Top story

Stratasys Selective Absorption Fusion: kwaliteit spuitgieten met agility van 3D printen

Beheersing thermisch gedrag poederbed doorslaggevend

Stratasys presenteert deze week tijdens het virtuele Manufacturing event drie nieuwe 3D printtechnologieën waarmee het zegt de maakindustrie te gaan veranderen. Daaronder de Stratasys SAF (Selective Absorption Fusion) technologie. Met deze technologie zet additive manufacturing de stap naar de productie van tien- tot honderdduizenden onderdelen, zegt Neil Hopkinson, de bedenker van de nieuwe technologie. “We wilden de kwaliteit van spuitgieten met de agility van 3D printen combineren.”


Stratasys heeft onlangs tijdens een online event meer inzicht gegeven in de SAF technologie. Deze is oorspronkelijk ontwikkeld door het Britse Xaar, later in Xaar 3D, de joint venture met Stratasys. Professor Neil Hopkinson, directeur Xaar 3D, zegt dat hij al tijdens zijn promotie twintig jaar geleden is gaan nadenken over de economische kant van 3D printen. “Tot mijn eigen verrassing bleek het voor sommige kleine, complexe onderdelen, economisch al haalbaar bij enkele duizenden onderdelen.”

Stratasys zegt de sleutel naar massaproductie met 3D printen in handen te hebben

SAF

Anders dan Multijet Fusion

Dat is echter niet de markt waar Stratasys zich met de SAF 3D-printtechnologie op richt. Die ligt echt in de productie van kunststof onderdelen met productieaantallen van tien- tot honderdduizenden per jaar. De afgelopen tien jaar heeft het team rond Neil Hopkinson de powderbed fusion technologie doorontwikkeld. De technologie lijkt op HP’s Multijet Fusion techniek: beide technieken werken met polymeerpoeder, een infrarood absorberende vloeistof en infraroodwarmte voor het samensmelten van de poeders. Daarmee houden de overeenkomsten op, zegt Hopkins. Op enkele punten verschilt de SAF technologie wezenlijk.

Consistente temperatuur over het hele poederbed

“Wij printen met één vloeistof, dat vereenvoudigt het proces”, zegt Neil Hopkinson over het eerste verschil. Het tweede subtiele maar niet onbelangrijke punt is dat de temperatuur van het poederbed overal in het vlak op een bepaald moment gelijk is. Het derde verschil is dat de poederdistributie en het printen van de absorptie agent anders verloopt. De machine heeft twee sledes. Eén hiervan print het absorptiemiddel en bevat eveneens de infrarood lamp. Dus printen en verbinden gebeurt in één beweging. De tweede slede komt meteen hierna en verspreidt de nieuwe laag poeder. Hierop volgt meteen de tweede lamp, die alvast energie in het poeder brengt. “Het klinkt vrij simpel maar de consistentie van de geprinte onderdelen komt door deze architectuur van de machine en de consequente herhaling van poeder deponeren, printen, belichten en opnieuw.”

Neil Hopkins (Xaar) presenteerde de nieuwe technologie in een debat samen met Omer Krieger, Tim Heller en Aaron Pierson van Stratasys.

Homogene eigenschappen en minder poederafval

Dankzij deze oplossing 3D print men onderdelen met homogene eigenschappen. Het thermisch gedrag van het poeder een cruciale factor als het om de kwaliteit van de producten gaat. Het materiaal dat je in een nieuwe laag neerlegt, heeft de neiging koeler te zijn dan de onderliggende lagen. Dus gaat er warmte vanuit het bed naar de bovenste laag als je die over het bed verspreidt. Naarmate je richting de zijkant van het bed beweegt wordt de hoeveelheid poeder die je vooruit duwt kleiner. “En dan kan het poeder echt beginnen op te warmen wat voor een temperatuurverschil links en rechts van het bed leidt. Daarom hebben wij een systeem ontwikkeld dat ons in staat stelt altijd een grote hoeveelheid poeder te distribueren die ook een grote hoeveelheid blijft. Daarmee bereiken we homogeniteit.” Stratasys noemt dit het Big Wave poedermanagement systeem.

Temperatuur in Stratasys SAF poederbed overal gelijk

Gelijke temperatuur links en rechts

En dat vertaalt zich volgens Neil Hopkins in het feit dat de onderdelen altijd dezelfde eigenschappen hebben, ongeacht of ze nu aan de zijkant of in het centrum van het poederbed worden geprint. Het tweede voordeel hiervan is dat het poeder gelijkmatig is blootgesteld aan warmte, waardoor méér poeder hergebruikt kan worden. Het zogenaamde orange peel effect dat bij bijvoorbeeld SLS printers optreedt, blijft bij de SAF technologie achterwege. 30% nieuw poeder kan voor de doorsnee printjob volstaan. “Maar we kunnen hiermee schuiven afhankelijk van de toepassing.” Neil Hopkinson denkt dat de goede temperatuurbeheersing van het poederbed ertoe zal leiden dat er méér materialen voor de SAF technologie beschikbaar zullen komen. “Thermisch gedrag van poeders is echt belangrijk; ze moeten specifiek gedrag vertonen om gebruikt te kunnen worden in powderbed fusion printers. Dat we de temperatuur over het hele bed beheersen is een belangrijk gegeven waardoor méér materialen, zowel bestaande als nieuwe, geschikt zijn voor deze technologie”, zegt Neil Hopkins.

Operationele kosten

Het team van de Stratasys-Xaar joint venture dat de laatste jaren deze technologie industrierijp heeft gemaakt, heeft vanaf het begin gewerkt aan het verlagen van de kosten per onderdeel. “We zijn gaan denken over dit systeem als een productie oplossing”, zegt Hopkinson. Om de gebruikskosten te drukken, past Stratasys industriële printkoppen toe die bijvoorbeeld gebruikt worden in de keramische tegelindustrie. Daar worden deze koppen 24/7 ingezet. En zo hebben de engineers de hele machine ontleed om te zoeken naar mogelijkheden om de operationele kosten laag te houden.

De H Series Production Platform, de typenaam van de nieuwe lijn 3D printers van Stratasys is een van de drie nieuwe printtechnieken die Stratasys op 28 april lanceert tijdens het online Manufacturing event. Het begint om 16.00 uur ’s middags, deelname na registratie is gratis. De SAF 3D printer komt in de loop van het jaar in de Benelux beschikbaar voor testen bij Seido-Systems.

Show More
Back to top button
Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Schrijf je hier in voor de wekelijkse e-mailnieuwsbrief. Je ontvangt dan tevens vier keer per jaar het magazine, digitaal of print. 

You have Successfully Subscribed!