Additive manufacturing heeft veel potentieel in de productie van componenten voor de hightech machinebouw. Een van de belemmeringen is de voorspelbaarheid van de kwaliteit. Het gegeven dat AM een volledig digitaal proces is, biedt perspectief voor Quality Management, mits spelers in de AM waardeketen data gaan delen. In een Masterclass tijdens Manufacturing Technology Conference worden hiervoor de contouren geschetst.
Bij Quality Management in AM spelen diverse factoren een rol. Zo zijn standaarden nog niet compleet; bij gebruikers van de technologie is er nog veel onbekend én fabrikanten van 3D metaalprinters gaan nog niet zo met de betrouwbaarheid van hun machines om als de machinebouwers in de semiconductor industrie bijvoorbeeld doen. “Reliability engineering is nog geen gemeengoed”, constateert Arno Gramsma, Industrial AM Expert en consultant voor het 3DOP project. In dit EU-project gaat het om de optimalisatie van het 3D printproces zodat het breder toegepast kan worden in de Europese industrie. “De operator heeft een stabiel proces nodig als voorwaarde voor een voorspelbaar proces”, legt Arno Gramsma uit. In de halfgeleiderindustrie nemen machinebouwers bijvoorbeeld structureel onderhoud, trillingen en temperatuurverschillen mee in hun procescontrole. Met kengetallen als de CPK-waarde (Lean Six Sigma) monitoren ze de variatie, zodat de kwaliteit voldoet aan de verwachtingen als de randvoorwaarden op orde zijn.
Quality Management in AM: meerdere uitdagingen
Masterclass op MTC 2025
Tijdens Manufacturing Technology Conference 2025 op 17 april geeft Arno Gramsma een Masterclass over dit onderwerp. De aanpak die hij schetst, geldt zowel voor metaalprinters als bijvoorbeeld poederbed of FDM systemen. Door op deze wijze de kwaliteit van de AM-systemen methodisch te benaderen, breng je het risico op procesvariaties terug. Arno Gramsma ziet dat er in de AM-industrie voorzichtige aanzetten zijn om deze methodiek toe te passen, bijvoorbeeld bij FDM printers door in de aansturing van de servomotoren rekening te houden met de warmteontwikkeling in de motoren. “Daardoor kun je de snelheid verhogen en de kwaliteit verbeteren.” Er is echter een kloof tussen de beschikbaarheid van data (wat bij additive manufacturing geen probleem zou hoeven te zijn) en het gebruik van algoritmen om zinvolle sturingsinformatie uit deze berg data te halen.
Onvoldoende uniformiteit
Het knelpunt dat Arno Gramsma ziet, is dat de uniformiteit in data-opslag en -beheer ontbreekt bij de fabrikanten van industriële AM-systemen. Net als uniformiteit in de kwaliteitsaanpak. Arno Gramsma: “Elke machinefabrikant heeft zijn eigen soort files en kwaliteitsaanpak. Open standaarden kunnen leiden tot een stabieler proces. In de Masterclass Kwaliteitsmanagement AM willen we samen met de deelnemers de randvoorwaarden op dit vlak invullen.”
We hebben alle ingrediënten om het proces te automatiseren, maar dat gebeurt nog niet omdat partijen daarvoor moeten samenwerken
Voordeel digitaal proces
Deze Masterclass tijdens MTC 2025 sluit goed aan op die van vorig jaar, toen het ging om de toepassing van SPC in de hele AM-waardeketen. Nu ligt de focus dus meer op hoe vanuit de machinefabrikanten op kwaliteitsvlak stappen gezet kunnen worden. Het gegeven dat additive manufacturing vooral een digitaal proces is, biedt een goed uitgangspunt voor deze aanpak, vindt de Industrial AM expert. “We hebben alle ingrediënten om het proces te automatiseren, maar dat gebeurt nog niet omdat partijen daarvoor moeten samenwerken”, merkt hij op. Dat raakt de kern van waar MTC om draait: kennisdelen en samenwerken om gezamenlijk de oplossingen naar een hoger niveau te tillen. De oplossing zit volgens Arno Gramsma allereerst in de bereidheid van de verschillende spelers om meer samen te werken en data te delen; ten tweede moet er een verdere digitale integratie komen, bijvoorbeeld door via API’s de verschillende systemen beter met elkaar te koppelen.
Hard- en software koppelen
“De sector koppelt wel de hardware, maar de tussenlaag tussen hard- en software is nog niet goed ontwikkeld.” AI kan juist in die tussenlaag een belangrijke rol spelen, omdat je een soort zelflerend model kunt ontwikkelen. “Daarvoor is het noodzakelijk dat we kennis delen en samenwerken”, zegt Arno Gramsma. “Daarmee zetten we in op het gezamenlijk vergroten van de business.”
Ook voor toeleveranciers
Hoewel je zou denken dat deze Masterclass alleen interessant is voor de fabrikanten van AM-systemen, denkt Arno Gramsma dat het ook voor de gebruikers en de design engineers de moeite waard is. Hightech toeleveranciers die al dan niet bezig zijn met additive manufacturing kunnen ofwel ervaringen inbrengen ofwel zich een goed beeld vormen van wat er komt kijken bij kwaliteitsmanagement in additive manufacturing. Kwaliteitsmanagement en maakbaarheid liggen weliswaar niet direct in elkaars verlengde, kennis over het hele proces wordt wel belangrijke kennis voor design engineers omdat het aan de basis van maakbaarheid en kwaliteit ligt. “Digitale tools lijken eerst vaak een trucje, zoals het ook met Eindige Elementen Methode (FEM analyse) was. Voor een engineer is het belangrijker dat je snapt wat de uitkomst is. Want die kennis kun je weer gebruiken in het ontwerpproces om de maakbaarheid te verbeteren.”
MTC 2025 vindt op 17 april plaats in NH Koningshof in Veldhoven. Meer informatie vind je hier
