De Duitse toeleverancier Toolcraft heeft op Rapid.Tech 3D de Big Five Award uitgereikt gekregen. Feitelijk ging de onderscheiding naar Christoph Hauck, directielid, voor zijn inspanningen om additive manufacturing te industrialiseren. De meest recente stap hierin is het ontwikkelen van een systeem om automatisch supportstructuren te verwijderen. Toolcraft wil dit gepatenteerd systeem tegen eind dit jaar op de markt brengen.
Van huis uit is Toolcraft een typische verspaner. Van de 70 miljoen euro omzet, komt het overgrote deel uit de productie van het frezen van complexe componenten op zo’n 60 CNC-bewerkingscentra. Christoph Hauck heeft echter al vroeg de waarde van additive manufacturing herkend. “Een bezoek aan Rapid.Tech 3D in 2005 is de trigger geweest”, zei hij na de overhandiging van de award tijdens de openingssessie van de 19e editie van het AM-event in Erfurt. In 2012 is er een nieuwe hal gebouwd voor de AM-activiteiten. Ondertussen staan er 12 laser poederbed metaalprinters en twee DED-systemen die met metaalpoeders werken. Van de omzet komt 10 miljoen euro uit de AM-activiteiten, onder andere door de toelevering van AM-delen aan de halfgeleiderindustrie in zowel Nederland als Duitsland. Hauck noemt de AM-activiteiten een mooi onderdeel van het totale bedrijf. Deze activiteiten zullen nog verder groeien.
Expertise hele proces
Tijdens de conferentie in Erfurt presenteerde Uwe Schulmeister, hoofd Metal Laser Melting, de weg die de toeleverancier heeft afgelegd om met de AM-activiteiten op het huidige punt te komen. Zowel hij als Christoph Hauck wijzen op de expertise van het verspaningsproces als de sleutel tot succesvolle toepassingen van additive manufacturing. “We hebben het hele proces in huis, daardoor konden we makkelijker instappen”, zegt Schulmeister. Digitalisering en automatisering, soms in omgekeerde volgorde, zijn twee andere sleutelfactoren geweest. Al in 2017 is het bedrijf gestart met procesmonitoring en het opslaan van data voor procesanalyse. Met monitoring voorkom je procesfouten, aldus Schulmeister.
Adaptief verspaningsproces
Toolcraft probeert in de verspaning zoveel mogelijk te automatiseren, ook als het gaat om het bewerken van de AM-componenten. In PTC hebben ze een tool gemaakt voor best fit van de AM-onderdelen, die nooit volledig identiek zijn. Samen met Janus Engineering en BCT Steuerungs- und DV-Systeme is een interface ontwikkeld om openARMS (open Adaptive Repair and Manufacturing Software) te gebruiken in Siemens NX. Hiermee kan men de meetpunten die de engineer in Siemens NX definieert direct overzetten naar openARMS waarmee vervolgens het adaptieve freesproces wordt gegenereerd. Het gaat hier om freesbanen voor het bewerken van vrijvormvlakken. Geprogrammeerd wordt met ‘soll’ waarden, de software berekent de banen op de ‘ist’ waarden van het geprint werkstuk. Uwe Schulmeister: “Voor de industrialisering is dit echt nodig,”
Supportstructuren verwijderen
Wat ook nodig is, is het automatiseren van support verwijderen. Bij 3D metaalprinten is support een issue, omdat het enerzijds noodzakelijk is om de warmte uit het werkstuk af te voeren, anderzijds doordat supportstructuren de kosten opjagen, met name doordat het verwijderen veelal handmatig gebeurt. Toolcraft heeft onlangs een eigen systeem aangemeld voor patent waarmee de support snel en proceszeker automatisch verwijderd wordt. Hierbij gebruikt men ijsstralen. Deze techniek is op zichzelf niet nieuw, maar Toolcraft heeft de nozzle die gebruikt wordt, herontworpen en zodanig aangepast dat je met de ijspellets supportstructuren verwijdert. De tijd die Toolcraft voor een bepaald onderdeel nodig had, is afgenomen van 2 uur naar 20 minuten. Het gaat echter niet alleen om deze tijdbesparing. “Het gaat ons om een stabiel proces, waarin we altijd met dezelfde kwaliteit de support verwijderen, onafhankelijk van medewerkers.” Toolcraft, dat ook robotoplossingen voor klanten bouwt, is het systeem nu verder aan het verfijnen en automatiseren voor een robot. Het is de bedoeling dit eind dit jaar of begin volgend jaar op de markt te brengen voor andere bedrijven.
Consultancy in AMbitious
Toolcraft is heel open over de AM-activiteiten. Via dochteronderneming AMbitious biedt men consultancy en trainingen aan. Het trainingsplatform, IHK gecertificeerd, wordt zowel voor eigen medewerkers als die van andere bedrijven ingezet. Want, zo gaf Christoph Hauck aan bij de award uitreiking: het is belangrijk dat Duitsland aan de bal blijft waar het om additive manufacturing gaat. “Andere landen komen snel bij.” De volgende stap in de industrialisering van AM ligt volgens hem in de verdere digitalisering aan de ontwerpzijde: aan het 3D model kenmerken toevoegen zodat je vanuit één materiaal het onderdeel verschillende eigenschappen kunt meegeven als je het 3D print.
