De impact van additive manufacturing op industriële productie

Additive manufacturing is een van de resultaten van de overgang van analoge naar digitale industriële processen. Het verwijst naar de reeks technologieën waarmee objecten sequentieel kunnen worden vervaardigd, meestal laag voor laag.

De meest elementaire additieve fabricagetechnologie is aantoonbaar 3D-printen, wat enigszins beperkt en nuttig is voor individuen, start-ups of kleine ontwerpers en ontwikkelaars.

De andere additieve fabricagetechnieken maken echter veel geavanceerdere fabricage mogelijk en de mogelijkheid van fabricage in metalen of biomaterialen, wat zeer nuttig is voor industriële productie.

Hoe werkt het?

Additive manufacturing maakt gebruik van CAD-gegevenssoftware (Computer Aided Design) of 3D-objectscanners om de hardware aan te sturen en materiaal laag na laag in precieze geometrische vormen te deponeren.

Het wordt gedefinieerd als additief omdat materiaal opeenvolgend wordt toegevoegd door middel van zeer precieze lagen, in tegenstelling tot meer traditionele (subtractieve) productie, waarbij materiaal uit een massief blok wordt verwijderd totdat het laatste onderdeel is gevormd.

Deze term omvat een reeks processen die sterk verschillen in zowel mogelijkheden als toepassingen (op hars gebaseerd, poeder, directe materiaalinjectie en andere technieken), dus het is belangrijk om de functionaliteiten en verschillen van elke techniek te bestuderen om een ​​of de andere volgens de toepassing.

Toepassingen in de additieve productie-industrie

De meest elementaire additieve fabricagetechnieken zijn ongelooflijk handig om onderdelen snel te maken en hun functionaliteit te testen, dus ze zijn zeer geschikt voor rapid prototyping. Maar in toenemende mate wordt additieve fabricage, met materialen zoals metalen, gebruikt voor de productie van definitieve onderdelen.

Zijn ontwerpvrijheid en maximale aanpassing maken hem ideaal voor de consumentengoederenindustrie. Enkele van de sectoren waar het het meest wordt gebruikt, zijn onder meer verlichting, transport (auto-onderdelen), consumentenelektronica en wearables, en on-demand producten.

Andere toepassingen zijn de fabricage van gereedschappen, gereedschappen en industriële machines, omdat deze techniek onderdelen sterker maakt en sneller en nauwkeuriger kan functioneren. Hetzelfde geldt voor de medische en ruimtevaartsector, die er steeds meer gebruik van maken om complexe, op maat gemaakte componenten te produceren.

Voordelen voor de industrie

Additive manufacturing biedt al echte voordelen en toepassingen op vier belangrijke gebieden voor de industrie.

Duurzaamheid

In tegenstelling tot traditionele productie vormt additive manufacturing onderdelen door slechts zoveel materiaal toe te voegen als nodig is, waardoor er bijna geen afval ontstaat en de gebruikte grondstof aanzienlijk wordt verminderd.

Ontwerpkwaliteit

Het vermogen van deze technologie om bijna elke geometrische vorm te creëren, biedt ontwerpvrijheid en de mogelijkheid om onderdelen te maken met veel complexere details en grotere efficiëntie. Het biedt ook meer aanpasbaarheid, waardoor fabrikanten kleine hoeveelheden gedifferentieerde producten kunnen produceren tegen een meer betaalbare prijs.

De mogelijkheid om onderdeelontwerpen onmiddellijk en op elk moment te wijzigen of aan te passen, maakt een flexibeler ontwerpproces mogelijk. Ontwikkelings- en marktintroductietijden worden sneller dankzij agile en rapid prototyping en testing.

Productiekwaliteit

De mogelijkheid om nieuwe materialen en processen te gebruiken maakt het mogelijk om producten te vervaardigen die functioneler, sterker, lichter, stabieler en zelfs zuiniger zijn, wat resulteert in een verbeterde productkwaliteit.

Processen worden sneller en flexibeler; opbouw-, montage- en wachttijden nemen af, het aantal benodigde onderdelen neemt af en het aantal fabricagestappen neemt af. Daarnaast zorgt de mogelijkheid om eenvoudig en snel machineonderdelen te produceren voor sneller en zuiniger onderhoud.

Kostenbesparingen

Additive manufacturing bespaart productie- en supply chain-kosten doordat meer onderdelen on demand, binnen enkele uren en in de gewenste hoeveelheid kunnen worden geproduceerd.

Het vermindert aanzienlijk de voorraad en de noodzaak om mallen te maken. Het vergemakkelijkt ook gelokaliseerde productie, waardoor de afhankelijkheid van leveranciers wordt verminderd en er wordt bespaard op transport- en voorraadkosten.

Beperkingen voor de industrie

Beperkte hoeveelheden

Additive manufacturing is momenteel geen efficiënte manier om grote hoeveelheden onderdelen te produceren. Het onvermogen om snel en tegen een betaalbare prijs grote hoeveelheden te produceren, beperkt zijn toepassingsgebied.

In deze gevallen kan het erg handig zijn als aanvulling om de uiteindelijke vorm te geven of de details van de producten te bereiken.

Maat beperkt

De meeste additieve fabricageprocessen hebben beperkingen voor de onderdeelgrootte, dus in deze gevallen is het noodzakelijk om het onderdeel in subcomponenten te verdelen voor latere verbinding.

Investering en kosten

De benodigde kapitaalinvestering kan zeer hoog zijn, afhankelijk van de apparatuur en het type techniek, evenals de prijs van de benodigde grondstoffen, die ook vaak bovengemiddeld zijn. De productiekosten voor grote hoeveelheden producten kunnen exorbitant zijn, omdat de onderdelen één voor één worden afgedrukt.

Marktkloof

Hoewel het een groeiende technologie is voor specifieke sectoren, is het nog steeds een evoluerend proces, vooral geschikt voor nichemarkten en specifieke producten van kleine omvang en hoeveelheden en met een hoge complexiteit.

Alle technologische oplossingen binnen handbereik

Additive manufacturing wordt beschouwd als een van de technologieën waaruit Industrie 4.0 bestaat, samen met andere technologieën zoals het Internet of Things (IoT), kunstmatige intelligentie (AI) en Big Data. Het gaat verder dan de technische limieten die worden opgelegd door traditionele productiemiddelen om nieuwe mogelijkheden te bieden aan een steeds concurrerender wordende industrie.

Het implementeert en exploiteert een echte digitale transformatiestrategie in Industrie 4.0 met het geïntegreerde IIot- en Big Data-operatieplatform Nexus Integra. Het platform fungeert als basis van waaruit u allerlei technologische oplossingen in uw bedrijf kunt implementeren en aansturen, zoals additive manufacturing.

Wilt u uw productieprocessen optimaliseren om ze concurrerender te maken? Neem contact met ons op en wij begeleiden u op weg naar industriële intelligentie.

En als u alles wilt weten over digitale transformatie in de industrie, nodigen wij u uit om onze "Definitieve gids voor de volledige digitale transformatie van een industrieel bedrijf" te lezen.