De coronapandemie illustreerde hoe afhankelijk organisaties zijn van een ononderbroken logistieke ketting voor de productie van hun goederen. Moderne 3D-printers maken de toelevering niet alleen robuuster, maar ook kostenefficiënter.
De huidige manier waarom bedrijven goederen produceren, is achterhaald. Daar gaat HP vanuit, dat vol inzet op 3D-printing. “3D-printing is vandaag nog een niche binnen een mastodont als HP”, zegt Koen Van Beneden, Managing Director HP België. “Het potentieel van de markt is echter even groot als de omzet van het hele huidige bedrijf. Kijk naar de maak-industrie wereldwijd. Die is groter dan de totale laptop- of printerbusiness.”
Om die reden werkt de 3D-printing-tak als een soort van start-up binnen HP. Het bedrijf gelooft sterk dat de technologie voor een revolutie zal zorgen. Van Beneden: “Productie met 3D-printers is beter voor de wereld. Overproductie verdwijnt, warehousing wordt overbodig en transport vermindert.” Van Beneden is ervan overtuigd dat de technologie een elementaire hoeksteen is van industrie 4.0, maar waar schuilen de voordelen nu precies?
Poederproductie
Eerst en vooral is het belangrijk dat je een goed beeld hebt van wat 3D-printing, ook wel additive manufacturing, in deze context betekent. Denk niet aan hobbytoestellen die met gesmolten plastic werken, maar aan grote bakken. “De basisgrondstof voor de JetFusion-3D-printers is een grote bak gevuld met poeder”, legt Yves Jamers uit. Hij is als 3D Printing Sales and Channel manager Benelux & Sales Manager Nordic al actief in de 3D-printing-afdeling van HP toen die nog niet veel meer was dan een wit blad.
“Het poeder wordt gefuseerd tot de gevraagde onderdelen in de printer.” Het printproces maakt gebruik van technologie die afgeleid is van HP’s Inkjetportfolio. “Printkoppen brengen een fusion agent aan, die samen met UV-licht voor binding van het poeder zorgt.” Vervolgens gaat de bak met poeder en onderdelen naar een tweede station waar het ongebruikt poeder wordt gerecupereerd. Tot slot moet iemand die onderdelen zelf opschonen. “Dat is voorlopig nog een manueel proces”, aldus Jamers, “maar kan hopelijk binnenkort automatisch.”
Toepassingen
De onderdelen geproduceerd door de 3D-printers zijn erg robuust en passen in tal van toepassingen. “Medische protheses zijn een belangrijke doelgroep”, illustreert Jamers. “Een vijftal klanten in de Benelux gebruiken de technologie voor braces en tussenstukken op maat van de patiënt.”
“Aan het begin van dit jaar was er een schrijnend tekort aan neusstaafjes en ander testmateriaal voor Covid-19-tests. HP heeft in de VS zelf een ontwerp gemaakt dat gevalideerd is en CE-certificatie kreeg. Zo konden de staafjes snel hier geproduceerd worden.” Dat gebeurde door ZiggZagg, samen met Materialize één van de grotere spelers in 3D-printing. Dat geldt niet alleen in België, maar voor heel Europa. Van Beneden en Jamers wijzen erop dat ons land een pionier is wat betreft ontwikkeling van de relatief nieuwe technologie.
Reserve-onderdelen
“Additive manufacturing heeft een minimum bestelgrootte van één stuk”, legt Jamers verder uit. “Met 3D-printing kan je reserve-onderdelen produceren wanneer die nodig zijn, vlakbij de plaats waar je ze effectief nodig hebt.”
Dat kan een ommezwaai betekenen in de manier waarop bijvoorbeeld reserve-onderdelen worden beheerd. Vandaag worden die onderdelen in enorme volumes geproduceerd aan de hand van bijvoorbeeld mallen of reductive manufacturing (waarbij een blok van een grondstof in een nieuwe vorm wordt geslepen). Die onderdelen zitten dan jarenlang in een magazijn en wanneer ze op zijn, heb je een probleem. Met additive manufacturing heb je steeds reservecomponenten bij de hand, zonder dat daar een pakhuis voor nodig is.
Kleine en middelgrote schaal
Productie in kleine en middelgrote volumes is waar additive manufacturing in zijn element is. Jamers: “Vanaf een bepaald volume is het goedkoper om producten of componenten met een mal te maken, maar je weet niet precies waar dat punt ligt. Bovendien kost het veel om een dergelijke productie op te zetten.”
