9 veelvoorkomende mythes over 3D-printen wegnemen

3D-printen heeft zijn buigpunt bereikt. De technologie was al tientallen jaren een belangrijk hulpmiddel voor het maken van prototypes, maar wordt nu steeds meer een levensvatbare oplossing voor productietoepassingen.

Dat gezegd hebbende, er zijn nog steeds veel misvattingen over de technologie. Vandaag bekijken we enkele van de meest gangbare opvattingen over 3D-printen en ontkrachten we de mythen erachter.

Mythe 1:"3D-printen is een nieuwe technologie"

De acceptatie van 3D-printen neemt toe, omdat de mogelijkheden van de technologie steeds meer de uitdaging van veeleisende productieomgevingen aangaan. Met de interesse in 3D-printen in het afgelopen decennium, is het gemakkelijk te geloven dat de technologie nieuw is.

Maar in feite bestaat 3D-printen nu al meer dan 30 jaar, met stereolithografie ( SLA), uitgevonden in 1984 en de eerste 3D-printer geïntroduceerd in 1987.

De vooruitgang die de technologie heeft geboekt sinds het begin in de jaren tachtig is opmerkelijk. Enkele van de voordelen die het biedt, zijn onder meer gedigitaliseerde productieworkflows, een vereenvoudigde toeleveringsketen, meer flexibiliteit, meer on-demand en just-in-time productie, lagere kosten en de mogelijkheid om complexe geometrieën te creëren.

Mythe 2:"AM zal traditionele productie vervangen"

Een van de veel voorkomende mythes rond 3D-printen is het idee dat het conventionele productiemethoden kan vervangen.

Momenteel vertegenwoordigt additive manufacturing slechts een fractie van de totale $12 biljoen productie-industrie. Hoewel dit aandeel op het punt staat te groeien, is het onwaarschijnlijk dat 3D-printen ooit de gevestigde productiemethoden zoals spuitgieten en CNC-bewerking volledig zal vervangen.

3D-printen is nog steeds een vrij nichetechnologie, die het best geschikt is voor bepaalde toepassingen. Deze omvatten bijvoorbeeld:

• Componenten met lange doorlooptijden:het rechtstreeks 3D-printen van deze onderdelen zonder dat er gereedschap nodig is, kan de productietijd en levering versnellen.
• Onderdelen op maat:3D-printen maakt kosteneffectieve aanpassingen mogelijk, met name voor lage volumes.
• Complexe onderdelen:3D-printen biedt een oplossing voor het vervaardigen van onderdelen die vanwege hun complexiteit te duur zijn om te produceren. Deze omvatten delen met complexe roosterstructuren en dunne wanden.

In plaats van 3D-printen te zien als een vervanging voor traditionele productie, is het daarom beter om het te zien als een aanvulling op bestaande methoden.

Mythe 3:"3D-printen is één technologie"

In meer reguliere kringen is 3D-printen synoniem geworden met de meest populaire additieve technologie tot nu toe:Fused Filament Fabrication (FFF). Hoewel FFF het meest erkende 3D-printproces blijft, is het zeker niet het enige.

In werkelijkheid is 3D-printen een overkoepelende term die een groep 3D-printprocessen omvat. De ISO/ASTM 52900-standaard, die tot doel heeft de terminologie die wordt gebruikt bij 3D-printen te standaardiseren, identificeert zeven verschillende categorieën AM-processen. Dit zijn:

• BTW-fotopolymerisatie (SLA, DLP)
• Binder Jetting (Metal Binder Jetting, Sand Binder Jetting, HP's Multi Jet Fusion)
• Materiaalspuiten
• Materiaalextrusie (FFF, Bound Metal Deposition)
• Powder Bed Fusion (SLS, SLM/DMLS, EBM)
• Directed Energy Deposition (EBAM, WAAM)
• Lamineren van vellen

Met zoveel verschillende technologieën kan het moeilijk zijn om hun mogelijkheden en toepassingsgebieden te begrijpen. De manier waarop u ontwerpt, een materiaal selecteert en uw onderdeel nabewerkt, verschilt van technologie tot technologie. Er zal zeker een leercurve bij komen kijken, maar met alle voordelen die de technologie biedt, is het zeker de moeite waard om het onder de knie te krijgen.

