Interview: HP's Global Head of Metals over de game-changing HP Metal Jet-technologie

HP is lang een trailblazer in 3D-printen geweest, industriemijlpaalen setttend met haar 2016 Multi Jet Fusion-lancering. Die doorbraak opende de deur naar hoog-volume, productieklare onderdelen gemaakt van polymere. Nu, twee jaar later, breidt HP die visie uit met HP Metal Jet, een nieuwe 3D-printoplossing ontworpen voor massaproductie van afgeronde metalen componenten.

We spraken met Dr. Tim Weber, HP's Global Head of Metals voor 3D-printen, om te leren hoe de metaalstrategie van het bedrijf past in het bredere doel van het transformeren van productie op schaal.

Een $12 biljoen industrie disrupteren

"Sinds we de plastics-arena twee jaar geleden binnengingen, is onze focus geweest op het leveren van echte waarde aan klanten," zegt Weber. "Vandaag blijven de meeste 3D-print use cases beperkt tot prototyping en niche-productie.zelfs rekening houdend met hardware, materialen en software, is de markt ruwweg $10 miljard – slechts een fractie van de $12 biljoen wereldwijde productiesector."

HP's ambitie is dat landschap te herschikken, inclusief het metaalsegment. Om dat te doen, moet het bedrijf eerst drie belangrijke uitdagingen aanpakken:

1. Betrouwbaarheid voor massaschaal-productie. "Het systeem moet alledaagse productieomgevingen uithouden terwijl het consistent onderdelen produceert die kwalificeren als eindgebruikscomponenten."

2. Kosteneffectieve materialen. "Materiaalprijzen blijven een grote barrière. We moeten de totale materiaalkosten verlagen en selectie stroomlijnen over de duizenden beschikbare metaallegeringen."

3. Open materialenplatform. "We hebben een open-materialen framework gelanceerd dat plastics en metalen verenigt, wat het voor klanten makkelijker maakt om de juiste voedingsstof te kiezen."

Het startpunt: HP Multi Jet Fusion

Voordat HP Metal Jet kwam, was het bedrijf pionier met zijn Multi Jet Fusion (MJF) lijn – een binder-jet proces dat plastic poeder spreidt, een fuser-agent straalt en infrarood-energie gebruikt om het materiaal laag voor laag te smelten. HP's MJF-portfolio omvat de 4200 en 4210 modellen, alsook de kleinere, kleur-printende Jet Fusion 500/300 series.

Een VS-klant, Forecast 3D, exploiteert nu 24 printers 24/7, producerend miljoenen onderdelen – wat de overgang van prototyping naar productie demonstreert.

"Met plastics maken we de sprong naar productie," zegt Weber. "Ons doel is additieve productie te democratiseren, wat gebruikers die eerder alleen prototype deden, in staat stelt om rechtstreeks naar productie te gaan met dezelfde technologie."

Van plastics naar metalen

"3D-printerfabrikanten moeten superieure economie levereren om niet alleen met andere additieve oplossingen te concurreren, maar ook met conventionele methoden zoals investeringsgieten, metalen injectiegieten (MIM) en CNC-bewerking."

HP's MJF-platform diende als fundering voor Metal Jet, wat het binder-jet-concept aanpast voor metalen poeders. Metal Jet kan tot 50x de productiviteit van concurrerende binder- en laser-sintersystemen bereiken, wat isotrope onderdelen produceert die aan ASTM-standaarden voldoen.

"We hebben de kern MJF-hardware herschreven om metalen poeders in plaats van plastics te accommoderen," legt Weber uit. "In plaats van een fuser-agent, straalen we een binding-agent afgeleid van HP Latex Ink-technologie. De binder's lage gewicht (<1% per massa) elimineert de noodzaak voor hoge-temperatuur binder burnout, wat cyclus tijd en kosten verlaagt."

HP's langdurige expertise in thermische inkjet-printen – ontwikkeld over drie decennia – onderbouwt deze doorbraak-binder, wat sterke groene onderdelen en efficiënte sintering garandeert.

Initieel lanceerde HP het systeem met 316 I roestvrij staal, een wijd gebruikte industriële legering. "We focuseren op het meesteren van één materiaal end-to-end om robuuste procescontroles te vestigen en strikte toleranties te halen," zegt Weber. "Toekomstige plannen omvatten laag-koolstof en gelegeerde roestvrije stalen."

De kracht van strategische partnerschappen

HP's Metal Jet-debuut gaat gepaard met strategische allianties die adoptie versnellen over sleutelsectoren.

GKN Powder Metallurgy – een wereldleider die 13 miljoen onderdelen per dag produceert – heeft een partnerschap met HP aangegaan. Deze samenwerking heeft al grote auto-klanten als Volkswagen en pompfabrikant Wilo gewonnen. Volkswagen's multi-jaar strategie omvat het integreren van Metal Jet in de productieketen, wat rapid prototyping van mass-customiseerbare componenten (bijv. sleutelhangers, naamplaatjes) en hoog-presterende functionele onderdelen als versnellingsbakknopen en spiegels bevestigingen mogelijk maakt. Naarmate elektrische voertuigen in massaproductie gaan, is HP Metal Jet gepositioneerd om lichte, veiligheids-gecertificeerde metalen onderdelen te ondersteunen.

Parmatech, met 40 jaar MIM-expertise, richt zich op de medische industrie. HP wil Metal Jet-productiediensten op Parmatech-locaties insluiten, wat medische hulpmiddel-fabrikanten in staat stelt om ontwerpen te testen en te kwalificeren voor massaproductie.

"Terwijl HP uitblinkt in printen, partnerschappen we met specialisten die weten hoe metalen onderdelen voor de industrie te produceren," legt Weber uit. "Via GKN en Parmatech kunnen we afgestemde Metal Jet-diensten leveren over automotive, medische en industriële markten."

De toekomst tegemoet

Gevolgd over de komende vijf jaar, benadrukte Weber de shift naar gedistribueerde productie.

"We staan aan de vooravond van een nieuwe industriële revolutie waar gedistribueerde productie cruciale zal zijn. Naarmate 3D-printen beweegt van prototyping naar full-scale productie, zal de industrie snelle adoptie ervaren."

HP plannet de Metal Jet Production Service begin 2019 te lanceren, wat klanten in staat stelt om ontwerpen te uploaden, testen en kwalificeren voor massaproductie. Commerciële systemen zijn geplande voor algemene release in 2020, geprijsd onder $399.000.

Voor meer informatie, bezoek HP Metal Jet.