3D-Printers
Hoogwaardige 3D-printers
Veel bedrijven in uiteenlopende branches gebruiken 3D-printen voor hun productie. Van ruimtevaart tot consumptiegoederen, onderdelen gemaakt door een 3D-printer zie je steeds vaker voorbijkomen.
Verschillende bedrijven zouden geïnteresseerd zijn in 3D-printen voor hun productie, maar worstelen met het kiezen van de juiste professionele 3D-printer.
De technologie van 3D-printen kan onduidelijk en chaotisch lijken. Technische termen die in het rond worden gegooid alsof het voegwoorden zijn en verschillende printprocessen die meestal alleen acroniemen gebruiken, maken het moeilijk om de juiste professionele 3D-printer te kiezen voor jouw vereisten en behoeften.
Het is echter niet alleen de technische kant die deze beslissing moeilijk maakt. Een 3D-printer is voor de meeste bedrijven een grote aanschaf. Zo'n grote aankoop vereist veel vragen die voor de aankoop beantwoord moeten worden. Wat is het doel achter de aanschaf van een 3D-printer? Welk type 3D-printer is de beste manier om dit doel te bereiken? Wat zijn de kosten van deze investering? Wanneer kan ik een 'return on investment' verwachten?
Veel van de antwoorden op deze vragen zijn natuurlijk heel persoonlijk. Desondanks wil ik in deze blog proberen om op zijn minst enkele tips en eenvoudige antwoorden te geven om het besluitvormingsproces voor een professionele 3D-printer te vereenvoudigen.
De lijst met potentiële 3D-printers verkleinen door de juiste doelen te stellen
Een 3D-printer kan veel processen in een bedrijf faciliteren, verbeteren of mogelijk maken. Een verlaging van de productiekosten, een verhoging van de productiesnelheid of de mogelijkheid om op maat gemaakte producten te vervaardigen zijn slechts enkele van de doelen die met 3D-printtechnologieën kunnen worden bereikt.
Deze doelstellingen sluiten elkaar zeker niet uit. Om de beslissing voor de geschikte professionele 3D-printer makkelijker te maken, moet men een hoofddoel stellen waaraan de investering in een 3D-printer moet voldoen. Dit hoofddoel moet natuurlijk in direct verband staan met de doelstellingen van het bedrijf en de branche.
Aangezien het grote aantal aan verschillende professionele 3D-printers, printtechnologieën en fabrikanten verschillende voor- en nadelen bieden, kan de kring van potentiële printers aanzienlijk worden verkleind door het hoofddoel zorgvuldig en correct vast te stellen. Als het hoofddoel bijvoorbeeld is om de kwaliteit te verhogen, heeft het geen zin om te investeren in een 3D-printer die een geweldige printsnelheid biedt maar een matige printkwaliteit. Aan de andere kant, als het hoofddoel is om op maat gemaakte producten te produceren, verdient een 3D-printer met maximale printaanpassingsmogelijkheden de voorkeur boven een 3D-printer die betere kwaliteit biedt, maar weinig aanpassingsmogelijkheden heeft.
Maar welke printers bieden welke voordelen? Het opsommen van elke fabrikant en elke afzonderlijke printer hiervan zou buiten het kader van deze blog vallen. Daarom bespreek ik liever de voor- en nadelen van de 4 verschillende printtechnologieën.
Voor- en nadelen van de verschillende printtechnologieën
Filament 3D Printen
De klassieker onder de 3D-printers is 3D-printen met filamenten. Dit proces, ofwel Fused Filament Fabrication (FFF) of Fused Deposition Modeling (FDM) genoemd, staat tegenwoordig vooral bekend om zijn gebruiksvriendelijkheid en betaalbaarheid, zowel de printers zelf als de materialen. Een ander voordeel is de korte nabewerkingstijd in tegenstelling tot andere 3D-printprocessen.
Qua kwaliteit is filament 3D-printen echter overtroffen door andere printmethodes. Of het nu gaat om oppervlakteafwerking, detailniveau of ontwerpvrijheid, 3D-printen met filamenten loopt hierop achter op andere printmethoden.
Desondanks heeft 3D-printen met filamenten zijn plaats in de industrie gevonden als een goedkope manier om eenvoudige onderdelen van degelijke kwaliteit te produceren. Vooral voor bedrijven die kostenbesparingen als hoofddoel hebben, of voor bedrijven die de voordelen van 3D-printen voor zichzelf willen testen, kan dit de juiste oplossing zijn voor een langere periode.
