Additive Center is er met engineers van softwareleverancier Altair in geslaagd om voor WEMO 60% aan gewichtsbesparing te realiseren bij het 3D metaalprinten van een hefarm voor het oppakken en verplaatsen van de kantmessen. Foto: Altair
Additive Center heeft machinebouwer WEMO geholpen een gewichtsbesparing van 60% te realiseren door het optimaliseren voor 3D metaalprinten van een belangrijk onderdeel. Daarbij heeft deze 3D-printspecialist Altair Inspire gebruikt en nauw samengewerkt met engineers van de softwareleverancier. Maarten van Dijk, oprichter en directeur van Additive Center vertelt zijn projectervaringen
3D printen als productietechniek
Additive Center is een snelgroeiende startup gevestigd in de Eindhovense Brainport Industries Campus, met als missie maakbedrijven te helpen om 3D printen als volwaardige productietechniek in te zetten. Oprichter en directeur van Dijk is dit bedrijf gestart na een aantal jaren ervaring te hebben opgedaan bij Shapeways. Als industrieel productontwerper ziet hij het als een uitdaging om samen met klanten de kansen te benutten die 3D printen mogelijk maakt. Een actueel voorbeeld daarvan is machinebouwer WEMO, die machines en gereedschappen levert voor het ponsen, buigen, verbinden en bewerken van plaatmaterialen. “WEMO is naar ons toegekomen met de vraag of het mogelijk is om machine-onderdelen met een 3D metaalprinter te produceren, in plaats van de traditioneel gebruikte methoden”, vertelt van Dijk. “Voor zo’n vraag schrijven wij altijd een programma op maat, bestaande uit een aantal workshops om de benodigde kennis over te dragen en een pilotproject waarin de toepassingsmogelijkheden worden onderzocht en aangetoond. WEMO stond daarvoor open en heeft samen met ons en engineers van Altair een mooi resultaat behaald.”
Businesscase en ontwerpoptimalisatie
Van Dijk betrekt bij elke klant medewerkers van alle afdelingen in de workshops, omdat samen ontdekken en leren doorslaggevend is voor de mogelijke resultaten. “Als engineers, productiemedewerkers, inkopers, verkopers en servicemedewerkers samen de toepassingsvoordelen van industrieel 3D printen verkennen, ontstaat er een breed draagvlak. Tijdens de workshops stellen ze ook een businesscase op, om traditionele productiemethoden zoals frezen en verspanen te vergelijken met 3D printen in kunststof en metaal”. WEMO wilde een hefarm verbeteren die kantmessen in een buigmachine voor metalen platen pakt en verplaatst. Het ontwerp van dit onderdeel is in enkele varianten geoptimaliseerd met de Altair Inspire software, binnen de beschikbare designspace en mogelijke belastingscenario’s. “Wij hebben het WEMO-team meerdere varianten laten zien en daarbij was het opvallend dat hun voorkeur in eerste instantie uitging naar het meest robuust uitziende ontwerp”, vervolgt van Dijk. “Vervolgens hebben wij via simulaties aangetoond dat het onderdeel nog aanzienlijk lichter en dus ook goedkoper te produceren is met 3D metaalprinten.”
60% gewichtsbesparing, assemblage overbodig en minder toeleveranciers nodig
Additive Center is er met engineers van softwareleverancier Altair in geslaagd om voor WEMO 60% aan gewichtsbesparing te realiseren bij het 3D metaalprinten van een hefarm voor het oppakken en verplaatsen van de kantmessen. Dit onderdeel komt vier keer voor in de buigmachine en bestond voorheen uit vijf delen. “De geoptimaliseerde hefarm bestaat nog maar uit één onderdeel, dat in RVS 316L via de SLM-methode (Selective Laser Melting) in 3D wordt geprint”, licht van Dijk toe. “Dankzij de 60% gewichtsbesparing is ook de aandrijfzuiger lichter uit te voeren en hoeft de arm niet meer te worden geassembleerd. Verder zijn er minder onderdelen op voorraad nodig en vervangt één 3D printserviceverlener meerdere toeleveranciers. CEO Jeff Hagelen van WEMO vertelt in een video over dit pilotproject dat 3D printen inmiddels de aanjager voor innovatie is geworden bij zijn bedrijf. Deze productietechniek helpt mensen ‘outside-the-box’ te denken en met creatieve oplossingen te komen voor machineverbeteringen. Hagelen ziet 3D printen nu als middel om voorop te lopen in een snel veranderende markt.
Thema: Hoe wordt een bedrijf duurzaam en winstgevend? Lees Link magazine digitaal
Samen de markt ontwikkelen
Om de voordelen van 3D printen te benutten is een andere mindset nodig. Voor freesonderdelen beginnen ontwerpers met het tekenen van een vierkant blok, waaruit materiaal wordt verwijderd totdat de benodigde functionaliteit en sterkte overblijven. Bij ontwerpen voor 3D printen verloopt dit proces precies andersom. Men begint met de functionele vlakken van het onderdeel en alle belastingen, om te bepalen waar materiaal nodig is. “Als een industrieel bedrijf kiest voor 3D printen krijgen de ontwerpers meer creatieve vrijheid”, vervolgt van Dijk. “Omdat de engineers van Altair diepgaande kennis en ervaring hebben met optimalisaties voor 3D printen, werken wij graag met hen samen. Natuurlijk zijn er meerdere leveranciers van ontwerp- en simulatiesoftware, maar Altair was vanaf de eerste contacten geïnteresseerd om proactief met ons de markt te ontwikkelen. Voor ons is het belangrijk om al in de ontwerpfase technische beperkingen weg te nemen en de mogelijke voordelen van 3D printen inzichtelijk te maken. Altair Inspire biedt uitgebreide functionaliteit die ontwerpers en engineers stimuleert hun grenzen te verleggen. Met eenvoudig toe te passen simulaties zijn namelijk al in een vroeg stadium optimalisaties te realiseren. Dankzij de support die Altair’s engineers toevoegen aan onze projecten kunnen wij voor klanten binnen een kortere tijd betere resultaten behalen.”
