Ontwikkelingen op het gebied van 3D-printtechnologie: alles wat je moet weten

De 3D-printtechnologie evolueert van rapid prototyping naar betere productiemogelijkheden. Recente ontwikkelingen op het gebied van additive manufacturing hebben geleid tot verbeterde ontwerpmogelijkheden, betere procesbewaking, een ruimere materiaalkeuze, meer automatisering en minder materiaalverspilling bij de productie van complexe onderdelen. AI-ontwerp, metaalproductietechnieken, productie met meerdere materialen en geautomatiseerde productie behoren tot de recente ontwikkelingen die het gebruik van 3D-printen in de industrie steeds verder uitbreiden.

Het bovenstaande innovaties op het gebied van 3D-printen zijn nuttig om fabrikanten te helpen doorlooptijden te verkorten en complexe geometrieën te vervaardigen die met traditionele productiemethoden wellicht niet gemakkelijk te realiseren zijn.

Wat zijn de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van 3D-printtechnologie?

Enkele van de nieuwste innovaties op het gebied van 3D-printtechnologie zijn op AI gebaseerd ontwerp, automatisering van het printproces, geavanceerde technologie voor het 3D-printen van metaal, technologie voor het printen met meerdere materialen, realtime monitoring en een hogere printsnelheid.

Belangrijke innovaties op het gebied van 3D-printen in de industriële productie

1. AI-ondersteund ontwerp en procesoptimalisatie

AI wordt tegenwoordig in verschillende fasen van het drukproces ingezet, namelijk vóór, tijdens en na het drukken. Vóór het drukproces beschikken we over op AI gebaseerde software die kan helpen bij het ontwerpen van lichtgewicht geometrieën en ontwerpen die zijn geoptimaliseerd voor het drukken.

Tijdens het drukproces kan AI door middel van machine learning fouten of afwijkingen in de procesgegevens opsporen.

2. Geavanceerd 3D-printen met metaal

Dankzij deze technologieën, waaronder poederbedfusie, gerichte energieafzetting en binderjetting, kunnen metalen op grotere schaal worden toegepast in de additive manufacturing.

• Powder Bed Fusion (PBF): Bij deze technologie worden lagen metaalpoeder met behulp van een laser- of elektronenstraal gesmolten; deze technologie is het meest geschikt voor complexe vormen, kanalen en roosters.

• Directed Energy Deposition (DED): Deze technologie voegt metalen toe aan een onderdeel en smelt deze, en is zeer geschikt voor grote onderdelen, materiaalaanbrenging en het repareren van onderdelen.

• Binder Jetting: Bij deze techniek wordt een onderdeel vervaardigd uit metaalpoeders, dat vervolgens wordt ontbonden en gesinterd; hiermee kunnen meerdere onderdelen sneller worden geproduceerd.

Voor productiebedrijven kan de vervaardiging van metalen onderdelen met behulp van additieve productietechnieken dienen als aanvulling op of zelfs als vervanging van conventionele productietechnieken zoals verspanen, gieten en matrijzenbouw.

3. Printen met meerdere materialen en functioneel printen

Dankzij fabricagetechnieken waarbij meerdere materialen en metalen worden gebruikt, kunnen bepaalde eigenschappen in één onderdeel worden gecombineerd. Dit komt doordat verschillende delen van het onderdeel zo kunnen worden aangepast dat ze specifieke mechanische of functionele eigenschappen krijgen.

Toch zijn er enkele belangrijke aandachtspunten waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze voor dit soort productieproces.

4. Hogere productiviteit en productieklaar werkprocessen

Industriële gebruikers verwachten in toenemende mate dat additive manufacturing consistente productieresultaten oplevert die verder gaan dan alleen het maken van prototypes.

Het proces na het printen is van bijzonder belang, aangezien het nodig kan zijn om steunelementen te verwijderen, bewerkingen uit te voeren of het oppervlak af te werken, en inspecties uit te voeren.

Hoe ontwikkelingen op het gebied van 3D-printers de productieresultaten verbeteren

De voordelen van geavanceerd 3D-metaalprinten hangen af van de toepassing, het materiaal, het productievolume, de geometrie van de onderdelen en de vereiste toleranties. Bij geschikte toepassingen kunnen fabrikanten profiteren van: 

• Snelle ontwikkeling: Prototypes snel produceren en aanpassen zonder dat er gereedschap nodig is.

