Vier essentiële additieve productietoepassingen voor de moderne industrie

Additieve technologie is de afgelopen decennium snel gevorderd, met beloften van nieuwe, opwindende productiemogelijkheden voor bedrijven in het industriële landschap.

Wanneer mensen denken aan additieve productie (AM), springt echter één van de toepassingen onmiddellijk in gedachten: prototyping. Wanneer ingenieurs snel op een ontwerp moeten itereren, zonder zich zorgen te maken over de beperkingen die gelden voor een traditionele productierun, werkt AM – vaak aangeduid als 3D-printen – zo goed omdat het geen harde tooling vereist, en dus snelle iteratie mogelijk maakt. Hoe efficiënter een prototype ontwikkeld kan worden, des te sneller een bedrijf kan overgaan naar volumeproductie – waar traditionele productiemethoden kunnen overnemen als gewenst.

Maar er is veel meer aan additieve productie dan prototyping, en het is niet alleen bedrijven in de onderzoek- en ontwikkelingsfase die ervoordeel uit kunnen halen. In feite biedt additieve productie significante voordelen in een reeks toepassingen, van het leveren van besparingen op tijd en materialen, tot het openen van nieuwe ontwerpmogelijkheden.

Toepassingen van additieve productie

Met dat in gedachten, om u te helpen het potentieel van de 3D-printtechnologie te verkennen, kijken we naar vier specifieke toepassingen van additieve productie, en een bijbehorend industriëel use-case. Additieve productie heeft projecten gerevolutioneerd in een spectrum van industrieën, waaronder luchtvaart, automotief, consumentengoederen, medisch en robotica – en de voorbeelden die we hier benadrukken demonstreren manieren waarop het traditionele productiemethoden overtreft in snelheid, efficiëntie, kwaliteit en kosten.

Lage volumes, on-demand onderdelen

Additieve productietechnologie is uniek gepositioneerd om te voorzien in de behoeften van on-demand, lage-volume productie.

Traditionele productiemethoden vereisen vaak grote volume-orders om de eenheidsprijs te drukken. Spuitgieten kan bijvoorbeeld toolingskosten van $20.000 tot $110.000 inhuren voordat een project überhaupt naar productie gaat. In tegenstelling tot dit, omvat additieve productie geen kapitaaluitgaven voor tooling: 3D-geprinte onderdelen kunnen in kleine aantallen worden geproduceerd, zonder minimum bestelhoeveelheden, wanneer ze nodig zijn – waardoor u productiekosten kunt verlagen en voorraad kunt reduceren.

De lage-volume voordelen van AM betekenen dat onderdeelproductie precies kan worden geschaald om de marktvraag te voldoen. Evans Motorsport Performance (EMP) werkte met Fast Radius samen om een aftermarket boutdeksel te ontwerpen voor de Chevrolet Corvette C8. Oorspronkelijk gemaakt van aluminium, was het onderdeel complex en duur om te produceren, en had EMP een oplossing nodig die lage-volume productie met automobiele kwaliteit materiaal mogelijk maakte. Met behulp van het Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™ printproces en EPX 82 thermoplast, reduceerden we toolingskosten met $12.000 en productietijd tot een kwestie van dagen. Het onderdeel kon ook worden opgeslagen in onze Virtuele Magazijn voor on-demand productie.

Enkele geconsolideerde onderdelen

Naast lage-volume productievoordelen, biedt additieve productie nieuwe mogelijkheden voor onderdelen die eerder als 'onmogelijk te maken' werden beschouwd, inclusief consolidaties van afzonderlijke componenten.

Enkele geconsolideerde eenheden neigen ertoe complexe geometrieën te hebben, zoals roosterstructuren, of zelfs bewegende assemblages. Additieve productie maakt deze onderdelen mogelijk omdat het het printen van een gehele assemblage als één onderdeel toestaat – in plaats van als meerdere onderdelen die later gemonteerd moeten worden. Consolidatie heeft specifieke voordelen in de consumentenproductsector, waar de capaciteit om vereenvoudigde, efficiëntere onderdeelsontwerpen te creëren betekent:

• Minder geld en tijd besteed aan montage.
• Verminderd risico op verborgen kosten en projectvertragingen.
• Lagere materiaalvereisten.
• Lager risico op leveringsproblemen.
• Verminderd risico op onderdeelfouten.

