Op een steenworp van het vroegere hart van de Amerikaanse automobielindustrie en op de grootste metaalbewerkingsbeurs van Noord-Amerika, ontvouwt HP deze week de roadmap voor de 3D metaalprinter. Vanaf 2019 kunnen klanten onderdelen laten printen bij twee key-accounts, waaronder GKN in Duitsland. In 2020 start HP de uitlevering van de machine aan de eerste klanten.

 

Vanaf 2019 beschikbaar via HP Metal Jet Production; eerste machines in 2020

Tim Weber, die wereldwijd de 3D metaalprint business van HP leidt, heeft een en ander toegelicht vlak voor de start van de IMTS in Chicago. Op de beurs toont HP een groot aantal producten die met de metaalprinttechnologie HP Metal Jet zijn gemaakt. Het zijn onder andere onderdelen van Volkswagen en de Europese pompenfabrikant Wilo. GKN is de Europese partner van HP voor het testen van de machine; in de VS is dat Parmatech in Californië. GKN is een van ‘s werelds grootste MIM-bedrijven ter wereld, de technologie waarvoor HP Metal Jet een matrijsloos alternatief is.

 

HP Metal Jet

Een voorbeeld van een lichtgewicht tandwiel geprint op de nieuwe HP Metal Jet.

 

Vergelijkbaar met kunststof printtechnologie

HP wil zaken anders aanpakken dan de bestaande spelers in de 3D metaalprintmarkt. Het moet sneller, goedkoper en vooral moet je staallegeringen kunnen printen. Want dat is de bulk van alle metaal dat wereldwijd verwerkt wordt. De technologie is vergelijkbaar met de Multi Jet Fusion technologie van de HP 3D printers voor kunststoffen. Opnieuw werkt men met poeders waarop met de speciale nozzles (uit de inkjetprinters) agents worden aangebracht. De metalen zijn MIM-poeders (metal injection molding). De agents zijn een ontwikkeling van HP zelf. In tegenstelling tot bij de kunststof 3D printers wordt de hele laag daarna niet belicht met infrarood. Het onderdeel gaat namelijk als het uit de printer komt in een sinteroven. Dat kan een standaard industrie-oven zijn. Vergeleken met bijvoorbeeld laser poederbedtechnologie heeft HP het voordeel dat er geen spanningen in het werkstuk ontstaan omdat geen warmte wordt ingebracht.

 

Benchmark door Inspire: goede oppervlaktekwaliteit

Dat levert onderdelen op die volgens het Zwitserse Inspire een zeer goede oppervlakteafwerking hebben. Inspire heeft voor HP deze zomer een benchmark gedaan van met HP Metal Jet 3D geprinte onderdelen versus andere technieken. Hieruit blijkt, aldus Tim Weber, dat de oppervlakteruwheid beter is. In het XY-vlak haalt men een ruwheid van 4 tot 7 micron, in Z-richting van 40 tot 45 micron. De mechanische eigenschappen voldoen aan de ASTM- en ISO-normen voor MIM-onderdelen. “We halen zelfs betere mechanische eigenschappen”, zegt Weber. De standaard treksterkte bedraagt ruim 200 MPa bij roestvrij staal. Uiteindelijk denkt men boven een treksterkte van 500 MPa te komen.

 

Businesscases: tot 65.000 stuks concurrerend

Tim Weber liet in zijn presentatie enkele businescases zien. Deze komen zowel uit de automobiel- als medische industrie. In het eerste geval concurreert HP met MIM bij aantallen kleiner dan 55.000; bij de medische rasp is men zelfs tot een seriegrootte van 65.000 stuks goedkoper. HP zegt dat het veel sneller is dan bestaande 3D printprocessen. Dat komt enerzijds doordat het aantal druppels dat men per seconde kan spuiten elke 18 maanden verdubbelt. Een belangrijk deel van de tijdwinst komt doordat men via de agents veel minder polymeer toevoegt dan bij MIM gebeurt. Daardoor kost het uibranden en sinteren minder tijd. Tim Weber zei dat HP Metal Jet vijftig keer productiever is dan andere binder jetting en laser technieken. “We praten niet over sneller maar over productiever omdat we een batchproces hebben.”

 

HP Metal JetVolkswagen wil onder andere optioneel 3D geprinte pookknoppen aanbieden, voordat de stap naar structuurdelen wordt gemaakt.

Hoe ziet de roadmap eruit?

GKN in Duitsland en Parmatech in de VS zijn de launching customers. Dat betekent niet dat de rest van de maakindustrie moet afwachten tot ergens in 2021. HP start namelijk vanaf 2019 Metal Jet Production. Geselecteerde klanten kunnen dan met een HP-engineer hun designs optimaliseren voor HP Metal Jet. De onderdelen worden vervolgens geprint door GKN of Parmatech. Volkswagen is een van de andere launching customers. De autofabrikant gebruikt de techniek in eerste instantie voor het personaliseren van bepaalde modellen. In de tweede fase wil VW functionele onderdelen die geen crashtest hoeven te ondergaan, 3D printen. In de derde fase zet VW de printtechnologie van HP in voor onderdelen van het nieuwe platform voor de elektrische auto’s.

 

HP metal Jet gaat $ 399.000 kosten

De HP Metal Jet machine wordt vanaf 2020 verkocht voor een prijs die volgens Tim Weber nu is bepaald op $ 399.000. Dat is enkel voor de 3D printer. HP gaat er vanuit dat de meeste bedrijven over een eigen sinteroven beschikken. Over materiaalkosten, zoals die voor de agents, zijn verder geen mededelingen gedaan. Wel benadrukte Tim Weber dat HP de operationele kosten laag wil houden. Vandaar dat men tot 50.000 stuks wil concurreren met metal injection molding.

Dinsdag houdt Stephen Nigro van HP een keynote lezing op de IMTS, aansluitend licht hij samen met GKN en Parmatech de plannen toe in een persconferentie.