Top story

Eindelijk valt er veel te kiezen in 3D metaalprinten

Gaat binder jetting de markt voor metaalprinten verbreden?

Highlights
  • HP en GE Additive tonen binder jetting systemen
  • CNC machinebouwers stappen in metaalprinten
  • Méér of minder lasers: meningen zijn verdeeld

Metaal additive manufacturing blijft een van de belangrijkste onderwerpen van Formnext. En met grote spelers zoals GE Additive en HP die hun binder jetting systemen voor metaal showen, lijkt er eindelijk iets te kiezen voor wie 3D metaalprinten wil inezetten. Want je hebt ook nog de FDM metaalprinters. De verschillende smaken zijn er; nu wordt het tijd voor de toepassingen. Wat speelt er op Formnext het vlak van 3D metaalprinten?


Om met de laser powderbed fusion systemen (L-PBF)te beginnen: méér lasers lijkt het devies. SLM Solutions heeft met 12 lasers nog steeds de machine met de meeste lasers aan boord. Dit keer houdt SLM Solutions het bij 12 lasers in de nieuwe NXG XII 600E en zoekt het de vernieuwing in de hogere Z-as. De nieuwe machine heeft een verlengde Z-as waardoor onderdelen tot 1,5 meter erin passen. De eerste klant is er ook al: Het Amerikaanse Concurrent Technologies Corporation dat hoofdaannemer is voor een Amerikaans defensiecontract.

E-Plus belooft het grootste metaalgeprinte onderdeel mee te nemen, een onderdeel van een raketmotor (foto E-Plus LinkedIN)

9 lasers voor E-Plus

Fabrikanten zoals SLM Solutions wijzen op de lagere kosten per onderdeel als je het aantal lasers verhoogt. De NXG XII 600 is volgens de Duitse fabrikant tot twintig keer sneller dan een machine met een enkele laser; vijf keer sneller dan een machine met vier lasers. Het Chinese E-Plus houdt het in de EP-M1250 Metal 3D printer op 9 lasers. Het bouwvolume is wel groot: 1258 bij 1259 bij 1350 mm. De Chinezen slagen erin om de zuurstofconcentratie in de grote bouwkamer onder de 100 ppm te houden tijdens het printen. Dat zal ongetwijfeld bijdragen aan het gegeven de verschillen in de mechanische eigenschappen per onderdeel beperkt blijft tot minder dan 5% . E-Plus kondigt aan op Formnext een van de grootste metaal geprinte componenten te tonen, een onderdeel voor een raketmotor, geprint met Inconel 718 en 1100 mm hoog met een diameter van 630 mm.

Farsoon: 50 groot formaat machines in de markt

Farsoon, de andere Chinese fabrikant die actief is op de Europese markt, laat weten dat het inmiddels met dan 50 systemen heeft geïnstalleerd van de FS621M, de grootste Farsoon metaalprinter met een bouwvolume van 620 bij 620 bij 1100 mm. Het voegt nu twee modellen toe aan deze groot formaat metaalprinter: de FS621M Pro en de U-4, met name bedoeld voor de olie- en gasindustrie, ruimtevaart en energie. De cijfers geven het al aan: de machines zijn voorzien van respectievelijk 6 en 4 lasers van elk 500W. Deze systemen zijn nu ook voor de Europese markt vrijgegeven.

Hogere robuustheid van de 3D metaalprinters levert meer op dan extra lasers

Farsoon kondigde onlangs aan het Chinise Deep Blue te gaan ondersteunen. De onderneming ontwikkelt en produceert kritische componenten zoals deze verbrandingskamer voor de ruimtevaart.

Trumpf: less is more bij 3D metaalprinten

Wie niet meedoet aan de laserrace en grotere bouwkamers, is Trumpf. Less is more, is het motto hier. De Duitse machinebouwer ziet meer heil in het verbeteren van de robuustheid en productiviteit dan meer lasers. “Robuustheid zorgt voor lagere kosten per onderdeel. En dat is de belangrijkste drijfveer in onze technology roadmap”, zo zei René Kreissl, hoofd van Trumpfs business unit Additive Manufacturing, het deze week op een pre-Formnext persconferentie. “Het gaat niet alleen om méér lasers of een grotere bouwkamer. Je moet naar de totale workflow kijken.” Door met een hoge nauwkeurigheid te printen, voorkom je veel nabewerken. Dat drukt de totale doorlooptijd en de kosten. Volgens René Krieissl heeft Trumpf de robuustheid van de machines zover verbeterd dat er geen afwijkingen meer bestaan tussen de verschillende buildjobs op één machine en evenmin op meerdere machines. Hij voegt er wel aan toe dat de applicatie de doorslag geeft: “Voor sommigen is kwaliteit een topic, voor anderen cost per part.” Een andere oplossing om de kosten te verlagen is dat Trumpf noemt hybrid manufacturing: features printen op een metalen preform die met een andere technologie is gemaakt of als reparatiemethode. “We willen functies toevoegen aan een onderdeel, dus alleen dat 3D printen wat nodig is”, zegt Kreissl.