In een real-voorbeeld van de consolidatievoordelen van additieve productie, werkte Fast Radius met Steelcase™ samen aan het ontwerp van hun hoge-prestatie SILQ kantoorstoel, winnaar van de prestigieuze Innovation Award op de 2018 NeoCon. De armkapjes van de SILQ-stoel werden traditioneel geproduceerd als drie afzonderlijke onderdelen, en later gemonteerd – een proces dat de producttijdlijn verlengde. Met behulp van het Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™ Proces, konden we de fabricage van de armkap consolideren in een enkele 3D-geprinte onderdeel: een aaneengesloten eenheid ontworpen met een roosterstructuur om materiaalgebruik en montageskosten aanzienlijk te reduceren.

Zeer kleine onderdelen

Additieve productie is bijzonder nuttig voor de productie van kleinere componenten, rond de grootte van een softbal of kleiner, bij zeer lage volumes.

Wanneer kleine-onderdeelproductie wordt opgeschaald in additieve productie, duiken snelheids- en kostenvoordelen vaak op. In feite, voor kunststofonderdelen van de grootte van een pingpongbal (of kleiner), maakt het frequenter economisch meer zin om additieve productie te gebruiken dan traditionele productie. De capaciteit om kleine onderdelen in lage volumes te produceren, kan voordelig zijn in de medische industrie, vooral wanneer die onderdelen op maat moeten worden gemaakt voor individueel gebruik – zoals in prothesen of implantaten.

Coapt, een Chicago-gebaseerd bedrijf dat bovenste ledematenprothesen produceert, schakelde Fast Radius in om de tweede generatie van hun vlaggenschipproduct te verfijnen: het Coapt COMPLETE CONTROL systeem, dat elektrische patroonherkenning gebruikt om mensen die bovenste ledematen hebben verloren, in staat te stellen beweging in hun prothetische armen volledig te controleren. Het innovatieve systeem bevat twee zeer kleine onderdelen: de kalibratieknop en de kan-pluggen. Beide onderdelen zijn integraal en de knop heeft een specifieke textuurafwerking vereist voor nauwkeurige gebruikersinteractie. Additieve productie stelt ons in staat om het ontwerp van de pluggen en de kalibratieknop onder expliciete controle te houden, en indrukwekkende doorvoering te bereiken: met Carbon DLS™ en HP MJF printers produceerden we 135 knoppen (11 x 11 x 5,5 mm) in 35 minuten, en 848 kan-pluggen (1,75 x 5,2 x 3,2 mm) in 23 minuten.

Aanpasbare onderdelen

Additieve productie brengt ongekende aanpassingsmogelijkheden tot het ontwerpproces.

Zonder de kosten- en tijdsbeperkingen van initiële toolingvereisten, kunnen ontwerpers 3D-geprinte onderdelen afstemmen voor specifieke toepassingen of consumentenbehoeftes – tot op een enkele eenheid. De aanpassingsmogelijkheden van additieve productie strekken zich uit over functionaliteit, esthetiek en branding: unieke elementen kunnen snel, en op een zeer kleine schaal, worden geïntroduceerd, en omvatten:

• Nieuwe structurele kenmerken
• Oppervlakteteksturen
• Bedrijfslogo's
• Tekst en ontwerpen
• Variabele serienummers

Als added bonus, onderzoek suggereert dat drie kwart van de consumenten bereid is om tot 20% meer te betalen voor aangepaste producten – wat betekent dat eventuele toegevoegde kosten geïntroduceerd door unieke ontwerpkeuzes waarschijnlijk op de lange termijn gemitigeerd zullen worden.

Naast het reduceren van materiaalkosten en productietijdlijnen, heeft de capaciteit om onderdelen aan te passen significante potentiële voordelen in het industriële landschap. In de robotica- en consumentendetailindustrieën bijvoorbeeld, naarmate klanten lopende orders plaatsen, zou 3D-printtechnologie ons toestaan om unieke kenmerken toe te voegen, zoals logo's, met een eenvoudige wijziging aan het ontwerpbestand. Op dezelfde manier, in de tandheelkundige en medische industrieën, kunnen onderdelen, zoals prothesen, implantaten of chirurgische hulpmiddelen, worden aangepast aan de individuele ontvanger. Aangepaste tandartsschalen kunnen bijvoorbeeld vanuit een scan worden geprint om perfect op iemands tanden te passen.

Ontdek Fast Radius 3D-printtoepassingen

Als u de kracht en mogelijkheden van 3D-printtechnologie wilt benutten, en de bovenstaande toepassingen zinvol zijn voor uw behoeften, is het de moeite waard om uw opties buiten traditionele productiemethoden te verkennen. Neem vandaag nog contact op met het Fast Radius-team om uw volgende project mogelijk te maken met additieve productie.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerteaanvraag