Een kleine tien jaar geleden zette KMWE de eerste stappen op het gebied van 3D-printen. Een bewuste zet die het bedrijf inmiddels de nodige flexibiliteit en nieuwe mogelijkheden heeft opgeleverd, maar ook een serieus antwoord is op actuele ontwikkelingen waaronder logistieke problemen bij toeleveranciers. De belangrijkste bottleneck: voldoende goed opgeleide medewerkers.
Additive manufacturing is volgens Rob van Loon echt in een versnellingsfase terechtgekomen. ‘Wij doen graag mee in de voorhoede.’ Foto’s: KMWE
– ‘We stonden aan de wieg van een belangrijke nieuwe productietechnologie.’
– ‘3D-printen ideaal voor kleine series en enkelstuks.’
– ‘Soms worden tientallen functies teruggebracht in één printbaar model.’
– ‘Bedrijven die zelf met innovatie bezig zijn, staan eerder open voor nieuwe technieken.’
KMWE richt complete hal in voor 3D-printen
KMWE is van oudsher specialist in het bouwen, engineeren, bewerken en assembleren van uiteenlopende hightech machinesystemen, modules en complexe componenten. Belangrijke markten zijn dan ook de lucht- en ruimtevaart, semicon en medische/analytische technologie. Daarnaast bedient KMWE de industrie met onder meer hoogwaardige industriële automatiseringsoplossingen gebaseerd op smart industry. De strategie van het bedrijf is technologisch voorop te lopen, wat onder meer inhoudt dat vakmanschap en talent bij medewerkers hoog worden gewaardeerd.
Brainport Industries Campus
Omdat goed opgeleide mensen schaars zijn, besloot KMWE in 2019 als eerste bedrijf over te stappen naar Brainport Industries Campus (BIC) in Eindhoven. ‘We hebben ons in deze technologiehub voor de maakindustrie aangesloten bij de ontwikkeling van de Fabriek van de Toekomst. Deze overstap heeft ons de mogelijkheid geboden invulling te geven aan de veranderende behoeften van de markt en supplychain, en tegelijkertijd voorop te blijven lopen als het gaat om innovaties en uitdagingen rond smart industry’, aldus Edward Voncken, directeur bij KMWE. ‘Omdat bij de BIC de gehele supplychain vertegenwoordigd is, kunnen we ons openstellen voor nieuwe businessmodellen en innovaties, gedigitaliseerde productieprocessen en technologieën, maar ook nieuw (technisch) talent aantrekken.’
Van AddLab naar AddFab
Eén van de focuspunten voor KMWE was de productietechnologie 3D-printen. Rob van Loon is als additive manufacturing engineer al vanaf het begin bij het bedrijf verantwoordelijk voor het 3D-printen in metaal. ‘We zagen een grote rol voor 3D-printen – of liever: additive manufacturing – met betrekking tot de eisen en wensen van onze klanten. Om dit meteen serieus vorm te kunnen geven, zijn we partner geworden in AddLab. Dit samenwerkingsverband van negen partners heeft in 2013 gezamenlijk een proeffabriek opgezet voor 3D-metaalprinten en groeide in drie jaar tijd uit tot een hotspot van de industriële additieve manufacturing’, vertelt hij. ‘We stonden aan de wieg van een belangrijke nieuwe productietechnologie, die het leven van de maakindustrie drastisch zou veranderen.’
‘Additive manufacturing is een prachtige back-up voor je eigen leveringsbetrouwbaarheid’
Van AddLab kwam AddFab, waar onderzoek omgezet werd in fabriceren. Vervolgens pakte het samenwerkingsverband door met het bedrijf K3D en partners en ging verder onder de naam K3D-AddFab. ‘Binnen dit samenwerkingsverband is de opgedane kennis en ervaring omgezet naar het produceren van producten en onderdelen. De tijd van prototypen en testen als belangrijkste focus was voorbij. Het oogsten kon beginnen.’