Mythe 4:"Additieve productie is te duur"

Het maken van additieven, met name van metalen, wordt beschouwd als een dure technologie om te bezitten. Hoewel tot op zekere hoogte waar, zijn de apparatuur en operationele kosten slechts een deel van de vergelijking. Waar ook rekening mee moet worden gehouden, is de algehele impact die AM zal hebben op de toeleveringsketen.

Beschouw het volgende scenario. Je maakt een reserveonderdeel in massaproductie voor $ 2 per onderdeel met behulp van spuitgieten. Maar wat als u slechts een paar honderd stuks nodig heeft? Om hoge gereedschapskosten terug te verdienen, moet u duizenden identieke onderdelen produceren, ongeacht het daadwerkelijke aantal onderdelen dat u nodig heeft. Dit betekent dat u de voorraad moet bijhouden van de onderdelen die u momenteel niet gebruikt, wat resulteert in magazijnkosten.

Het beheren van die extra voorraad is duur als u rekening houdt met de opslag, verwerking en verwijdering van onderdelen. Bovendien is het waarschijnlijk dat een magazijn ver van uw locatie zal zijn, wat leidt tot extra transportkosten.

Aan de andere kant kan het 3D-printen van datzelfde reserveonderdeel een paar keer duurder zijn om te produceren. Maar aangezien voor 3D-printen geen gespecialiseerde tooling nodig is, kunt u zoveel onderdelen printen als u nodig heeft, waar en wanneer u ze nodig hebt. Dit extra voordeel van een vereenvoudigde toeleveringsketen vertaalt zich in kostenbesparingen, aangezien 3D-printen helpt om voorraad- en transportkosten te elimineren.

Uiteindelijk hoeft te investeren in AM niet te betekenen dat u meteen 3D-printers moet kopen . Voor bedrijven die nog niet bekend zijn met additieve productie, kan het uitbesteden van AM-projecten een geweldige introductie tot de technologie zijn.

Mythe 5:"3D-printen vereist slechts een druk op de knop"

Een veelgebruikte analogie met 3D-printen is om het te vergelijken met 2D-printen:je drukt op een "print"-knop en het onderdeel is klaar voor gebruik.

Dit is echter verre van realiteit, aangezien industrieel 3D-printen vereist een aanzienlijke ontwerpvoorbereiding en nabewerking om ervoor te zorgen dat onderdelen er uitkomen zoals bedoeld.

Bekijk onze artikelen over de AM-ontwerpoverwegingen of de problemen met betrekking tot 3D-metaalprinten - u zult het begrijpen hoe genuanceerd de technologie kan zijn.

Om de complexiteit te vergroten, hebben bedrijven sterk geautomatiseerde hardwaresystemen gelanceerd, terwijl anderen software ontwikkelen om AM-processen te verbeteren en te stroomlijnen, van ontwerpvoorbereiding tot workflowbeheer.

Er komt ook robot 3D-printen in focus, waardoor bedrijven verschillende 3D-printbewerkingen verder kunnen automatiseren.

Hoewel 3D-printen van onderdelen met een druk op de knop niet is wat de technologie vandaag biedt, kunnen we met de huidige automatiseringstrends dichterbij komen die visie in de toekomst.

Mythe 6:"3D-printers kunnen alleen kleine onderdelen maken"

Een andere veel voorkomende misvatting over 3D-printen is dat het alleen geschikt is voor kleinere onderdelen.

Sommige 3D-printers, met name op poederbasis, hebben inderdaad relatief kleine bouwvolumes. Dit komt omdat 3D-printen van grotere onderdelen met behulp van poederbedprocessen vaak niet kosteneffectief is.

3D-printen is echter niet beperkt tot alleen poederbedtechnologie. Er zijn al verschillende grootformaat 3D-printtechnieken op de markt die grotere 3D-geprinte onderdelen steeds meer binnen handbereik brengen.

Neem bijvoorbeeld de Large Scale Additive Manufacturing (LSAM) 3D-printer van Thermwood voor kunststoffen . Met een indrukwekkende envelop van 10 x 40 ft (ongeveer 37 m²) is een LSAM 3D-printer gebruikt om duurzame 6 m lange gereedschappen voor helikopterbladen te printen.

Aan de metalen kant wordt Sciaky's Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM) gebruikt om gigantische titanium koepels te maken voor brandstoftanks voor satellieten.

