Berichten

Dit is de ware potentie van robotlassen

Robotlassen inzetten voor een eenzijdig productieproces? Een lasrobot kan zoveel meer! Lasrobots bestaan al decennia. En heb je ze eenmaal in je bedrijfsprocessen geïntegreerd, dan kun je al snel niet meer zonder. Toch valt er nog veel te verbeteren als het gaat om het inzetten van robotlassen. Lees hier hoe je meer haalt uit je investering.

 

 

Lasrobots kennen we al sinds de jaren 1960, en in de jaren 1980 werden ze voor het eerst grootschalig ingezet in de automobielindustrie. Tegenwoordig is 20% van alle industrierobots voor lassen bedoeld. Op het eerste gezicht zou je zeggen dat dit een soort one-trick-ponies zijn, maar lasrobots zijn enorm veelzijdig, mits je ze op de juiste manier inzet. En, gek genoeg, omringd met de juiste mensen.

Optimaliseren van robotlassen

De complexiteit van lasrobots heeft vooral te maken met programmeren. Dit is met name van belang voor processen waarin snel geschakeld moet worden tussen het lassen van verschillende producten: high mix, low volume. Oftewel: kleine productieaantallen van hoogwaardige producten. Voor elk nieuw project moet de robot opnieuw geprogrammeerd worden.

Je zou denken dat het aanschaffen van lasrobots de inzet van mensen minder maakt, maar dat is maar ten dele waar. Je hebt minder lassers nodig, maar programmeurs met kennis van het lasproces des te meer. Zorg dat je voldoende kennis in huis hebt van wat een lasrobot kan. Maar ook kennis van wat een lasrobot niet kan.

Daarom is het belangrijk dat ook de programmeurs de ins en outs weten van de producten die moeten worden geproduceerd. Zo kunnen zij in een vroeg stadium worden aangehaakt bij het ontwerp van het product om het product lasrobot-proof te laten ontwerpen. Alleen dan kunnen de robots goed worden ingezet in het productieproces. Denk aan rekening houden met bepaalde hoeken in het product, zodat de robot ook daadwerkelijk overal bij kan om te lassen. Dat moet dus al in het ontwerp zitten, net als de lasmal en de tooling.

Ambassadeurs van robotlassen

Je kunt het ontwerpproces natuurlijk ook uitbesteden. Hou er dan rekening mee dat je als onderneming minder flexibel bent in het aanpassen van een ontwerp. Zeker als er certificering mee gemoeid is (bijvoorbeeld in de luchtvaartindustrie). Een ontwerp loopt dan via de externe partij. Het kan dus lonen om de benodigde kennis zelf in huis te hebben.

De flexibiliteit van de moderne lasrobot is sowieso een belangrijke voorwaarde om de investering te rechtvaardigen. Kijk of je de lasrobot voor verschillende bedrijfsprocessen kunt inzetten. Bijvoorbeeld om te lassen in combinatie met snijden of slijpen.

Voor de flexibiliteit is het nodig om ‘ambassadeurs’ in je bedrijf te hebben die de lasrobot kunnen promoten. Wordt er een nieuw product ontworpen, dan moeten die ambassadeurs betrokken worden om te kijken waar het proces efficiënt kan worden ingericht door de inzet van de lasrobot.

Vaak beschikken bedrijven over een of twee mensen waar alle (programmeer)kennis is gebundeld. Beter is om te zorgen voor een wat ruimer team dat voortdurend bijgeschoold wordt. Wees trouwens niet bang om ook extern advies in te winnen.

Innovaties met lasrobots

Lasrobots en lastechnieken worden steeds slimmer. Deze trends zijn al volop gaande en optimaliseren het gebruik van de lasrobot nog meer:

  • Real-time production monitoring – kwaliteitscontrole tijdens het productieproces door sensoren die het proces bewaken. Daardoor hoef je na afloop niet aan de hand van een checklist de kwaliteit na te lopen.
  • Adaptive welding – sensoren volgen onder meer de lasnaad en corrigeren waar nodig.
  • Machine vision – 2D- en 3D-camera’s worden de ‘ogen’ van je robot en aan de hand van de scan wordt je robot geprogrammeerd. Een belangrijke component daarin is machine learning.
  • Wire Arc Additive Manufacturing – 3D-print techniek voor metaal. WAAM is wat je noemt ‘cutting edge’ op dit moment.

