Maakt AIM3D met CEM technologie metaalprinten standaard als een freesbank?

De Duitse start-up AIM3D is één van de vijf winnaars van de Formnext Start-up Challenge 2017. De spin off van de universiteit van Rostock heeft een alternatieve technologie voor het 3D printen met metaal en kunststoffen ontwikkeld. Het indirecte proces, gebaseerd op spuitgietgranulaat, is goedkoper dan de bestaande 3D metaalprinttechnieken. AIM3D presenteert de technologie op Formnext in Frankfurt.

 

Duitse start-up een van de winnaars van Formnext Start-up Challenge

De 5 medewerkers van AIM3D werken hard aan het marktrijp maken van de CEM-technologie. Ze willen deze in de loop van 2018 naar de markt brengen. De ExAM 255 is de eerste printer die ze gaan bouwen. De afkorting CEM staat voor composite extrusion modelling en geeft precies weer hoe ze (metalen) componenten 3D printen. Hun ambitie is om van de ExAM255 een 3D printer te maken die net als een draai- of freesbank alle standaard materialen kan verwerken en niet, zoals tot nog toe gebruikelijk, een eigen ecosysteem vergt. De kern van hun innovatie is de AIM3D CEM E-1 extruder. Deze kan elk granulaat tot 3 mm doorsnede verwerken.

 

• Een voorbeeld van wat mogelijk is met de metaalprinttechnologie van het Duitse bedrijf. 

3D metaalprinten goedkoper

Het eerste wat opvalt is dat ze standaard granulaat gebruiken, bij de metaalprinters is dat MIM poeder. Edelstaal is al beschikbaar, andere legeringen én non ferro metalen zijn in ontwikkeling. De 2 extruders zijn geïntegreerd in de printkop. Hiermee worden lagen van minimaal 20 µm geprint, met een herhaalnauwkeurigheid van 50 µm. De oprichters van AIM3D zeggen over hun technologie dat deze verwand is met zowel FDM als EBM, SLS en SLM printtechnieken. Alleen: ze voegen er iets extra’s aan toe namelijk dat ze standaard MIM poeders (voor metaal) of spuitgietgranulaat (voor kunststof producten) gebruiken. Hierdoor zijn de materiaalkosten van CEM aanzienlijk lager dan bij de bekende processen. En omdat ze geen laserbron of elektronenstraal nodig hebben, liggen ook de kosten voor de 3D printer veel lager. Verder heb je bij dit proces geen last van eigenspanningen die ontstaan door de warmte-inbreng tijdens het proces.

 

Indirect proces: sinteren in elk type industrieoven

Is er dan geen nadeel? Voor zover je het als een nadeel beschouwt: CEM is een tweestap proces. De 3D geprinte metalen componenten moeten een sinteroven in, die AIM3D zelf gaat bouwen. Wie voor deze optie kiest, kan het proces quasi automatiseren. In de oven wordt eerst de kunststof binder chemisch of thermisch verwijderd (debinding), daarna gesinterd wat bij metaal tot een dichtheid van 96% leidt. De tweede stap kan ook in de standaard industrieovens worden gedaan. Daarmee heeft de start-up een sterke troef in handen vergeleken met bijvoorbeeld het Amerikaanse Desktop Metal, dat de 3D printer alleen in combinatie met een eigen sinteroven gaat verkopen. De krimp tijdens het sinteren is in alle richtingen gelijk. Het maximale bouwvolume bedraagt 255 bij 255 bij 255 mm.

 

• De CEM extruder kan elk granulaat tot 3 mm doorsnede verwerken. (Foto’s AIM3D) 

 

Ook voor kunststoffen

Een van de troeven van de printtechnologie is volgens AIM3D dat de 3D printer zonder veel omstellen of hoge kosten gebruikt kan worden voor andere materialen. Dat kunnen zowel metalen zijn, in de toekomst non ferro metalen als ook kunststoffen. Als je voor deze laatste materialen kiest, smelten de extruders het granulaat (standaard spuitgietkwaliteit) tot een dunne draad. Daarmee worden de onderdelen 3D geprint. Het gebruik van granulaat garandeert een lage kostprijs voor de materialen. Volgens AIM3D liggen deze bij filamentprinten een factor 10 hoger. Men werkt ook aan keramische materialen voor de 3D printer.

AIM3D staat dit jaar in de start-up arena op Formnext. De komende weken kun je hier ook meer lezen over de andere winnaars. De prijsuitreiking vindt op 14 november plaats op Formnext.