Trumpf print onderdeel koelsysteem vlakbedlasermachines seriematig

Ingezet voor serieproductie

Trumpf integreert de metaalprinters inmiddels in de bestaande processen bij klanten maar ook bij zichzelf. Een onderdeel van de koelunit voor de vlakbed lasersnijders wordt additief geproduceerd in Ditzingen. “Die machines lopen 24/7.” Volgens Kreissl kan het kostentechnisch aantrekkelijker zijn om meerdere kleinere machines in te zetten dan één grote als je de stap nar serieproductie maakt. Op Formnext presenteert Trumpf de nieuwe generatie van de TruPrint 1000 waarmee men de productiviteit verdrievoudigt, onder andere door een hele nieuw systeem voor de gasstroming én door de laser spotsize te vergroten. Hiermee wil het concern de positie in de dentale markt versterken. Het bouwvolume van de TruPrint 5000 wordt iets vergroot, naar 400 mm in de hoogte. Ook kan deze machine nu titanium 3D printen.

HP en GE Additive komen de binder jetting markt opschudden

De Series 3 van GE Additive: binder jetting met metaal.

Doorbraak van binder jetting?

Wordt Formnext 2022 de beurs waarop de binder jet technologie definitief doorbeekt? Natuurlijk: Desktop Metal is al volop bezig het Shop System uit te rollen (lees hier het artikel over CW Development in Hengelo). En kleine spelers zijn al langer met werkende binder jetting systemen op de markt. Maar dit keer stappen twee grote spelers met de technologie naar voren: HP en GE Additive. Deze laatste lanceert de Series 3 die na de zomer van 2023 echt op de markt komt. Vier jaar heeft GE Additive er met klanten aan ontwikkeld. De Binder Jet technologie print en sintert componenten tot 25 kilogram in roestvrijstaal, zonder beperkingen qua wanddikte. Volgens het Amerikaanse concern zijn de kosten per kubieke centimeter materiaal een kritische factor bij de Binder Jet Line. Volgens de machinebouwer is de nieuwe machine vergeleken met conventionele technieken concurrerend als je naar de total cost of ownership in het productieproces kijkt. De Series 3 print 100 keer sneller dan andere metaalprinttechnieken en is klaar voor automatisering.

HP: slaat debindingstap over

HP laat, na de première op de IMTS in Chicago, in Franfurt de Metal Jet S100 Solution zien, het HP systeem voor 3D metaalprinten. Ook dit is een binder jetting AM-systeem. Vier jaar geleden kondigde HP de machine aan; een aantal pilotklanten waaronder Volkswagen is sindsdien intensief betrokken geweest bij de verdere ontwikkeling. HP’s Thermal Inkjet printkop zorgt voor een aanzienlijke verbetering van de printsnelheid, de productkwaliteit en de herhaalbaarheid. De geavanceerde latexchemie die HP heeft ontwikkeld, zorgt voor sterkere groene onderdelen. De debinding stap in het proces vervalt, de groene delen kunnen direct gesinterd worden. HP zegt dat het printproces tien keer sneller is dan L-PBF systemen. HP start met twee RVS-legeringen 316L en SS 17-4PH. Er zijn ook nieuwkomers op het vlak van binder jetting, zoals .. Sinterjet. De Turkse fabrikant toont op de beurs de Sinterjet M60, waarmee het de gevestigde orde wil uitdagen. De snelheid bedraagt 50 cc per uur; het bouwvolume 160 bij 60 bij 60 mm. Debinden gebeurt in een uithardingsoven, waarna als derde stap het sinteren volgt.  

ColdMetalFusion Alliance

Een interessante ontwikkeling is de ColdMetalFusion Alliance, waar Farsoon zich recent bij heeft aangesloten. Hierbij zijn aangesloten bedrijven die bezig zijn met technologie voor poedermetallurgie en die de stap naar 3D printen maken. De alliantie wil additive manufacturing industrialiseren door middel van gemeenschappelijke  normen voor sinteren en additief produceren. ColdMetalFusion leden delen niet alleen normen, maar ook een gemeenschappelijke cultuur en manier van denken. Het gaat hier om poeders voor sintergebaseerde metaal AM-technieken, een nieuwe technologie in het portfolio van Farsoon. Dat heeft wel een jarenlange ervaring met kunststoffen voor SLS printen. Dirk Simon, directeur van Farsoon Europe, zegt dat het concern hiermee een heel nieuwe markt opent, waarin het vooral om lagere CAPEX gaat als bedrijven overstappen op additive manufacturing. Gaat dit de metaal additive manufacturing een extra impuls geven?

