Interview met Jan Tremel: Hoe Bosch 3D-printing Inzet in Zijn Powertrain Center of Competence

Het Duitse multinationale engineering- en technologiebedrijf Bosch is een wereldwijde leerder in auto-onderdelen, industriële technologie, consumentengoederen, energie en bouwoplossingen.
 
Bosch heeft additive manufacturing (AM) over elke divisie omarmd, gebruikt om prototyping te versnellen en on-demand, flexibele productie mogelijk te maken die time-to-market vermindert en toeleveringsketens stroomlijnt. Het bedrijf onderhoudt een toegewijde 3D-print Center of Competence (CoC) dat innovatie over alle productlijnen drijft. Vandaag spreken we met Jan Tremel, Hoofd van de CoC binnen de Powertrain Solutions unit, om te ontdekken hoe AM waarde levert, de uitdagingen van in-house adoptie en de toekomst van 3D-printing in de autosector. Kunt u me vertellen over uw achtergrond en hoe u betrokken raakte bij AM?

Ik werd voor het eerst betrokken tussen 2006 en 2007, tijdens de opkomst van de RepRap-beweging. Gefascineerd door de technologie, bouwde ik mijn eerste 3D-printer op de universiteit. Toen ik bij Bosch aankwam, had ik de impact van een kleine, in-house 3D-printer voor ogen. Die visie ontketende een reeks voorstellen die uiteindelijk de CoC vestigden. Bosch realiseerde zich toen dat het integreren van AM voor zowel kunststoffen als metalen essentieel was voor de ontwikkeling van de volgende generatie verbrandingsmotorcomponenten. Ik ben gebaseerd in de Powertrain Solutions unit, die bijna een kwart van Bosch's jaarlijkse omzet en ongeveer een kwart van de werknemers vertegenwoordigt. In deze rol richten we ons op het implementeren van 3D-printing in hoog-impact projecten – hoge-druk benzine- en dieselpompen, injectoren en hydraulische systemen – waar de technologie echte prestatiewinst kan leveren. U leidt momenteel het Center of Competence voor 3D-printing. Kunt u vertellen over het werk dat u daar doet en hoe u de technologie toepast?

Als hoofd van het 3D-print Center of Competence beheer ik een portefeuille die vier grote zakelijke takken beslaat: bouwen technologie, consumentengoederen, industriële technologie en auto powertrain solutions. Elke tak huist teams gewijd aan het integreren van AM in hun productportfolios. In Powertrain Solutions besteed ik ruwweg 50% van mijn tijd aan productontwikkeling. Ik werk nauw samen met R&D om 3D-geprinte componenten in nieuwe productconcepten te integreren, de ontwerpvrijheid die additive manufacturing biedt te benutten. Ik werk ook samen met productiefaciliteiten om lijnwerkers te trainen en in staat te stellen AM in dagelijkse operaties te adopteren. Bijvoorbeeld, een onderhoudsteam belast met het continu laten draaien van een productielijn moet een gebroken robotgrijper snel vervangen. Ik organiseer workshops die demonstreren hoe standaardmaterialen en een eenvoudige 3D-printer een functionele vervanging kunnen produceren, wat downtime elimineert. We richten ons ook op kostenreductiemogelijkheden. Door bestaande onderdelen te vervangen door geoptimaliseerde 3D-geprinte ontwerpen, kunnen we cyclus tijden verkorten, afval verminderen en interne kosten snijden – met name in testapparaten waar snelle iteratie cruciaal is.

Welke waarde brengt 3D-printing de auto-industrie?  
AM vergroot de toolkit van een hooggerijpte auto-productie-ecosysteem dat al steunt op bewerking, spuitgieten en coating. Traditionele processen blinken in hoog-volume productie, maar kunnen duur en tijdrovend zijn om te itereren. AM biedt een snelle, goedkope alternatief die de ontwerp-naar-prototype cyclus van maanden naar weken verkort. Neem een complex kunststofonderdeel dat normaal een vormtool vereist – 12 tot 14 weken om te fabriceren. Met 3D-printing kan hetzelfde onderdeel in 2 tot 4 weken geproduceerd worden, wat tot drie ontwerpiteraties mogelijk maakt voordat de geometrie gefinaliseerd wordt. Deze agiliteit vertaalt zich in snellere time-to-market en verbeterde productkwaliteit. Voor serieproductie zal AM vandaag waarschijnlijk een nicherol spelen, voornamelijk in laag-volume, hoog-aangepaste toepassingen zoals luxe of sportauto's. Echter, naarmate bouwsnelheden en materiaalprestaties verbeteren, verwachten we een geleidelijke verschuiving naar grotere batchgrootten – van een paar honderd naar diverse duizenden onderdelen per run.

