Additieve Productie: 5 Essentiële Inzichten in 3D Printen voor Zakelijke Leiders

3D printen en additieve productie staan op het punt om de komende jaren dramatisch te groeien. Maar die bedrijven die geïnteresseerd zijn in de adoptie van de technologie, worden geconfronteerd met een duizelige reeks termen, technieken en processen. Hier is een handjevol die u moet kennen.

Additieve productie, ook bekend als 3D printen of de afkorting AM, staat voor substantiële groei. Industrie analisten Statista en Fortune Business Insights voorspellen een CAGR (samengestelde jaarlijkse groeisnelheid) van respectievelijk 26,4 procent en 25,8 procent, waarbij de laatste suggereert dat de wereldwijde 3D print markt $51,77 miljard zal bereiken tegen 2026.

Eenvoudig gezegd, is het een geweldige tijd om in additieve productie te zitten.

Echter, diegenen die zoeken om in deze bloeiende markt te treden, worden geconfronteerd met een bui van termen, technieken en technologieën. Deze omvatten SLA (stereolithografie), DLP (digitale lichtverwerking) en FDM (gefuseerde depositiemodellering) machines, om er maar een paar te noemen. De vraag is: "Hoe weten we als ontwerpers en fabrikanten waar we moeten beginnen? En welk type 3D printer dient onze behoeften het beste en past binnen ons budget?"

U kunt beginnen met het vragen aan Zach Simkin, de president van het New York-gebaseerde AM software en adviesbureau Senvol LLC. Zijn producten en diensten "staan bedrijven toe toegang te krijgen tot AM data, AM data te genereren, en AM data te analyseren." Een dergelijk product is de Senvol Database, een gratis bron doorzoekbare details op meer dan 1.500 industriële additieve productiemachines en een ongelooflijke 3.200-plus materialen.

"Het is belangrijk om te weten dat de term 'additieve productie' eigenlijk een parapluvorm is die verschillende en helt verschillende vormen van de technologie omvat," zegt Simkin. "De American Society for Testing and Materials (ASTM) definieert zeven verschillende AM procesclassificaties, variërend van enkele van de meer bekende zoals materiaalextrusie en poederbedfusie tot minder bekende zoals bladlaminatie."

Simkin merkt op dat zijn bedrijf lid is van America Makes, een organisatie die waardevolle informatie en ondersteuning biedt aan de AM-gemeenschap. Zo is Stratasys Ltd., een Eden Prairie, Minnesota-gebaseerde 3D-printerfabrikaat wiens oprichter, Scott Crump, FDM in 1989 uitvond en octrooieerde.

Michael Mignatti, vice-president engineering voor MakerBot Industries LLC, een Stratasys bedrijf gevestigd in Brooklyn, New York, geeft het volgende advies voor iedereen die erop uit is om in een 3D-printer te investeren, ongeacht wiens logo op de voorkant van de machine zit:

Nr. 1: Leer de Workflow Kenen

Als dit uw eerste ervaring is met 3D-printers, kunt u verrast zijn door de workflow. Bijvoorbeeld, de print die uit de machine komt, heeft vaak post-processing stappen nodig voordat het klaar is voor gebruik. Dit kan supportverwijdering en algemene modelopruiming, zanden of polijsten om de gewenste oppervlakteafwerking te krijgen, insertinstallatie, en zo verder. Elke technologie is anders en heeft verschillende stappen – wees er zeker van dat u dit begrijpt, zodat u niet verrast of teleurgesteld bent na uw eerste print.

Nr. 2: Optimaliseer Waar Mogelijk

De technologie is nog steeds relatief jong. 3D-printers hebben complexe elektronica, veel bewegende delen, en in ons geval, gesmolten plastic. Ongeacht wiens machine u gebruikt, is een zekere hoeveelheid mislukte prints onvermijdelijk. Laat u niet ontmoedigen. Onderdelen hoeven niet specifiek voor 3D-printen ontworpen te worden, maar er zijn optimalisaties beschikbaar die de succesratio zullen verhogen. Dit wordt tweede natuur zodra u de knip eruit hebt, hoewel er een beetje leercurve zit.

Nr. 3: Doen Uw Huiswerk

Er zijn veel verschillende technologieën om te selecteren (FDM, SLA, DLP, etc.) en ze hebben elk verschillende sterktes en zwaktes. Kijk naar uw toepassing en kies de technologie die het beste past bij uw behoeften. FDM-printers zijn een van de meest populaire omdat ze gemakkelijk te gebruiken zijn, een groot materiaalaanbod hebben, en gebruikt kunnen worden voor een verscheidenheid aan doeleinden, inclusief eindgebruik componenten, functionele prototypes, jigs en fixtures, cosmetische onderdelen, en zo verder.