CNC machinebouwers stappen in markt voor 3D metaalprinten

De complete opstelling van HP voor de Metal Jet S100 Solution.

Machinebouwers vinden de weg naar AM

Bijzonder dit jaar is dat DMG Mori gezelschap krijgt van andere machinebouwers uit de CNC-industrie. Chiron is er met de AM Cube en laat onder andere het bekleden van remschijven met additive manufacturing zien. One Click Metal staat er nu niet als Trumpf startup maar onderdeel van Index Traub, fabrikant van CNC draai-freesmachines.  Grob Werke is voor de eerste keer in Frankfurt. Wat mag je hieruit afleiden? De verspanende industrie begint kansen te zien in additive manufacturing. Grob komt overigens met een zegt het zelf afwijkende technologie: Liquid Metal Printing. Het motiveert deze keuze voor een andere technologie door te wijzen op de hoge kosten van L-PBF voor het materiaal en de poederhandling zelf die veel voorzorgmaatregelen vereist. Grob gebruikt draad als materiaal maar zegt dat het geen lasproces is maar microgieten, met als voordeel dat er geen vervorming van het werkstuk door de warmte optreedt. Dit komt ook de homogeniteit van de werkstukken ten goede. De eerste machine heeft een bouwvolume van 300 bij 300 bij 300 mm en is een 3-assige versie. Veel van de andere aanbieders uit de klassieke machinebouw kiezen voor Direct Energy Deposition. Ook tal van andere exposanten komen met DED-technologie naar Formnext. Het Nederlandse MX3D bijvoorbeeld, maar ook een partij als het Spaanse Meltio. Benelux scale-up Guaranteed is een andere speler in deze liga die de technologie vooralsnog als service aanbiedt.

Grob Werke is de eerste keer op Formnext. De CNC-machinebouwer heeft de stap naar metaalprinten gemaakt.

Metaalprinten met FDM

Interessant komende week is te zien hoe 3D metaalprinten met filament zich heft ontwikkeld. Nadat BASF alweer enkele jaren geleden Ultrafuse 316L liet zien, is er veel op dit vlak ontwikkeld door zowel printerfabrikanten als materiaalfabrikanten als ovenbouwers. Het Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) is een van de onderzoeksinstituten die hiermee bezig zijn. AIM3D zit dicht tegen deze manier van metaalprinten aan met de CEM-technologie: Composite Extrusion Modeling, volgens de Duitse startup een alternatief voor metal injection molding (MIM). De ExAM 255 printer beleefde de première op de beurs.

Nieuwkomers en elektronenstraal PBF

En dan zijn er nog een heleboel nieuwkomers als het om 3D metaalprinten gaat. Het Turkse Ermaksan Additive bijvoorbeeld, onderdeel van Ermaksan Machinery. De Turkse fabrikant van 3D metaalprinters komt met de Enavision 120 en 250 twin naar Frankfurt, L-PBF machines met maximaal twee lasers en een maximaal bouwvolume van 300 bij 300 bij 300 mm. Een tweede Turkse AM-spelers is Metalworm, onderdeel van Intecro Robotic dat met een WAAM machine aan Formnext deelneemt. Het bedrijf is van oorsprong een robot system integrator. De moeite waard om te kijken is de machine van Wayland Aditive, weliswaar een poederbed printer maar dan met niet een laser maar een elektronenstraalbron aan boord. Ook het Scandinavische Freemelt laat electronbeam metaalprinten zien. Komt er concurrentie voor GE Additive dochter Arcam?

De afwezige

Wie er dit keer niet bij is, is Xerox, dat drie jaar geleden na de overname van Vader groots aankondigde met metaalprintechnologie naar de markt te komen. De concurrent van HP als het om 2D printers gaat heet zich recent teruggetrokken  uit de AM markt. De medewerkers zijn weg, de bijzondere technologie voor 3D metaalprinten die Vaders heeft ontwikkeld, zal wel te koop zijn.

Foto: Farsoon heeft al meer dan 50 groot formaat metaalprinters bij klanten geïnstalleerd.

Formnext 15-18 november Messe Frankfurt

Back to top button