Het optimaliseren van een ontwerp leidt verder vaak tot zeer organische vormen die met conventionele verspaningstechnieken onmogelijk te maken zijn
Meerwaarde 3D-printen
Anno 2022 is dit dermate goed gelukt dat KMWE aan de vooravond staat van de opening van een nieuwe afdeling waar uitsluitend 3D-metaalprinters komen te staan. Van Loon vat de meerwaarde hiervan samen in twee hoofdthema’s: snelheid en optimalisatie. ‘Snel kunnen leveren is een voordeel, vooral wanneer het gaat om enkelstuks. Waar conventionele verspaningstechnieken het nog winnen bij massaproductie en grote series, is 3D-printen inmiddels ideaal voor kleine series en enkelstuks. Niet in de laatste plaats omdat door middel van de beschikbare software een goed ontwerp relatief snel en efficiënt te maken is en direct te vertalen naar een printfile.’ Daarbij is de techniek volgens Van Loon inmiddels zover doorontwikkeld dat de kwaliteit van de producten te garanderen is en deze ook zijn te certificeren. Onder meer op eigenschappen als sterkte, vorm- en maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit. ‘Een belangrijke stap wanneer het gaat om onderdelen voor aerospace-doeleinden, medische machines of de semicon.’
De productie van één product of kleine aantallen is onder meer aan de orde in aerospaceprojecten, waar machines en apparaten nu eenmaal niet in grote series worden gebouwd. Het is ook relevant wanneer een onderdeel kapotgaat en er op korte termijn een nieuw onderdeel beschikbaar moet zijn. ‘3D-printen heeft dan als voordeel dat de productie vrijwel direct is op te starten zodra de juiste 3D-printfile beschikbaar is. Soms is een onderdeel dan wel relatief duur, maar in noodsituaties zijn de kosten van stilstand vaak zo veel hoger, dat prijs voor een snelle productie op dat moment geen rol speelt’, stelt Van Loon. ‘Zeker in een tijd waarin de supplychain niet altijd betrouwbaar kan leveren, is additive manufacturing een prachtige back-up om je eigen leveringsbetrouwbaarheid te kunnen garanderen.’
Onderscheidend voordeel
Een tweede belangrijke meerwaarde van 3D-printen is het optimaliseren van ontwerpen op diverse vlakken. ‘Laaghangend fruit is gewichtsbesparing. Wanneer je conventioneel verspaant, verwijder je stukken van het basismateriaal. Bij additive manufacturing bouw je een product op uit zeer dunne laagjes, wat je de flexibiliteit geeft om waar mogelijk materiaal weg te laten’, verklaart Van Loon.
Inmiddels is er geavanceerde software beschikbaar om ontwerpen te optimaliseren. ‘Simpel gezegd geef je aan waar bepaalde krachten aangrijpen, hoe groot deze zijn en naar welk punt ze moeten worden overgebracht. In combinatie met het gekozen materiaal maakt de software een voorstel. Overal waar geen materiaal nodig is, bespaart de ontwerper gewicht’, zegt Van Loon. ‘Zeker in aerospace-toepassingen maar ook in medische en hoogdynamische toepassingen, zoals gereedschappen voor snelle robots, is dit een onderscheidend voordeel.’
Andere optimalisaties betreffen de vorm van een product. Dubbel gekromde oppervlakken zijn binnen additive manufacturing geen probleem en leveren ook geen complexe vraagstukken op ten aanzien van het opspannen van het product. Hetzelfde geldt voor kanaalachtige structuren, die met conventioneel verspanen alleen mogelijk zijn door het product op te delen in verschillende stukken en deze later te assembleren. 3D-printen levert zo voordelen op voor complexe kanaalsamenstellingen, die onder meer nodig zijn voor de koeling van matrijzen en gereedschappen of in hydraulische manifolds.