Metaal 3D Printen
De volgende stap is het 3D-printen van metaal. Dit printproces heeft twee belangrijke subcategorieën, namelijk op laser gebaseerd (bijv. Selective Laser Melting) en op sinter gebaseerd printen (bijv. Metal Binder Jetting). Aangezien de exacte uitleg en differentiatie van deze twee subcategorieën wederom buiten het kader van deze blog zou vallen, zullen we ons concentreren op de algemene voor- en nadelen van 3D-metaalprinten.
Metaal 3D-printen kenmerkt zich in de eerste plaats door zijn onbeperkte ontwerpvrijheid. Hoge complexiteit en uniekheid zijn geen probleem voor deze vorm van 3D-printen. Verder valt in dit printproces het hoge detailniveau van de printopdrachten op.
Het grootste nadeel van deze printtechnologie zijn de hoge kosten. Deze zijn verreweg het hoogst en daarnaast kan er eventueel nabewerkingsapparatuur aanwezig zijn. Ook de gebruiksvriendelijkheid van metalen 3D-printsystemen is niet bijzonder hoog, vooral door de soms zeer complexe nabewerking.
Vanwege het hoge detailniveau en de onbeperkte ontwerpvrijheid is metaal 3D-printen perfect voor zeer complexe of op maat gemaakte geprinte onderdelen. Door de hoge kosten en lage gebruiksvriendelijkheid is dit printproces echter meer geschikt voor bedrijven die al ervaring hebben opgedaan met 3D-printen of personeel hebben dat met deze machines om kan gaan.
Resin (hars) 3D Printen
Resin 3D-printen werkt met vloeibare kunsthars, die onder invloed van UV-licht laag voor laag wordt uithardt. Er zijn nu verschillende printprocessen binnen 3D-printen met hars, van stereolithografie (SLA) tot Nexa3D®'s eigen Lubricant Sublayer Photo-curing (LSPc®).
Dit type 3D-printproces onderscheidt zich vooral door zijn buitensporige oppervlaktekwaliteit en zijn hoge printsnelheid. De mogelijkheid om transparante componenten te produceren is ook een groot voordeel van 3D-printen met hars.
De inspanning voor nabewerking is echter erg hoog. Enerzijds moet het overtollige hars volledig van het onderdeel worden verwijderd, anderzijds moeten de onderdelen naast het printen worden nagehard. Bij deze printtechnologie is er altijd support nodig. Het support moet na het printen verwijderd worden. Daarnaast zijn zowel de printerkosten als de materiaalkosten relatief hoog.
Deze voor- en nadelen maken resin 3D-printen bijzonder geschikt voor bedrijven die maximale oppervlaktekwaliteit en hoge snelheid eisen en bereid zijn hier wat kapitaal aan uit te geven, of voor bedrijven die absoluut transparante componenten nodig hebben. Resin 3D-printen is vooral populair in de tandheelkundige sector.
Kunststof poeder 3D-printen
Last but not least is er 3D-printen met polymeerpoeder. Dit printproces bestaat uit Selective Laser Sintering (SLS) en Binder Jetting (BJ).
Polymer Powder 3D-printen biedt hoge kwaliteit met zeer goede details en onderdelen met een hoge sterkte en hittebestendigheid. Ook de herbruikbaarheid van overtollig poeder is een groot voordeel aangezien het kosten bespaart en minder impact heeft op het milieu doordat het overig poeder weer kan worden herbruikt.
De grootste nadelen van deze printtechnologie zijn de hoge printerprijzen en de permanente poederhandling. Dit betekent dat dergelijke 3D-printers niet in elke ruimte kunnen worden gebruikt en beschermende kleding essentieel is bij het gebruik ervan.
Polymeerpoeder 3D-printen kan zowel de productiekwaliteit verhogen als de kosten verlagen vanwege de hoge kwaliteit en lage materiaalkosten, dankzij de herbruikbaarheid van het poeder. Vanwege de permanente poederhandling moet er echter een ruimte zijn voor de 3D-printer die losstaat van de dagelijkse gang van zaken. Dit maakt deze vorm van 3D-printen minder geschikt voor kleine bedrijven.
Kom meer te weten over poederprinters.
Het passende printproces selecteren
Een goede instelling van het hoofddoel kan altijd minstens één, zo niet meerdere printmethoden uitsluiten. Dit kan het aantal mogelijke professionele 3D-printers terugbrengen tot een beter beheersbaar niveau.
En nu? Het uitdunnen van de printerselectie is allemaal goed en wel, maar het maakt geen definitieve beslissing. Om dit te bereiken, moeten we kijken naar de kwaliteit van het apparaat zelf en de printopdrachten die het produceert voor de printers die nog mogelijk zijn, en we moeten de aanschafkosten evalueren.
Kwaliteit is koning...
