Design and manufacturing trends: lokaal produceren, 3D printen en circulair

Circulair met in het verlengde lokaal produceren; heel nieuwe materialen zoals de kunststof Kaumera, 3D printen en simulatie: dat zijn volgens Erik Tempelman. Industrieel Ontwerper en hoofddocent aan de TU Delft, vier van de tien thema’s die gaan domineren in ontwerpen en maken. Hij zei dat vorige week bij het online slotsymposium Design for Manufacturing & Assembly in de 21e eeuw.

---

Meer dan 300 tweedejaars bachelor studenten Industrieel Ontwerpen van de TU Delft hebben negen weken lang het vak Manufacturing and Design gevolgd. Voor het 14^e achtereenvolgend jaar. En voor de laatste keer; het vak krijgt een nieuwe opzet omdat de TU Delft een nieuwe bacheloropleiding start. Reden om – online – vanuit verschillende invalshoeken terug te kijken op hoe design for manufacturing veranderd is.

Erik Tempelman schetst in slotsymposium DFMA de trends die ontwerpen en maken gaan domineren

Scala aan maaktechnieken

Erik Tempelman, die enkele jaren geleden zijn baan aan de TU Delft een half jaar gecombineerd heeft met die van senior researcher bij Ultimaker, schat dat hij in de 14 jaar meer dan 4.000 studenten iets heeft meegegeven over maaktechnieken. “Toen ik ermee begon leerden ze twee technieken: spuitgieten en plaatomvormen.” Tegenwoordig kunnen de industrieel ontwerpers uit een scala aan maaktechnieken kiezen, waaronder 3D printen. Redenen temeer dus om aandacht aan het maken in relatie met ontwerpen te besteden.

3D printen wordt slim

3D printen is een van de tien trends die volgens Tempelman belangrijk worden voor de maakindustrie en dus voor de ontwerpers. “3D printen wordt slim. Als we 3D printen koppelen aan kunstmatige intelligentie, gaan we legeringen optimaliseren naar taaiheden en sterktes waarvan we nu alleen maar kunnen dromen”, aldus Erik Tempelman, verwijzend naar het 3D printen van Damascusstaal. Hij verwacht ook de nodige materiaalontwikkelingen, zoals Kaumera. Dit is een kunststof die gewonnen wordt uit afvalwater; een ontwikkeling aan de TU Delft. Kaumera is slechts een voorbeeld hoe de circulaire economie volgens hem heel groot gaat worden. “Net als Made-in-Europe. Er gaan meer dingen terugkomen uit China.”

Eerder inzicht krijgen in de kosten

Twee andere sprekers tijdens het slotsymposium, Theo Verbruggen van Altair en Huub Ehlhardt van Vanderlande, gingen in hun presentatie met name in op de rol die software gaat spelen in de toekomst van designen. Huub Ehlhardt verwacht veel van software die in de ontwerpfase al de productie simuleert waardoor je als ontwerper inzicht krijgt in de maakkosten. “Dat helpt je ontwerp te tweaken om de kosten omlaag te brengen, zodat je sneller tot het juiste ontwerp komt.” Want de paradox is volgens hem dat bedrijven zo’n 60 procent van hun omzet aan de productie spenderen, maar dat de kosten vooral in het ontwikkeltraject worden bepaald. Je moet dus andere keuzes maken dan aan het einde met je toeleverancier onderhandelen, want dan is je marge al kleiner geworden. “In de productie is de urgentie hoog, maar heb je weinig impact op de kosten. Het begin van de cyclus heeft daar de meeste invloed op.”

Verschuiving van CAE naar CAD

Theo Verbruggen schetste de verandering die Altair verwacht, namelijk dat een deel van het CAE-werk van specialisten verschuift richting de ontwerper, die bij het maken van het CAD-model simulatietools in handen krijgt. De beide huidige, parallelle stromen van CAD en CAE, kosten teveel tijd. Daarom zet Altair in op simulatie gestuurd design. “Vanaf de start kijken we al holistisch naar het product en het proces.” Daarmee kun je, aldus Theo Verbruggen, dramatisch veel tijd besparen in het ontwikkeltraject en tot betere prestaties van je product komen. “Analisten, de super designers, zijn altijd de bottleneck geweest. Dat blokkeerde innovatie. Daarom hebben wij simulatie gemakkelijker gemaakt.”

• Voor de maart editie van 3D Print magazine schrijft Erik Tempelman een artikel over de tien trends die hij ziet in design and manufacturing
• In de december editie kun je z’n artikel Waarom 3D printen we niet alles? lezen, een samenvatting van een van de hoofdstukken uit zijn nieuwe boek
• Hier lees je meer over simulatie gestuurd ontwerpen door Altair
• En hier kun je een video van alle presentaties van het slotsymposium terug zien