De uitleveringen van het Shop System door Desktop Metal krijgt steeds meer vaart. Ook in Nederland produceren de eerste bedrijven inmiddels onderdelen op deze snelle 3D metaalprinter. “Ze krijgen daarmee flexibiliteit én productie-uren, zonder dat ze extra vakmensen nodig hebben waar een schreeuwend tekort aan is”, zegt Dennie Rijk, sales engineer 3D printing bij Layertec.
Met het Shop System zet Desktop Metal een nieuwe generatie 3D metaalprinters in de markt. Binder jetting bestaat als AM-technologie al langer, Desktop Metal voegt hier onder meer de eigen Single Pass Jetting technologie aan toe en maakt het proces met een eigen sinteroven en de Live Sinter software toegankelijker voor mkb-bedrijven. “Het is een turn key oplossing die 3D metaalprinten bereikbaar maakt voor meer bedrijven”, zegt Dennie Rijk.
Sneller 3D printen en zonder spanningen in het werkstuk
Als het om kleinere onderdelen gaat, concurreert het Shop System voor bepaalde toepassingen qua kostprijs al met die van CNC-frezen en -draaien
Sneller 3D metaalprinten
De snelheid van het Desktop Metal Shop System is mede te danken aan de Single Pass Jetting technologie. De nieuwe laag metaalpoeder wordt in één keer aangebracht, net als het jetten van het bindmiddel. Hierdoor print het Shop System veel sneller dan andere binder jetting metaalprinters en ook dan LPBF-machines. “De warmte wordt bij het sinteren ingebracht om waar dat nodig is het bindmiddel te activeren”, legt Dennie Rijk uit. Dit zorgt voor een wezenlijk verschil met bijvoorbeeld laser poederbed metaalprinten. “Dan kunnen er extreme spanningen in het werkstuk ontstaan waardoor het openbreekt als je gaat frezen. Bij binder jetting wordt de warmte gelijkmatig in de hele geometrie verspreid, waardoor er geen restspanningen ontstaan.” De mechanische eigenschappen van de werkstukken na het sinteren, zijn dan ook beter dan gietstukken en doorgaans ook beter dan die van MIM-producten (Metal Injection Moulding). De moeilijkste stap in het metaalprintproces van Desktop Metal is het sinteren. Met DM Live Sinter kan men dit proces nauwkeurig simuleren om eventuele vervormingen te voorkomen. Dennie Rijk: “Bij grote overspanningen kan het werkstuk tijdens het sinteren inzakken. De software corrigeert hiervoor.”
Concurrerend met CNC-verspanen
Omdat de kwaliteit van de werkstukken en de snelheid van het Shop System zo hoog liggen, is 3D metaalprinten afhankelijk van de toepassing concurrerend geworden voor CNC-frezen en draaien, stelt Dennie Rijk. De oppervlakteruwheid is 4 µm; waar nodig kunnen de onderdelen nagefreesd of -gedraaid worden. “Voor veel toepassingen is 4 µm echter voldoende.” Layertec, Gold partner van Desktop Metal, heeft al ervaring opgedaan met de geautomatiseerde post-processing systemen waarmee de oppervlakteruwheid tot Ra 1 à 2 µm wordt verbeterd.
Zonder omstellen en gereedschappen – binnen enkele dagen metalen onderdelen klaar
Machinebouwers printen batchgewijs
Deze 3D metaalprinttechnologie opent onder meer nieuwe mogelijkheden voor machinebouwers, die dikwijls elke week een set van een aantal componenten nodig hebben. Een klant van Desktop Metal in Nederland print met het Shop System tandwielen die worden gebruikt in gereedschappen. Andere klanten, zoals CW Development in Hengelo, zetten het Shop System in voor de snelle productie van metalen prototypes. Dennie Rijk: “Met het Shop System halen klanten vooral flexibiliteit en extra productie-uren binnen. Zonder gereedschappen en zonder machines te hoeven omstellen, produceren ze binnen drie dagen complete batches van metalen onderdelen. Voor traditionele processen, zoals frezen en draaien, hebben ze vakmensen nodig waaraan een schreeuwend tekort is. Nu is een CAD-model voldoende.” Soms, zoals bij de tandwielen, is alleen harden als nabewerking nodig om de onderdelen direct in te kunnen zetten. “De machinebouwer heeft de 3D geprinte tandwielen uitvoerig getest; de nauwkeurigheid is voldoende, ze hoeven ze alleen te harden zoals ze voorheen ook moesten doen.” Bij Layertec ziet men dat Nederlandse maakbedrijven momenteel investeren in de metaalprinttechnologie van Desktop Metal om minder afhankelijk te zijn van complexe toeleveringsketens én omdat ze door in-house te printen hun IP beter beschermen. Ook zijn er OEM’s die een tweede leverancier zoeken als alternatief voor hun producent in het Verre Oosten. “Ze halen een deel van de productie terug. De Desktop Metal metaalprinter past daar goed in omdat maar één operator voor de machine nodig is.” Afhankelijk van de uitvoering heeft men dan een bouwvolume van 4, 8, 12 of 16 liter, dat overigens naderhand nog uitgebreid kan worden.
Subsidie op Desktop Metal metaalprinters
Nederlandse bedrijven kunnen bij de aanschaf van een Shop System of een van de andere 3D printers van Desktop Metal subsidie krijgen via de VAMIL-regeling (behalve bedrijven in de dentale sector). Van de meerinvestering ten opzichte van traditionele productietechnieken kunnen ze 45% in mindering brengen op de fiscale winst. Daarnaast mogen ze 75% van de investering willekeurig afschrijven. Wie de Desktop Metal P1 koopt, die bedoeld is voor R&D en applicatie-ontwikkeling, kan tevens een beroep doen op de WBSO-regeling. Layertec werkt samen met een adviseur die gespecialiseerd is in het aanvragen van deze subsidies en die de klanten daarbij ondersteunt.
Grotere stukken dan met MIM
Dit bouwvolume geeft wel de beperking van de technologie aan: de werkstukafmetingen blijven beperkt tot maximaal 15 bij 10 bij 10 centimeter en een gewicht van 300 gram. Deze waarden liggen aanzienlijk hoger dan bij MIM, waarvoor bovendien altijd een matrijs nodig is. Als het om kleinere onderdelen gaat, concurreert het Shop System voor bepaalde toepassingen qua kostprijs al met die van CNC-frezen en -draaien. “Die berekening maken we altijd voor de klant, nadat we de feasibility studie hebben gedaan”, zegt Dennie Rijk. Desktop Metal biedt momenteel drie materialen voor het Shop System aan: 17.4 en 316 L, twee materialen voor de machinebouw, en een cobaltchroom legering voor dentale toepassingen die FDA 510K gecertificeerd is. Reactieve materialen zijn nog niet beschikbaar. Het poeder voor het Shop System (en ook voor het Production System en de P1) is bijna zo viscoos als vloeistof. “Je moet poeder uit interne holtes verwijderen met perslucht; daar moet je bij het design wel rekening mee houden. Doe je dit, dan kun je ook interne kanalen printen en complexe, beweegbare structuren. Als je maar zorgt dat het poeder eruit kan.” Desktop Metal geeft zelf aan dat je rekening moet houden met 10% materiaalverlies, de rest van het niet gebruikte poeder kan de volgende keer worden verwerkt. “Onze klanten geven aan dat ze op 98% hergebruik van het poeder zitten.”
Meer informatie over het Desktop Metal Shop System en het Production System, bedoeld voor serieproductie, en de ondersteuning die Layertec biedt, vind je hier.
