Stratasys: Duurzaamheid drijven door geavanceerde 3D-printing

Andreas Langfeld, President EMEA bij Stratasys, bespreekt hoe additieve manufacturing (3D-printing) fabrikanten kan helpen duurzamer te worden.

De geschiedenis van 3D-printing

Wat begon als 3D-printing – "waar veel bedrijven veel geld aan hebben uitgegeven om de term te promoten," aldus Langfeld – is overgegaan in wat nu algemeen bekend is als additieve manufacturing, "omdat dit de aangewezen oplossingen beter omschrijft."

In de vroege fasen was de aanpak: hoe maak je op de snelste manier je CAD-ontwerp tot een levensvatbaar model of product in digitale vorm? "Van CAD-ontwerp naar geprint onderdeel laag voor laag, werd de oplossing voornamelijk gebruikt voor prototyping. Veel bedrijven wilden de functionaliteit of het uiterlijk en gevoel van een toekomstig product zien voordat het op de markt kwam. Deze oplossing bood organisaties ook vertrouwelijkheid, omdat ze prototypes in-house konden produceren zonder uitbesteding en het risico dat vertrouwelijke gegevens aan derden lekken. Bovendien bespaarde het tijd en geld vergeleken met conventionele prototyping," vervolgt Langfeld.

"En daarna ging het in de loop der tijd naar aanvullende toepassingen en use cases zoals tooling, jigs en fixtures, waar het niet meer alleen om prototypes ging, maar om tools of onderdelen die de productieworkflow verbeteren. Nu produceren we onderdelen additief op aanvraag, in plaats van reserveonderdelen op voorraad te houden. Wanneer een onderdeel breekt, hebben organisaties een catalogus met beschikbare reserveonderdelen die ze bestellen, en die worden dan 's nachts geprint, of afhankelijk van de grootte, over één tot twee dagen. Bij Stratasys hebben we verschillende technologieën aan ons portfolio toegevoegd om ervoor te zorgen dat we de juiste oplossing hebben in elke stap van de productontwikkelingscyclus, van prototyping en productie-efficiëntie tot het additief produceren van onderdelen."

"Al deze customisation stuurt de industrie in de richting van additieve manufacturing als de toe te passen oplossing, want je hebt niet miljoenen onderdelen nodig om de productievloer te verbeteren, je hebt misschien honderd of duizend nodig. Maar de grote trend die we zien, die versneld is door COVID, is dat bedrijven niet te veel willen afhangen van wereldwijde toeleveringsketens. Ze willen alternatieve mogelijkheden en reserveonderdelen op aanvraag produceren wanneer en waar ze nodig zijn, zonder goederen over de hele wereld te hoeven vervoeren."

Andere trends die Langfeld ziet zijn toegenomen productiebehoefte, hogere volumes die additief geproduceerd worden, en de ontwikkeling van automatisering. "In het algemeen zien we twee trends in de manufacturing. Eén is dat de productiebehoeftes meer naar additieve manufacturing bewegen omdat de geproduceerde volumes kleiner worden. A) Omdat er een verschuiving is van het bijhouden van grote voorraden naar produceren op aanvraag, wat per definitie een kleiner aantal onderdelen vereist, en B) customisaties. Meer en meer producten worden ontworpen voor kleinere lotgrootte om aan de exacte behoeften van een bepaalde koperspersoon te voldoen. Je wilt ervoor zorgen dat je additieve manufacturing snel, betrouwbaar en gecertificeerd is volgens industriestandaarden. Je wilt ook een verscheidenheid aan materialen beschikbaar hebben om additief te produceren."

"Daarnaast zijn er de technologische vooruitgang, automatisering en workflow. Hoe zorg je ervoor dat het proces van een CAD-ontwerp naar het eindproduct zo naadloos mogelijk is en zoveel mogelijk menselijke ingreep vereist, omdat je het risico op menselijke fouten wilt verminderen? Je wilt ervoor zorgen dat het bijna een geautomatiseerd proces is, zoals op een echte productielijn. Wanneer je als bedrijf alle technologieën hebt om je voorraad en producten te digitaliseren, heb je al een grote stap gezet richting meer flexibiliteit in hoe je de componenten en producten produceert die je nodig hebt om je bedrijf te runnen."

Duurzamer met additieve manufacturing

"Duurzaamheid is cruciaal. Bij Stratasys willen we hierin leiders zijn," zegt Langfeld. Ondanks dit legt Langfeld uit dat "additieve manufacturing nog steeds wordt gezien als een nieuwe technologie, er is niet veel thought leadership op het gebied van duurzaamheid in dit veld." Met dit in achterhoofd werd Stratasys oprichterslid van de Additive Manufacturer Green Trade Association (AMGTA). "Dit is eigenlijk ons statement om ervoor te zorgen dat bewuste manufacturing in dit veld wordt toegepast. Als onderdeel van de AMGTA beïnvloeden we de agenda voor de komende jaren, ervoor zorgen dat additieve manufacturing zijn waarde brengt in de wereld waar manufacturing plaatsvindt," voegt Langfeld toe.

"In de manufacturing van vandaag zijn er veel gebieden die verbeterd kunnen worden, bijvoorbeeld als je vraaggestuurde productie vergelijkt met voorraad. Als je een voorraad hebt, heb je altijd een magazijn. Die goederen moeten dan naar die magazijnen getransporteerd worden, wat schepen of vrachtwagens vereist die dan CO2-uitstoot produceren. Maar als je additief op aanvraag produceert, wat je nodig hebt, wanneer je het nodig hebt, heb je geen overcapaciteit, er is geen ongebruikte voorraad. Dat op zich is duurzamer: wanneer je minder voorraden hoeft te bouwen en minder magazijnen om producten of reserveonderdelen op te slaan, verminder je je CO2-uitstoot als bedrijf."

"Maar dat is slechts één voorbeeld van waar additieve manufacturing echte waarde kan bieden. Een ander is in het proces zelf. Wanneer je iets laag voor laag opbouwt, produceert het minder afval vergeleken met traditionele processen waar je een blok hebt en daaruit knipt tot je het product hebt. Om dit door te voeren kijken we naar de herbruikbaarheid van materialen. Als je powder-gebaseerde technologie gebruikt, kun je het poeder dat niet gebruikt is in een eerdere print hergebruiken."

Uiteindelijk wil Stratasys de mogelijkheden en voordelen van additieve manufacturing demonstreren op het gebied van duurzaamheid. "We willen onze klanten in staat stellen om alleen te produceren wat nodig is en niet in overmaat, maar ook industriële innovatie en infrastructuur drijven. Hoe profiteren bedrijven van de industrialisatie over de hele wereld, ervoor zorgend dat deze op-aanvraag mogelijkheden bedrijven in staat stellen de kwaliteit van leven te verbeteren."