Tot slot noemt Van Loon een kortere productietijd door de integratie van functies. ‘Wanneer je direct vanaf het begin van het ontwerp rekening houdt met de mogelijkheden van additive manufacturing, zijn in veel gevallen functies te integreren en losse onderdelen samen te voegen tot één onderdeel. In sommige gevallen worden tientallen functies teruggebracht in één printbaar model. Daarbij is het tevens mogelijk om onderdelen van andere materialen – inserts – mee te printen.’
Het optimaliseren van een ontwerp leidt verder vaak tot zeer organische vormen die met conventionele verspaningstechnieken onmogelijk te maken zijn, maar voor additive manufacturing geen enkel probleem opleveren.
Kentering in de markt
Alle kennis en ervaring waren voor KMWE voldoende aanleiding om te besluiten een aparte locatie voor een groot deel in te richten met 3D-metaalprinters. Van Loon: ‘We zagen echt een kentering in de markt ten aanzien van de acceptatie van additive manufacturing. Hoog tijd om daarop in te spelen dus.’ De samenwerking met K3D blijft bestaan. Onder meer op het vlak van prototypes en onderzoek naar (nieuwe) materialen. Binnen deze samenwerking gaat het nu om het betere r&d- en innovatiewerk.
Link magazine editie december 2022 | jaargang 24 thema: B2B-marketing: veel meer dan goede klantrelatie opbouwen. Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Op de nieuwe locatie – met een oppervlak van 3.600 vierkante meter – richt KMWE zich vanaf april volgend jaar op serieproductie met behulp van 3D-metaalprinten. ‘Afhankelijk van de reacties uit de markt kunnen we door een samenwerking met SLM Solutions snel opschalen in capaciteit. We starten met één machine, maar verwachten al snel richting de vijf stuks te gaan; dit betrekkelijk grote aantal hangt uiteraard ook samen met de relatief lange productietijd van additive manufacturing.’ Binnen dit nieuwe bedrijfsonderdeel biedt KMWE het hele proces aan: van engineering tot en met productie, nabewerking, testen en assemblage.
De verwachte snelle groei baseert het bedrijf op eerdere ervaring met opdrachten en klanten. ‘De praktijk leert dat bedrijven vaak eerst wat terughoudend zijn en moeten worden overtuigd door voorbeelden óf door het gewenste product inderdaad 3D-geprint vast te houden. Dat is vaak een moment dat de mogelijkheden duidelijk worden, qua snelheid maar ook op het vlak van redesign’, vertelt Van Loon. ‘Ik krijg ook veel respons op lezingen en trainingen die ik geef. Zeker bedrijven die zelf met innovatie bezig zijn, bijvoorbeeld rond onbemande voertuigen of drones, staan eerder open voor nieuwe technieken. Wat dat betreft is additive manufacturing echt in een versnellingsfase terechtgekomen. Wij doen graag mee in de voorhoede.’ Daarbij signaleert hij nog wel een bottleneck: voldoende geschoold personeel. ‘We zouden harder kunnen groeien wanneer we meer mensen hadden. Om die reden focussen we ook op man-arm produceren én op het enthousiasmeren van jongeren voor de techniek in het algemeen en additive manufacturing in het bijzonder.’
Ontdekfabriek
Een van de manieren om kinderen en jongeren enthousiast te maken voor techniek, is door hen in een vroeg stadium hiermee in aanraking te brengen. Dit gebeurt onder meer via De Ontdekfabriek die KMWE al vanaf de beginjaren sponsort. In een voormalige Philips-fabriek in Eindhoven kunnen 8- tot 14-jarigen ontdekken of ze affiniteit hebben met techniek en zo ja, in welke richting. Dit hoofdzakelijk door onder begeleiding te spelen met techniek en lekker zelf uit te proberen. Samen met technici en creatievelingen vervaardigt en exposeert De Ontdekfabriek haar eigen innovaties. Daarnaast participeert KMWE in de Dutch Technology Week (High Tech Ontdekkingsroute), bezoekt het bedrijf scholen en organiseert het Tech Events.