“Met 3D-printing kan je meteen beginnen met produceren en de eerste producten naar de markt brengen, zonder een al te grote initiële investering. Wanneer het opportuun is, ben je vrij om over te stappen op traditionelere fabricage. Is een product aan het einde van zijn levensduur, dan kan je opnieuw naar 3D-printing kijken voor reserve-onderdelen.”
Dubbel gecertifieerd
HP past die techniek zelf toe. “We werken met dubbele certificering. Al onze onderdelen worden gevalideerd voor zowel additive manufacturing als conventionele technieken zoals spuitgieten. Zo kan het bedrijf een component telkens maken op de meest interessante manier.”
Al onze onderdelen worden gevalideerd voor zowel additive manufacturing als conventionele technieken.
Yves Jamers, 3D Printing Sales and Channel manager Benelux & Sales Manager Nordic
Wanneer een organisatie voor 3D-printing kiest, hoort daarbij dat de onderdelen uit de printer komen zo dicht mogelijk bij hun eindbestemming. Printen in Europa en dan verschepen naar de VS, is met andere woorden een dom idee. 3D-printing maakt productie net onafhankelijker van fabrieken en productiebanden en daar willen organisaties van profiteren.
Consistentie en calibratie
“Consistentie is dus erg belangrijk”, verduidelijkt Jamers. “Zeker grote klanten die op verschillende sites wereldwijd produceren, willen exact dezelfde stukken printen op iedere locatie.” Daarvoor werkt HP aan een soort zelfkalibratiesysteem. Aan de hand van een gescande testprint kan een toestel zo zelf eventuele afwijkingen van het 3D-design detecteren en die wegwerken. Dankzij die zelfkalibratie zijn klanten er zeker van dat iedere printer exact hetzelfde resultaat aflevert.
Dat is des te belangrijker aangezien de meeste bedrijven niet van plan zijn om zelf 3D-printers in huis te halen. “Grote organisaties willen de productie uitbesteden aan verschillende partijen.” Het gaat dan om 3D-printingspecialisten zoals ZiggZagg en Materialize bij ons. Zij investeren in het materiaal wat hen in staat stelt orders op maat te verwerken. Een partij die in België met Materialize in zee gaat en in de VS met een andere specialist, vereist opnieuw die consistentie. Dat maakt de kalibratie zo belangrijk.
HP ziet met additive manufacturing een nieuw soort toeleverancier ontstaan. 3D-printingspecialisten kunnen wereldwijd dichtbij hun klanten opereren en zo grote en minder grote bestellingen verwerken. Als bedrijf komt het er dan op aan om onderdelen te testen en te valideren.
3DaaS
“Daarom zetten we prototyping-toestellen in de markt”, vertelt Jamers. “Die zijn goedkoper, al is een investering van 75.000 tot 100.000 euro nog steeds significant.” Om daaraan tegemoet te komen lanceerde HP dit jaar 3DaaS+: een 3D-Printing-as-a-Service-oplossing die doet denken aan HP Instant Ink. Voor een bedrag van ongeveer 3.000 euro per maand krijgen bedrijven een toestel ter beschikking en kunnen ze meteen printen. De abonnementskost varieert verder al naargelang hoeveel prints je wil. “De flexibiliteit zal een duw geven aan de adoptie van de technologie”, voorspelt Jamers.
lees ook
De opmars van 3D-printers: waarom plastic het nieuwe metaal is
In de toekomst van additive manufacturing volgens HP bouwen bedrijven zo componenten die ze valideren voor zowel spuitgieten als 3D-printing. Dat doen ze eventueel zelf via prototyping-printers, maar daarna wordt de productie uitbesteed aan specialisten. Gaat de schaal van de productie nog naar omhoog, dan worden traditionele productiemethodes zoals reductive manufacturing of spuitgieten opnieuw interessanter, totdat een toestel uit productie gaat. Vanaf dan kunnen 3D-printers reserve-onderdelen op aanvraag produceren, zodat overproductie en magazijnen overbodig worden.
In 2020 zou een toeleveringsketen met 3D-printing zich volgens zowel Van Beneden als Jamers een stuk robuuster hebben getoond. Het is immers eenvoudiger om componenten op andere plaatsen te produceren en aangezien printing dichter bij huis gebeurt, is de kans op verstoringen in de keten sowieso kleiner. Additive manufacturing lijkt in ieder geval de toekomst; HP zet er in ieder geval vol op in.