Het Israelische Massivit gooit het over een andere boeg met Cast in Motion (CIM). Het print niet het onderdeel, maar de buitenste schil van de matrijs. Hierin wordt een isotropisch materiaal gegoten. Hoewel je dit kunt inzetten voor eindproducten, ligt de focus van Massivit momenteel op de productie van mallen voor onder andere polyester- en composietverwerking.
Avi Cohen, Vice President Sales en Marketing bij Massivit, geldt als een van de veteranen in de AM-industrie. Ooit is hij bij Objet begonnen, de ontwikkelaar van polyjet technologie. Nadat deze 3D printerfabrikant in 2012 werd overgenomen door Stratasys, is hij via diverse 3D printbedrijven uiteindelijk bij Massivit terecht gekomen. Hij presenteerde Cast in Motion, de nieuwste technologie van Massivit, onlangs tijdens Rapid.Tech3D. Een paar weken daarvoor deed hij hetzelfde in Zuid-Frankrijk op een beurs voor de maritieme industrie, vooral jachtenbouwers. Dat was een succes. Waarom? “Wij veranderen met Cast in Motion de marine industrie. De verkoop van jachten is sinds corona sterk gestegen. De jachtenbouwers kunnen de vraag niet bijbenen, daarom staan ze open voor nieuwe technieken.” En wat voor bouwers van jachten en boten geldt, geldt net zozeer voor andere sectoren, bijvoorbeeld de automobiel- of de transportindustrie.
Holle vorm van oplosbaar materiaal
3D printen van composieten blijft moeilijk. Met korte vezels gaat het goed, maar de producten missen isotropie. Met lange vezels printen blijft uitdagend. De technologie komt nog niet echt van de grond. Massivit haalt met Cast in Motion op een slimme manier een drempel om te gaan 3D printen weg. Massivit, dat zich tegenwoordig vooral op industriële toepassingen richt, gebruikt de Gel Dispensing Printing technologie om met een thermoset materiaal – een gel – de buitenste schil van het product te printen. Dat gebeurt met de Massivit 10000. Tijdens het 3D printen giet een tweede kop in deze holle vorm het thermoset materiaal, CIM 500, waarmee de mal wordt gevormd. Dit materiaal heeft zowel goede mechanische en thermische eigenschappen. Het gaat hier om een near net shape matrijs, legt Avi Cohen uit. De technologie is 30 keer sneller dan andere printtechnieken. “We brengen de matrijsproductie terug van 19 naar 4 stappen; daarmee wordt de doorlooptijd met 80% verkort. Dat doen we voor alle onderdelen die groot zijn, voor boten maar ook voor auto’s, aerospace of badkamers.” De matrijzen moeten wel in een industriële oven uitharden.
Isotropisch
Het gietmateriaal is een special isotropisch materiaal, dat gebaseerd is op epoxy maar chenisch is gewijzigd om de exotherme reactie beter te controleren. Daarmee onderscheidt Cast in Motion zich van de meeste 3D printtechnieken die met materialen printen die an-isotropisch zijn. De mechanische eigenschappen die je met Cast in Motion produceert, zijn dan ook gelijk in alle drie de richtingen, dat biedt veel voordelen voor het gebruik van de mallen in een oven of autoclaaf. “De binnenkant is homogeen gietwerk”, zegt Avi Cohen. De 3D geprinte buitenkant lost eenvoudig op in water, waarna de echte matrijs overblijft. Deze kan mechanisch worden nabewerkt, bijvoorbeeld CNC-frezen, voor een gladder oppervlak.
Matrijzenproductie
De eerste toepassingen van de technologie zijn momenteel terug te vinden in de matrijzenproductie, In de Verenigde Staten maakt bijvoorbeeld een sanitairproducent zo de matrijzen voor ligbaden. Binnen een week is de matrijs klaar. Een andere klant van Massivit in Italië, Novation Tech, is toeleverancier voor de sportwagenindustrie. Zij gebruiken Cast in Motion voor de productie van matrijzen voor koolstofvezel auto-onderdelen zoals motorkappen, deurpanelen en daken. Maar gebruikers van de machine kunnen het waterafbreekbare materiaal ook alleen zonder het gietmateriaal gebruiken, een manier om opofferingsmallen en opspandoorns te maken om zo holle composietonderdelen te produceren.
Glad oppervlak binnenzijde
Het is erg moeilijk om gladde binnenoppervlakken te behalen bij het maken van holle onderdelen die gemaakt zijn van autoclaafgeharde pre-preg composieten, wat bijvoorbeeld vaak gebeurt in de ruimtevaart of motorsport. Het is daar echter belangrijk om een uitzonderlijk glad binnenoppervlak te hebben voor een betere luchtstroom in veeleisende toepassingen. Het waterafbreekbare materiaal biedt een oplossing voor deze uitdagende onderdelen. Het brokkelt af in water zonder op te lossen, waardoor het water niet verontreinigd raakt en klaar is voor hergebruik. Hierdoor kan de mal na productie gemakkelijk uit het eindproduct worden verwijderd. Eindproducten zijn onder andere buizen, luchtinlaten, pijpen en vloeistoftanks.
Avi Cohen ziet nog meer toepassingen dan alleen de matrijzen. Daarbij hoeft men zich niet te beperken tot kunststoffen. Ook marmer laat zich op deze manier verwerken, zolang het vermengd kan worden met expoxyhars. Hiermee gaat volgens hem uiteindelijk ook de bouwindustrie naar digitale productie toe.