Nr. 4: Materiaal Is Sleutel

De meeste FDM-machines kunnen commodity materialen printen zoals PLA, PETG, etc. Naarmate u beweegt naar meer geavanceerde of engineering-grade materialen zoals ABS, PC, nylon, PEKK, koolstofvezel en anderen, neemt de printmoeilijkheid aanzienlijk toe. Sommige materialen vereisen gecontroleerde omgevingen zoals een verwarmde of zuurstofvrije kamer om succesvol te zijn, terwijl andere speciale extruders en systemen vereisen om de materiaaleisen te hanteren. Zorg ervoor dat u weet welke materialen u geïnteresseerd bent in te gebruiken en dat de machine ze met succes kan hanteren.

Nr. 5: Groter Is Niet Altijd Beter

In tegenspraak met wat velen suggereren, is een groter build volume niet altijd beter. Hoewel het verleidelijk is om te future-proof en een machine te krijgen met de grootste build volume die u zich kunt permitteren, maakt dit niet altijd zin. Grote prints kunnen heel lang duren, met name die met supportmateriaal, en dit is niet altijd praktisch. In veel gevallen bent u beter af door naar een servicebureau te gaan voor de zeldzame gevallen waar een groot build volume vereist is. Natuurlijk is dit een beslissing die gemaakt moet worden op basis van uw unieke behoeften.

Zoals eerder vermeld, zijn Mignatti's woorden relevant ongeacht welke printer u momenteel gebruikt of overweegt te kopen. En toch is het essentieel om terug te keren naar wat Simkin zegt – dat zeven 3D-printtechnologieën bestaan, elk met zijn eigen sterktes en zwaktes. MakerBot en zijn moederbedrijf Stratasys vertegenwoordigen er drie van deze – FDM, SLA en PolyJet – hoewel concurrerende technologiën SLS (selective laser sintering), DMLS (direct metal laser sintering), Binder Jet en andere niet minder relevant zijn voor de productiegemeenschap.

3D Print Technologieën

Voor hen die nieuw zijn bij 3D-printen, hier zijn een paar van de additieve productietechnologieën gecategoriseerd door de International Organization for Standardization (ISO/ASTM 52900).

Alle bouwen onderdelen of onderdeelkenmerken één laag per keer, meestal van beneden naar boven, en alle vereisen dat onderdelen een bepaald niveau van post-processing supportverwijdering ondergaan dat kan omvatten reinigen, zanden en bewerken.

Vat fotopolymerisatie omvat stereolithografie (SLA) en digitale lichtverwerking (DLP). Zoals de naam impliceert, gebruikt het een vat van fotoreactieve hars en een bewegbaar build platform, samen met een ultraviolet (UV) lichtbron zoals een laser of digitale projector om elke laag vloeibare hars te "curen".

Poederbedfusie (PBF) printers maken metaal of plastic onderdelen door een laser te gebruiken om individuele poederdeeltjes die lijken op fijn zand te smelten of te smelten. Bedrijven zoals GE Aviation hebben in recent jaren het nieuws gemaakt door brandstoftoevoeren voor de LEAP-motor te 3D-printen, hoewel talloze andere toepassingen bestaan voor deze belangrijke technologie.

Bladlaminatie (SL) is meer bekend als gelamineerde objectproductie (LOM), wat het lijmen van gelasercut stukken papier één op de ander om onderdelen te bouwen inhoudt. Nieuwere systemen zijn overgegaan op vezel-versterkte composieten in plaats van papier, wat ze geschikt maakt voor grote structurele componenten in de luchtvaart- en auto-industrie.

Er is nog veel meer. Elektronenstraalproductie (EBM) is precies wat de naam beschrijft, het gebruik van een elektronenkanon in plaats van een laser om metaalpoeder te smelten. Binder jetting (BJ) injecteert lijm-achtige vloeibare binder op een bed van plastic poeder, terwijl materiaal jetting (MJ) vloeibare fotopolymeren op een build platform sproeit, en ze dan curet met UV-licht. Voor vijftig dollar, kan iedereen die de complete specificatie wil lezen, het hier vinden: ISO/ASTM 52900:2015.

Hoe benut u additieve productie in uw faciliteit? Deel uw gedachten en inzichten in de reacties hieronder.