• Meer ontwerpflexibiliteit: creëer interne kanalen, roosters, lichtgewicht constructies en complexe geometrieën. 

• Maatwerk: Produceer toepassingsspecifieke onderdelen of onderdelen in kleine oplagen op een efficiëntere manier. 

• Materiaalefficiëntie: gebruik materiaal precies waar het nodig is door middel van additief ontwerp.

• Procescontrole: Verzamel procesinformatie en detecteer mogelijke veranderingen in het proces.

Maar 3D-printen is niet automatisch de oplossing voor elk onderdeel. Bij de keuze van het productieproces moet rekening worden gehouden met materiaalkosten, bouwtijd, toleranties, oppervlakteafwerking, nabewerking, productievolume en inspectie.

Hoe kies je de juiste 3D-printtechnologie? 

Kies een technologie voor additive manufacturing op basis van de volgende parameters van het onderdeel:

1. Geometrie van onderdelen: Door gebruik te maken van gedetailleerde kanalen, roosters, lichtgewicht constructies en andere unieke geometrieën kan additive manufacturing geschikt zijn voor de toepassing.

2. Materiaaleigenschappen: Er zijn veel materiaaleigenschappen, zoals sterkte, hittebestendigheid, corrosiebestendigheid en gewicht, waarmee rekening moet worden gehouden.

3. Productievolume: Er zijn verschillende productiemethoden nodig, afhankelijk van of het gaat om prototyping, productie in kleine series of massaproductie.

4. Tolerantie en oppervlakteruwheid: Er moet worden bepaald of het mogelijk is om aan de tolerantie-eisen voor het product te voldoen en of aanvullende bewerkingen, zoals machinale bewerking, nodig kunnen zijn.

5. Kwaliteitseisen: Er moet aandacht worden besteed aan kwesties op het gebied van inspectie en kwalificatie.

Wat is de toekomst van industrieel 3D-printen? 

Toekomstige trends op het gebied van 3D-printtechnologieën zullen waarschijnlijk bestaan uit automatisering, procesintelligentie, betrouwbaarheid en integratie in digitale productieprocessen. Fabrikanten zouden 3D-printtechnologieën kunnen integreren met digitaal ontwerp, simulatie, inspectie, automatisering en nabewerking.

Conclusie

Dankzij de vooruitgang in de 3D-printtechnologie vindt additive manufacturing steeds vaker zijn weg naar de industriële productie, waarbij gebruik wordt gemaakt van door AI ontworpen onderdelen, innovatieve materialen, automatisering, procescontrole en verbeterde nabewerking. De keuze voor het juiste productieproces hangt af van de geometrie, het materiaal, de productiehoeveelheid, de toleranties, de kwaliteitseisen, de doorlooptijd en de productiekosten.

Bent u op zoek naar complexe prototypes, op maat gemaakte metalen onderdelen of in serie geproduceerde 3D-geprinte onderdelen? Neem contact op met Norck voor al uw productiebehoeften.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van 3D-printtechnologie?

De recente ontwikkelingen op het gebied van 3D-printtechnologieën omvatten AI-gestuurd ontwerp, automatische procesbesturing, geavanceerde metaal-AM, printen met meerdere materialen, procesmonitoring en technologieën voor hogesnelheidsproductie.

Hoe draagt 3D-printtechnologie bij aan de verbetering van de productie? 

Deze vooruitgang op het gebied van 3D-printtechnologie zou kunnen leiden tot verbeteringen op het vlak van ontwerpmogelijkheden, automatisering, transparantie van het proces, maatwerk en de productie van complexe onderdelen. De voordelen zijn afhankelijk van het toepassingsgebied. 

Waarvoor wordt 3D-printen met metaal gebruikt?

3D-printen met metaal is een ideale techniek voor het vervaardigen van complexe prototypes, op maat gemaakte onderdelen, matrijzen, lichtgewicht constructies en bepaalde productieonderdelen. Dit biedt met name voordelen wanneer de geometrie van het onderdeel of kleine productievolumes het gebruik van conventionele matrijzen en productiemethoden minder haalbaar maken.

Welke factoren zijn van invloed op de kosten van 3D-printen?

De kosten van 3D-printen worden bepaald door het materiaal, de afmetingen van het onderdeel, de complexiteit, de bouwtijd, het aantal te produceren onderdelen, de nabewerking, de keuring en de toleranties. Houd rekening met de totale productiekosten, niet alleen met de printkosten.