Boven Plaste: 3D-Printdiensten Transformeren de Moderne Industrie

Terwijl sommigen nog steeds denken dat 3D-printen een hobbyistentechnologie is, niet gebruikt voor veel meer dan Yoda-hoofden of potloodhouders, hebben ze het mis. Al jaren zijn 3D-printers en 3D-printdiensten capabel tot veel meer, geëvolueerd van DIY- en maker-toepassingen naar industriële prototyping. Vandaag de dag breekt 3D-printtechnologie zelfs door in het domein van eindgebruiksonderdelen. Dit betekent dat 3D-printdiensten in de afgelopen jaren aanzienlijk zijn gegroeid, met bedrijven uit veel industrieën die vertrouwen op hun capaciteit en expertise om hoogwaardige prototypes en kleine productieseries te produceren.

Wat is 3D-printen?

In essentie is 3D-printen, ook wel additieve productie genoemd, een verzameling technologieën die objecten additief bouwen in plaats van subtractief. Terwijl technologieën zoals CNC-bewerking onderdelen maken door materiaal te verwijderen uit een blok grondstof, voegt 3D-printen materiaal toe, vaak laag voor laag, om een onderdeel van niets te creëren.

Net als CNC-bewerking gebruikt 3D-printen een digitaal model zoals een CAD-bestand als basis. Het CAD-bestand wordt verwerkt door 3D-printsoftware (bekend als slicing-software), die het model segmenteert in printbare lagen en printinstructies naar de machine stuurt.

Plastic 3D-printen

Binnen de categorie 3D-printen zijn er veel technologieën op de markt. Aan de kant van plastic zijn er een handvol dominante technologieën, waaronder fused deposition modeling (FDM), selective laser sintering (SLS) en stereolithography (SLA).

• FDM: Een additief productieproces waarbij plastic filaments door een hot-end printhead worden gesmolten en in fijne lagen geëxtrudeerd om een onderdeel op te bouwen, van beneden naar boven. Een van de meest kostentoegankelijke 3D-printtechnologieën qua machine en materialen.

• SLS: Een additief productieproces waarbij een laser wordt gebruikt om lagen te sinteren in een poederbed van fijn polymerdeeltjes. Een van de duurdere plastic 3D-printprocessen qua machine en materialen.

• SLA: Een additief productieproces waarbij een lichtbron (vaak UV) wordt gebruikt om een vat vloeibaar plastic (hars) laag voor laag te polymeriseren, het vloeibare materiaal omzettend in een vast onderdeel.

De Inkomst van Metaal 3D-printen

Vandaag de dag is het mogelijk om meer dan alleen plastic onderdelen te produceren met 3D-printtechnologieën. Industrieën – waaronder luchtvaart, automotive, medisch, energie en defensie – gebruiken metaal 3D-printen steeds vaker om innovatieve componenten te produceren die profiteren van de inherent ontwerpfreiheid van 3D-printen (meer hierover hieronder).

Er zijn verschillende metaal 3D-printtechnologieën op de markt, elk met eigen voordelen. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) is waarschijnlijk de meest wijdverspreide metaal additieve productietechnologie. Dit proces werkt door een fijn laagje metaalpoeder op een bouwvlak te spreiden en vervolgens een laserbundel te gebruiken om het poeder selectief te smelten. Dit proces wordt herhaald, laag voor laag, waardoor geleidelijk een dicht metaalcomponent ontstaat.

Een andere aanpak is Direct Energy Deposition (DED). Deze techniek gebruikt metaalpoeder of metaaldraad als basismateriaal. DED-printers gebruiken een printhead die een laserbundel combineert met een poeder- of draadextrusiesysteem, het metaalvoedmateriaal effectief smeltend zodra het uit de printhead komt. Dit gesmolten metaal wordt vervolgens op een bouwvlak of substraat gedeponeerd.

Een van de nieuwkomers op de metaal 3D-printmarkt is Binder Jetting. Binder jetting gebruikt een bed van metaalpoeder (de kwaliteit hoeft niet zo hoog te zijn als bij LPBF). In plaats van een laser, spuit het proces een bindmiddel op het oppervlak van het poederbed. Dit wordt herhaald laag voor laag totdat een onderdeel is gebouwd en uit het ongebonden poeder wordt gehaald. Binder jetting resulteert in een 'groen deel', wat betekent dat het onderdeel een debinding- en sinterproces moet doorlopen om een dicht metaaldeel te worden geschikt voor eindtoepassingen.

