelijk om nieuwe Unique Selling Proposities (USP) te realiseren die het creëren van marktvoordelen bevorderen.

De ontwikkeling van nieuwe marktsegmenten en een daarmee gepaard gaande uitbreiding van het klantenbestand liggen ook binnen handbereik dankzij deze unieke eigenschappen, waarvan sommige in traditionele productie onmogelijk of zeer kostbaar en tijdrovend zouden zijn.

Rapid prototyping is al kort genoemd. Dit is een ander groot voordeel van Additive Manufacturing, omdat het de industrie ook ondersteunt bij het belangrijkste onderdeel van de productlevenscyclus: productontwikkeling.

Innovatieve productontwikkeling

3D-printen biedt veel meer ontwerpvrijheid voor ontwikkelaars en ingenieurs. De mogelijkheid om in dezelfde tijd meer ontwerpiteraties te maken, geeft een bedrijf de kans om ideeën meer ruimte te geven, ze sneller te testen en zonder veel moeite eventuele correcties direct in het digitale model aan te brengen.

De workflow kan ook worden verbeterd door het gebruik van Additive Manufacturing. Het direct testen van ontwerpiteraties op het digitale model en de mogelijke in-house productie van eerder uitbestede componenten kan de planningsbetrouwbaarheid en het aanpassingsvermogen voor projecten en producten vergroten.

Last but not least maakt Additive Manufacturing het mogelijk om ideeën sneller om te zetten in realiteit, en dus in een product, met behulp van ongecompliceerde implementatie dankzij digitale modellen. Dit verhoogt de productiviteit en het aanpassingsvermogen van industriële bedrijven nog meer.

Als laatste punt in dit blogbericht wil ik graag schrijven over de mogelijkheid van Additive Manufacturing om een grote bijdrage te leveren aan het verkleinen van de ecologische voetafdruk van bedrijven. Dit punt verdient eigenlijk een eigen blogbericht, maar voorlopig zullen we het moeten doen met een korte versie.

Reductie van de ecologische voetafdruk

De CO2-uitstoot en het klimaat kwamen al aan bod in het eerste voordeel van Additive Manufacturing voor industriële bedrijven. Kort samengevat: door de just-in-time-productie in de eigen fabriek te perfectioneren, kunnen onnodige transportroutes worden vermeden en de afvalproductie worden verminderd.

Rond afvalproductie is er echter nog een ander groot voordeel van Additive Manufacturing: de herbruikbaarheid van materialen.

Bij elk productieproces ontstaat afval. Of het nu gaat om kunststoffen, metalen of harsen, in elk productieproces blijft een bepaalde hoeveelheid van de gebruikte materialen over omdat ze niet volledig zijn verwerkt.

Bij traditionele productie zijn deze materialen in de meeste gevallen waardeloos. Het hergebruiken van de kleinste stukjes metaal of plastic brengt meestal extra kosten met zich mee, die economisch niet haalbaar zijn. Bij Additive Manufacturing is dit anders. Vooral met het 3D-printen met polymeer poeder.

Dit fabricageproces laat ook materiaal achter, namelijk poeder, dat niet is gesinterd of gebonden. De meeste van deze poeders kunnen echter zonder veel extra moeite worden hergebruikt.

Het poeder wordt uit de componenten gehaald en kan met de juiste accessoires (bijvoorbeeld het poederverwerkingsstation van Sinterit) direct in een geautomatiseerde zeef worden gevoerd. Dit bereidt vervolgens het poeder zelfstandig voor door eventuele klonten te verwijderen. Het poeder hoeft dan alleen maar uit de zeef gehaald te worden en terug in de materiaaltoevoer te worden gedaan. Het anders "verspilde" materiaal wordt weer bruikbaar materiaal.

Maar niet alleen 3D-printen met polymeerpoeder zorgt voor efficiënt hergebruik van materialen. Zo kunnen ondersteunende structuren, die bij sommige drukprocessen moeten worden gebruikt, vaak probleemloos worden hergebruikt. Bij sommige materialen kan zelfs het volledig bedrukte materiaal volledig van de bouwplaat worden verwijderd en opnieuw worden gebruikt, b.v. in het geval van foutieve ontwerpen.

Op het gebied van klimaatbescherming biedt Additive Manufacturing dus de mogelijkheid om de CO2-uitstoot te verminderen, dankzij een vermindering van transportroutes, en om de afvalproductie te minimaliseren. Daarnaast zijn er nog vele andere voordelen en kansen voor klimaatbescherming - maar daarover een andere keer meer.

Conclusie

Additive Manufacturing biedt voordelen voor vrijwel elk industrieel bedrijf. Of het nu gaat om het versnellen van de productie, het verlagen van de productiekosten, een betere positionering in de markt of klimaatbescherming - Additive Manufacturing biedt het allemaal (en meer).

3D-printen dient bij veel bedrijven al als garantie voor efficiëntie en effectiviteit. Veel bedrijven worstelen echter nog met de beslissing. Een industrieel 3D-printsysteem is een grote aanschaf en voordat het gemaakt wordt, moeten er veel vragen beantwoord worden.

Waar moet ik op letten bij het doen van een aankoop? Welke printer past het beste bij mij? Wat zijn de voor- en nadelen van de verschillende printtechnologieën? Waar moet ik op letten bij de integratie van de 3D-printer in mijn reeds bestaande productiecyclus en hoe realiseer ik deze integratie zo efficiënt mogelijk?

Bent u geïnteresseerd in de aanschaf van een industriële 3D-printer, maar worstelt u met deze en andere vragen rondom de aanschaf? Dan is deelname aan dit webinar, dat precies om deze vragen draait, een echte aanrader!

*Dit Webinar wordt in het Nederlands gehouden