In dergelijke toepassingen biedt 3D-printen een kosteneffectieve en flexibele oplossing voor het sneller vervaardigen van grote onderdelen, wat bewijst dat de mogelijkheden die de technologie biedt veel verder gaan dan alleen kleine onderdelen.

Mythe 7:"Met 3D-printen is complexiteit gratis"

'Complexiteit is gratis' is een veelgehoorde uitdrukking in de branche. Het verwijst naar de mogelijkheid om 3D-printen te gebruiken om objecten van elk niveau van complexiteit te produceren.

3D-printtechnologieën zijn inderdaad ongelooflijk veelzijdig. Ze kunnen worden gebruikt om onderdelen te maken met dunne wanden, ingewikkelde geometrieën, holle en traliewerk interne structuren die onmogelijk zijn met traditionele methoden. Maar ondanks deze veelzijdigheid zijn er enkele beperkingen.

Zoals bij elke productietechnologie heeft 3D-printen zijn ontwerpregels en -principes die ingenieurs moeten volgen om onderdelen met succes te produceren. Onderdelen met lange uitsteeklengtes en hoeken van minder dan 45 graden hebben bijvoorbeeld ondersteuningsstructuren nodig om te voorkomen dat een onderdeel tijdens het printproces bezwijkt.

Bij het ontwerpen voor AM moeten ingenieurs ook de oriëntatie van het onderdeel en het gereedschapspad definiëren evenals factor in de nabewerkingsstappen. Het betekent dat elk 3D-geprint onderdeel moet voldoen aan bepaalde ontwerpoverwegingen - de overwegingen die de haalbaarheid bepalen om een ​​onderdeel met deze technologie te produceren.

Daarom is complexiteit alleen gratis als deze complexiteit voldoet aan de ontwerpeisen die 3D-printen stelt. Alleen door rekening te houden met ontwerpoverwegingen, kunnen ingenieurs de grootste waarde halen uit het produceren van componenten met additieve fabricage.

Mythe 8:"Volledig 3D-geprinte orgels zijn net om de hoek"

3D-printen heeft enorme vooruitgang geboekt binnen de medische industrie en we hebben grote vooruitgang gezien met op maat gemaakte 3D-geprinte protheses, orthodontie en hoortoestellen. Maar hoe ver zijn we verwijderd van het idee van 3D-geprinte organen?

Vandaag de dag is 3D-printen nog steeds mijlen verwijderd van het produceren van levensvatbare, transplanteerbare organen en weefsels. Deze toepassingen vereisen een veel complexere 3D-printtechnologie die nog moet worden ontwikkeld.

Dat gezegd hebbende, maakt 3D-bioprinting enorme vooruitgang. Wetenschappers gebruiken bijvoorbeeld al 3D-printen om kleine kunstmatige patches, stukjes kraakbeen, botten en andere weefsels te maken. Deze prestaties kunnen helpen om de regeneratieve geneeskunde verder te bevorderen en zijn ook van cruciaal belang voor de ontwikkeling van betere methoden voor het testen van geneesmiddelen.

Het is bemoedigend dat er een klein aantal gedocumenteerde gevallen is geweest van 3D-geprinte organen die met succes in dieren werden getransplanteerd. Dit betekent dat het uiteindelijk transplanteren van 3D-geprinte organen ook voor mensen een reguliere medische procedure zou kunnen worden.

Mythe 9:"3D-printen kan alles printen"

Omdat 3D-printen voor een breed scala aan toepassingen wordt gebruikt, lijkt het misschien alsof de technologie kan worden gebruikt om alles te printen.

Een remedie tegen teleurstelling is het besef dat 3D-printen geen magische oplossing is . Het kan wonderen doen bij het versnellen van de ontwerpontwikkeling en het openen van nieuwe kansen in de productie. Maar uiteindelijk is het gewoon een ander hulpmiddel in de gereedschapskist, met zijn eigen beperkingen en geschikte toepassingen.

Voorbij de hype kijken

Hoewel er altijd veel hype zal zijn rond snelgroeiende industrieën zoals 3D-printen, is het belangrijk om verder te kijken dan de hype en op de hoogte te blijven van de echte mogelijkheden en beperkingen van de technologie. Dit zal u niet alleen helpen het potentieel van industrieel 3D-printen te begrijpen, maar ook de beste strategische beslissingen te nemen wanneer u besluit om met de technologie te werken.