Top story

Is de VCJ-technologie van Inkbit de gamechanger in 3D printen met polymeren?

Vision systeem controleert elke laag en stuurt duizenden nozzles individueel bij

Inkbit is begonnen de Vision Controlled Jetting printtechnologie uit te rollen. ProductionToGo krijgt als een van de eerste in Europa de beschikking over een Vista machine van het Amerikaanse concern. In eerste instantie om onderdelen te printen voor potentiële klanten zodat zij laagdrempelig met de technologie kennis kunnen maken en om 3D printservicebureaus te overtuigen.


Als je op Formnext met mensen sprak over de industrialisatie van 3D printen, hoorde je vaak de term cost per part vallen. Deze kosten moet omlaag om te kunnen concurreren met andere technieken. Davide Marini, co-founder en CEO van Inkbit, denkt dat de Vision Controlled Jetting het antwoord hierop is. De technologie is nauwkeuriger en sneller dan traditionele inkjet technieken; er wordt was gebruikt voor support waardoor post-processing geautomatiseerd verloopt; en dankzij een gepatenteerd algoritme haalt Inkbit bij een buildjob een vulling tot 40%, terwijl de technologie het toelaat om de buildjob in de hoogte niet volledig te vullen. Dit laatste geeft printservicebureaus flexibiliteit.

Vision Controlled Jetting volgens Davide Marini sprong in nieuw tijdperk van productie

Davide Marini, co-founder en CEO van Inkbit.



Schaalbaar platform

“En ons Vista platform is schaalbaar, wat al bewezen is met industriële 2D print toepassingen”, zegt Davide Marini. De 3D printer van het Amerikaanse concern werkt momenteel met 16 printkoppen met elk 1.000 nozzles die individueel gecontroleerd en bijgesteld worden. Deze aantallen kunnen nog verder uitgebreid worden als dat nodig is. “We kijken daarom naar middelgrote volumes in de productie.”


Vision controleert elke druppel

De aan het MIT in Boston ontwikkelde 3D printtechnologie onderscheidt zich van standaard material jetting doordat de depositie van elke druppel met een vision systeem wordt gecontroleerd. Dit vision systeem scant elke laag die geprint is en detecteert daarin hoogteverschillen van 10 micron. De hoeveelheid materiaal die in de volgende laag gejet wordt, wordt hierop afgestemd waardoor de nauwkeurigheden van de prints hoger liggen. Het algoritme van de Vista printer berekent real time in welke mate een nozzle bij de volgende laag bijgestuurd moet worden om de opbouw gelijkmatig te houden. Dit levert per seconde 2GB aan data op. In het verwerken daarvan zit de echte know how van Inkbit. Davide Marini: “Het ontwikkelen van de computer hardware en het algoritme zijn het moeilijkste deel van de ontwikkeling geweest.”


Hogere nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit

Doordat het Inkbit Vista systeem het jetten van elke druppel van 20 tot 30 µm doorsnede zo nauwkeurig kan controleren, print het systeem met een hoge maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit. Hierdoor leent het zich voor het printen van zeer fijne details én de combinatie van uiteenlopende materiaaleigenschappen in één print. Davide Marini bestempelt de VCJ-technologie als een kwalitatieve verandering op het gebied van additive manufacturing doordat men zeer fijne en nauwkeurige details kan 3D printen. “We dichten de kloof tussen de elegant verfijnde structuren die we bewonderen in de natuur en ons vermogen om ze synthetisch te repliceren. Dit is een sprong in een nieuw tijdperk van productie”, vervolgt Marini. Hij schrijft dit toe aan het gebruik van Kunstmatige Intelligentie in combinatie met de 3D scanning techniek. Deze digitale closed-loop feedback controle elimineert de noodzaak voor mechanische oplossingen om een nieuwe laag eerst vlak te strijken.

Een robotarm met grijper geprint met Epoxy 85 en TEPU 30A. Hierin zijn meerdere onderdelen gecombineerd tot één buildjob. De grijper wordt met perslucht gestuurd. De persluchtkanalen zijn meegeprint.


Andere polymeren

Bovendien kan Inkbit hierdoor printen met langzaam uithardende chemicaliën die de polymeerketen nauwkeuriger opbouwen. Dit zijn geen acrylaten maar performance polymeren met stabiele eigenschappen. Hierdoor kan de VCJ direct complexe, multimateriaal onderdelen printen met een breed scala aan mechanische eigenschappen, met nauwkeurigheid en precisie. Het Inkbit Vista platform print met maximaal 4 materialen in één werkstuk. Op Formnext heeft Inkbit een nieuw materiaal voorgesteld: TEPU 50A, een halfzacht elastomeer met een shore50A waarde, Het is het tweede elastomeer, eerder al is een TEPU met een shore waarde van 30A vrijgegeven voor het Vista systeem. Inkbit ontwikkelt tot nog toe de materialen zelf omdat er in de markt geen goede alternatieven zijn te vinden. In het materiaalportfolio zit inmiddels ook een epoxy dat zich kenmerkt door een hoge stijfheid en treksterkte, eigenschappen die in stand blijven bij temperaturen tot 120 graden C.


Automatisering

Als supportmateriaal wordt was gebruikt. Met warmte wordt deze vloeibaar gemaakt. Hierdoor kan Inkbit de post-processing stap na het printen automatiseren. Deze was kan vervolgens hergebruikt worden. Davide Marini ziet hierin een belangrijk voordeel van de VCJ-technologie voor industriële productie, omdat het uitpakken van een buildjob niet langer handenwerk is.


3D printservicebureaus in Europa

Toepassingen waar Inkbit zich in eerste instantie op richt, zijn onder andere grippers voor robots, complexe flowkanalen voor vloeistoftoepassingen, pakkingen voor de automobielindustrie en componenten voor industriële automatisering. Inkbit heeft de eerste Vista systemen inmiddels geïnstalleerd, Bij Saint Gobain, een van de investeerders naast Stratasys dat de grootste investeerder in Inkbit is, staat er een. In de VS staat er een bij 3D printservicebureau Makelab. In Europa is ProductionToGo aangewezen als de reseller voor de DACH regio. ProductionToGo, dat ook in de Benelux actief is, krijgt een Inkbit Vista systeem om printwerk voor servicebureaus en OEM’s in Europa te doen. Davide Marini: “We werken aan contracten met Europese printservicebureaus. Zij zoeken vooral zekerheid over de technologie voordat ze er zelf de machine kopen. Die kans bieden we nu.” Hij ziet in Europa met name interesse vanuit de automobiel- en robotica-industrie en de medische sector, zoals de dentale industrie. Inkbit heeft een biocompatibel materiaal in het portfolio dat echter nog geen FDA goedkeuring heeft.

Inkbit heeft recent samen met ETH Zürich een artikel over de VCJ technologie gepubliceerd in Nature.

Back to top button