De kwaliteit van de printer zelf weerspiegelt direct de kwaliteit van de geprinte producten. Maar de kwaliteit van de printer heeft ook een direct effect op de kosten. Als de printer slecht is geïnstalleerd, zijn er vaker kosten voor printfouten, reparaties en mogelijk een volledig verlies van investering als de printer volledig beschadigd is. Kwaliteit van printers duurt enige tijd. Doe een onderzoek op internet, recensies in vakbladen of op YouTube, volg een webinar en neem een bezoek aan beurzen en showrooms. Dit biedt ideale mogelijkheden om meer te weten te komen over de kwaliteit van de machines.
De beste manier om de kwaliteit van de printtaken zelf te testen, is door ze uit te proberen bij een leverancier/fabrikant. Veel van deze bieden gratis samples aan. Deze samples zijn ook een goede manier om bepaalde eigenschappen van de printtaak te evalueren die nodig zijn voor de latere toepassing (bijvoorbeeld hittebestendigheid of buigbaarheid).
Verder moet er rekening worden gehouden met mogelijke materiaalbeperkingen van de printers. Sommige printers hebben een open materiaalsysteem waarmee ook materialen van derde fabrikanten kunnen worden geprint. Sommige andere printers daarentegen zijn beperkt tot de eigen materialen van de fabrikant. Daarom moet er ook op worden gelet dat de kwaliteit van de te gebruiken materialen voldoet aan de eigen eisen. De beste 3D-printer ter wereld heeft geen zin als de gebruikte materialen van slechtere kwaliteit zijn.
... maar kost de troonopvolger
Natuurlijk mogen de kosten nooit buiten beschouwing worden gelaten bij het doen van een investering. Hoeveel geld een bedrijf wilt uitgeven, verschilt per bedrijf. Toch zijn er enkele punten waar altijd rekening mee moet worden gehouden als het gaat om kosten.
Iedereen moet beseffen dat een professionele 3D-printer geld kost. Afhankelijk van het printproces, het bouwvolume, extra functies (bijvoorbeeld automatiseringsopties) en nog veel meer, kunnen de kosten van een professionele 3D-printer sterk variëren.
Bij zo'n aankoop moeten echter ook altijd de bijkomende kosten worden meegewogen. Elektriciteitskosten, materiaalkosten, inbedrijfstellingskosten, personeelskosten, eventueel benodigde accessoires en nog meer moeten allemaal in de kostenberekening worden meegenomen.
Ook moet er rekening worden gehouden met de dienst na verkoop die de verkoper/fabrikant aanbiedt, zowel qua inhoud als qua kostprijs. Een goede dienst na verkoop kan heel wat vergemakkelijken rond de aankoop van de 3D-printer. Of het nu gaat om de installatie van de printer, een training voor het in gebruik nemen van de printer, een reparatieservice of permanent beschikbare hotlines, de after-sales service kan helpen bij elke levenscyclus van het product.
De belangrijkste KPI voor zo'n grote aankoop is altijd de return on investment. Wanneer de ROI kan worden behaald, is zeer individueel en hangt af van het printproces, de bezettingsgraad, de productiesnelheid, de vraag en nog een paar andere punten. Over het algemeen kan 3D-printen tot 70% van de productiekosten besparen! Hoe hoog dit percentage is, zijn in gevallen sterk afhankelijk van de gebruiksfrequentie. Hoe meer de 3D-printer wordt gebruikt, hoe sneller de investering wordt terugverdiend.
Afhankelijk van de doelstellingen en het budget moeten kwaliteit en kosten worden vergeleken. Het hoeft niet altijd het duurste of beste model te zijn om aan bepaalde doelstellingen van een bedrijf te voldoen!
De belangrijkste vragen op een rijtje
De belangrijkste vragen die u moet stellen en beantwoorden voordat u een 3D-printer aanschaft zijn:
- Wat is mijn belangrijkste doel bij deze aankoop?
- Welke printprocessen passen bij mijn doel en mogelijkheden?
- Welke kwaliteit verwacht ik?
- Welke machine en welke sample heeft mij het meest overtuigd?
- Hoeveel geld ben ik bereid te besteden aan de printer?
- Heb ik op de bijkomende kosten gelet?
Mocht je al deze vragen met gemak kunnen beantwoorden, dan ben je vrijwel zeker klaar om de stap te zetten naar een professionele 3D-printer en daarmee de volgende stap naar de toekomst!
3D-printen is een veelbelovende technologie die al veel bedrijven van dienst is om hun doelen beter en sneller te bereiken, en zal in de toekomst nog veel meer bedrijven van dienst zijn.
Als u meer wilt leren over het proces en de problemen rondom de aanschaf van een professionele 3D-printer, kunt u hier onze webinar terugzien waarin onze experts alles stap voor stap uitleggen.