Hoe 3D-printen Industry4.0 stimuleert

Noot van de redactie:dit artikel maakt deel uit van AspenCore's speciale rapport 'Enabling the Factory of 2030.'

Stel je voor dat je een complete, functionele smartphone op een desktop print. Hoewel het nog een verre visie is, verandert additive manufacturing (AM) al de manier waarop elektronische componenten, van connectoren tot printplaten, worden geproduceerd.

Volgens een recent Hubs-rapport hebben de snelle ontwikkelingen op het gebied van printers, materialen en software ervoor gezorgd dat 3DP is overgestapt van prototyping naar betrouwbare productie voor eindgebruik. “We bevinden ons op een keerpunt waar onderdelen voor eindgebruik nu gebruikelijk zijn”, zegt Sam Manning, woordvoerder van Markforged, een bedrijf dat een waarde heeft van 101 miljoen dollar.

Industriële impact

3DP elimineert de noodzaak van buitenlandse partners, vermindert de IP-risico's en maakt productie op locatie in de exacte benodigde hoeveelheden mogelijk. Deze ‘just-in-time op steroïden’-aanpak verlaagt de minimale bestelhoeveelheden, de levertijden en de voorraadkosten.

Flex, de EMS-provider met een waarde van $29,72 miljard, heeft 3DP geïdentificeerd als een pijler van zijn Industry4.0-strategie. Snelle digitale prototypes overbruggen de kloof tussen ontwerp- en productieteams en creëren een live digitale opslagplaats die onmiddellijk wordt bijgewerkt bij elke ontwerpwijziging.

Procesautomatisering – sliceroptimalisatie, slimme onderdeeloriëntatie, batchindeling en nabewerking – verhogen de printsnelheid, kwaliteit en consistentie. Bij slicen wordt een 3D-model omgezet in machinaal leesbare instructies die de printer volgt.

“Fabrieken hoeven onderdelen niet langer jarenlang op te slaan”, legt Manning uit. “Als u een onderdeel nodig heeft, kunt u er één op aanvraag afdrukken.”

Wat is er nieuw in 3DP

Het 3DP-ecosysteem omvat nu grootformaat metalen AM, zoals het 1,5 meter lange Z-as laserpoederbedfusiesysteem van SLM Solutions voor de Amerikaanse luchtmacht, en Caracols bijna-netvormige metaaldraadboogsysteem dat gebruik maakt van robotlasarmen voor grote constructies en reparaties.

Het grootste gedrukte gereedschap tot nu toe is een trimgereedschap dat door Boeing wordt gebruikt om de vleugelhuid van de 777X tijdens de bewerking vast te houden. 3DP-materialen omvatten technische thermoplasten, harsen, composieten, polymeerpoeders en metaalpoeders, met recente doorbraken op het gebied van niet-vlak printen die ondersteuning voor overhangen elimineren.

Manning merkt op:"We maken niet alleen printers; we ontwikkelen materialen en software. Een geïntegreerd, door AI aangedreven ecosysteem versnelt de acceptatie."

Gebruiksscenario's

3DP blinkt uit in prototyping, tooling en massaaanpassing. Snelle prototypes stellen ontwerpers in staat vorm, pasvorm en functie te valideren voordat ze op volledige schaal worden geproduceerd. Gereedschappen (mallen, opspanningen en montagehulpmiddelen) kunnen op aanvraag worden geprint, waardoor de stilstand van de machine wordt verminderd en de wendbaarheid wordt vergroot. Toyota noemt bijvoorbeeld snellere doorlooptijden en ontwerpvrijheid als belangrijkste voordelen van AM-tooling.

Productie in kleine volumes wordt economisch levensvatbaar. Bedrijven kunnen artikelen in beperkte oplage of reserveonderdelen produceren zonder grote voorraden. De 3D-printers van HP worden door Toyota gebruikt om op aanvraag vervangende onderdelen te printen.

Massamaatwerk is mogelijk wanneer CAD-bestanden worden afgestemd op individuele klanten. Formify gebruikt 3DP om ergonomische muizen te produceren op basis van handscans.

Ook seriële productie is in opkomst:Protolabs beschikt over een vloot van 150 3D-printers, die jaarlijks tot 1 miljoen onderdelen leveren, een prestatie die mogelijk wordt gemaakt door volledig geautomatiseerde, verlichte workflows.

Duurzaamheid

Fabrikanten staan onder druk om kosten te besparen en tegelijkertijd de impact op het milieu te verminderen. 3DP produceert minder materiaalverspilling dan subtractieve methoden zoals CNC-bewerking en kan ongebruikt poeder recyclen. Het verbruikt ook minder stroom, omdat robots zoals het light-out-systeem van Athena Manufacturing voortdurend onderdelen voorbereiden en printen.

AI-aangedreven ontwerptools minimaliseren mislukte prints en optimaliseren CAD-modellen, waardoor verspilling verder wordt verminderd. Gelokaliseerde productie elimineert complexe logistiek, waardoor de CO2-voetafdruk wordt verkleind. Het met 20% lichter maken van componenten kan volgens Hubs de brandstofefficiëntie in vliegtuigen met 10% verhogen.

Activa met een lange levensduur, zoals vliegtuigen en auto's, profiteren van on-demand reserveonderdelen, waardoor hun operationele levensduur wordt verlengd.

Marktvooruitzichten

In 2022 bereikte de 3DP-markt – inclusief systemen, software, materialen en diensten – $17 miljard, een jaarlijkse groei van 13%. Hubs verwacht een CAGR van 17% en bereikt in 2023 $19,9 miljard.

“3DP is een krachtig hulpmiddel voor ingenieurs”, zegt Manning. “Het zal de traditionele productie niet vervangen, maar het wordt een standaardonderdeel van de ontwerptoolkit.”

---
Door GigaDevice, 06.11.2026
Door Marc Biehn, hoofd van de productgroep Industrial Consumer Magnetic Sensing, Infineon Technologies AG, 06.09.2026
Door Sifiso Gambahaya, Senior Director of Engineering bij Ignion, 06.08.2026