Zijn er nog uitdagingen om te overwinnen met AM om de overgang naar serieproductie te versnellen?  
Verscheidene barrières blijven voordat AM kan schalen tot massaproductie in auto. Erstens, materiaalbeschikbaarheid en prestaties zijn cruciaal. Hoogsterkte staal en glasvezel-gevulde polyamiden – vereist voor hoge-druk componenten en motor-aanliggende onderdelen – zijn nog niet volledig gematcht door AM-materialen. De microstructuur geproduceerd door laag-voor-laag depositie verschilt van die van conventioneel bewerkte onderdelen, wat mechanische eigenschappen en tolerantie beïnvloedt. Tweedens, dimensionale nauwkeurigheid en herhaalbaarheid hebben verbetering nodig. Strakke toleranties, zoals kleine gaten in connectoren, poseren uitdagingen voor huidige printers. Consistentie over verschillende machines en batches is nog een work in progress. Derden, veel AM-processen omvatten handmatige post-verwerkingsstappen – bijv. poederverwijdering voor metalen builds – die kosten en complexiteit toevoegen. Hoewel automatisering vooruitgaat, blijven deze activiteiten arbeidsintensief. Productiviteit is een sleutelstuur; de autosector eist hoge doorvoer bij lage eenheidskosten.

Hoe ziet u AM evolueren in de auto-industrie de komende 5 jaar?  
In tegenstelling tot luchtvaart of medische hulpmiddelen, hebben auto-onderdelen typisch een kortere levenscyclus en strakkere kostenbeperkingen. Gevolglijk zal AM voornamelijk blijven dienen als rapid-prototype en productontwikkelversneller. Volledige-serieproductie via additive manufacturing is waarschijnlijk nog enkele jaren verwijderd. We verwachten incrementele adoptie in gespecialiseerde toepassingen – aangepaste interieurtrim, lichtgewicht tooling, en onderdelen voor laag-volume voertuigen – terwijl conventionele processen dominant zullen blijven voor massaproduceerde componenten.

Is het uitdagend om mensen van de waarde van 3D-printing te overtuigen, of vindt u dat ze heel receptief zijn voor het adopteren van de technologie?  
Initieel hanteerden we een "missionarische" benadering, het transformerende potentieel van 3D-printing uitroepend. Vandaag heeft onze focus verschoven naar data-gedreven projecten die tastbare voordelen demonstreren. We claimen niet meer dat alles geprint kan worden; we beoordelen elk use case kritisch. De wijdverspreide adoptie van thuishoudprinters heeft ook de drempel verlaagd. Veel werknemers hebben nu hands-on ervaring met 3D-printing, wat de technologie meer benaderbaar maakt en hen in staat stelt het direct op het werk toe te passen.

Zijn er trends in de industrie waar u enthousiast over bent?  
We zijn opgewonden over start-ups die bewezen oplossingen leveren, en over grote fabricanten die investeren in geavanceerde AM-processen. De markt rijpt: filaments komen nu met volledige technische specificaties – mechanische data, veiligheidsinformatie en certificaten – wat de technologie betrouwbaarder en makkelijker te integreren in engineering workflows maakt.

Wat houdt 2024 in voor de Powertrain Solutions business unit bij Bosch, wat AM betreft?  
De komende jaar zal onze strategie prioriteit geven aan kostenreductie en procesoptimalisatie. We plannen de beschikbaarheid van 3D-printing over Powertrain Solutions te verbreden, ons teams de flexibiliteit biedend om AM te gebruiken voor kleine tot middelgrote volumeproductie en om complexe onderdelen sneller te prototypen.