Wat zijn de voordelen van metaal 3D-printen?

In tegenspraak met wat sommigen geloven, is 3D-printen niet uitgevonden om traditionele productieprocessen te vervangen. In plaats daarvan geeft het fabrikanten toegang tot meer mogelijkheden, met name betreffende ontwerpfreiheid.

Vanwege de additieve aard heeft 3D-printen niet dezelfde ontwerprestricties als subtractieve processen zoals CNC-bewerking. 3D-printen kan componenten creëren met complexe interne geometrieën, evenals buitenstructuren. Het kan ook meer organische vormen mogelijk maken, wat kan leiden tot lichtere onderdelen met geoptimaliseerde prestaties en sterkte. In de luchtvaartindustrie, waar gewicht een kritieke factor is, stelt 3D-printen betere, lichtere onderdelen toe te integreren in vliegtuigen, wat uiteindelijk bijdraagt aan verminderd brandstofverbruik.

Complexe interne structuren openen ook nieuwe mogelijkheden in veel gebieden. Onderdelen zoals warmtewisselaars of motoren die koeling vereisen, kunnen koelkanalen direct in de structuur integreren. Dit betekent dat onderdelen in één stuk geprint kunnen worden, in plaats van in veel delen geproduceerd en daarna gemonteerd.

Deze voordelen betekenen niet dat metaal 3D-printen altijd de juiste optie is: voor veel onderdelen is CNC-bewerking de efficiëntere en betaalbaardere optie. Echter, 3D-printen kan gebruikt worden in gevallen waar speciale eigenschappen of functies vereist zijn. Hoe weet u of metaal 3D-printen geschikt is voor u? 3D-printdiensten kunnen helpen.

3D-printdiensten

3D-printdiensten zoals RapidDirect bieden toegang tot state-of-the-art technologie zonder dat klanten hoeven te investeren in dure hardware en benodigde vaardigheden. Onze productie-experts weten niet alleen hoe metaal 3D-printsystemen te bedienen – die diepgaande kennis vereisen voor optimale resultaten – maar we weten ook wanneer metaal 3D-printen de beste optie is voor uw project.

Omdat 3D-printen nog een relatief nieuwe technologie is, zijn er hindernissen voor brede adoptie. Onder de belangrijkste knelpunten zijn gebrek aan vaardigheden en ontwerpkennis. Als u geen teamlid heeft die weet hoe te ontwerpen voor 3D-printen of hoe het proces werkt, kunt u er niet van profiteren. Een andere uitdaging is kapitaalinvestering. Hoewel er veel betaalbare plastic 3D-printers op de markt zijn, zijn metaal 3D-printtechnologieën en industriële polymer 3D-printsysteem nog steeds erg duur. Voor een bedrijf dat 3D-printen wil verkennen en leren over het potentieel, is het nauwelijks de moeite waard om direct een heel systeem aan te schaffen.

Daar komen 3D-printdiensten van pas. Wij maken de technologie-investering zodat u dat niet hoeft. Wij hebben ook getrainde operators die de ins en outs van al onze 3D-printers kennen. Dit zorgt ervoor dat wanneer u een bestelling plaatst voor een 3D-geprint onderdeel, dit een succes wordt. Wij kunnen ook ontwerpondersteuning bieden, helpen bij het optimaliseren van een ontwerp voor additieve productie.

Vandaag biedt RapidDirect professionele 3D-printdiensten voor een reeks technologieën, waaronder FDM, SLA, SLS en PolyJet. Wij bieden nu ook metaal 3D-printdiensten voor hoogwaardige onderdelen van metalen zoals aluminium en staal. Of u geïnteresseerd bent in een prototype of een kleine serie 3D-geprinte metalen onderdelen, wij helpen u graag!

Neem direct contact met ons op of upload uw ontwerp via onze geautomatiseerde offertemotor. Wij helpen u de beste productiemethode voor uw project te bepalen en zien het tot aan het einde door.