Ook innovatieve lasrobots in jouw bedrijf inzetten?

Met een haalbaarheidsonderzoek van SMITZH kun je erachter komen wat een bepaalde Smart Manufacturing technologie voor jou kan betekenen. We hebben nu vouchers beschikbaar waarmee we 50% van de kosten van het haalbaarheidsonderzoek dekken. Hier lees je er alles over.

Nedcam neemt CEAD AM Flexbot-3D-printer in gebruik

Nedcam heeft onlangs de CEAD AM Flexbot-3D-printer in gebruik genomen op zijn productielocatie in Heerenveen. Samen met Royal DSM levert het nu commerciële 3D-printproductiediensten aan fabrikanten die op zoek zijn naar toepassingen in groot formaat, gebruikmakend van DSM’s voor 3D-printing geoptimaliseerde pelletmaterialen. Gezamenlijk zullen de engineers nieuwe toepassingen verkennen voor tooling en productie van grote, circulaire delen voor eindgebruik. CEAD is één van de bedrijven uit onze regio die gebruikmaakte van het aanbod van SMITZH.

Fused granulate fabrication

De 3D-printtechniek die gebruikt wordt is fused granulate fabrication (FGF). ‘Bij DSM zijn we ervan overtuigd dat FGF een cruciale technologie is om te kunnen voldoen aan de vraag naar 3D-printen van structurele en grote componenten in gevulde polymeren, in competitieve productietijden’, aldus Pieter Leen, am-specialist bij DSM. ‘Nedcam vormt een belangrijke schakel tussen productontwikkeling en marktvraag, en hun printservices zullen de acceptatie van additive manufacturing helpen versnellen.’

Additive Manufacturing

De AM Flexbot is een modulaire oplossing voor 3D-printen en frezen samen. Siemens software Sinumerik wordt gebruikt om de robotarm direct aan te sturen. Dit betekent dat er geen persoon nodig is die de robot bestuurt en het proces heel nauwkeurig is. Siemens Sinumerik kan 31 assen aansturen. Hierdoor kan de AM Flexbot eenvoudig worden uitgebreid met extra functies zoals een draaitafel, extra robots of andere productieprocessen zoals ATP of AFP.

Ondersteuning vanuit SMITZH

Zowel Siemens als CEAD zijn participanten in fieldlab SAM|XL. Samen werken zij aan het automatiseren van de productie van lichtgewicht constructies. In het fieldlab delen zij kennis en faciliteiten. Ook ontving CEAD eerder hulp vanuit SMITZH bij het verkrijgen van Europese subsidie om hun Additive Manufacturing technologie verder te ontwikkelen.

Meer weten?

Heb jij interesse in CEAD en de mogelijkheden van 3D-printing? Neem dan contact op met Lucas Janssen. Interesse in samenwerken in fieldlab SAM|XL, schakel dan direct met Kjelt van Rijswijk. Voor alle overige vragen rondom SMITZH en eerste hulp bij subsidieaanvragen, neem contact op met Anton Duisterwinkel.

 

 

 

VIDEO: 10XL & SMITZH

In deze video vertelt 10XL hoe zij gebruik hebben gemaakt van de mogelijkheden die SMITZH biedt. Laat je inspireren en ontdek hier hoe jij zelf gebruik kunt maken van SMITZH.

10XL biedt services rondom het 3D-printen van grote oppervlakken en gebruikt daarbij gerecycled plastic.

RAMLAB ontvangt Europese financiering voor grootschalige doorontwikkeling en toepassing 3D-metaalprinten

Onlangs ontving fieldlab RAMLAB de bevestiging dat hun Grade2XL-voorstel voor een groot Europees Horizon 2020 project is goedgekeurd. Dit betekent zo’n € 10 mln. financiering voor het project, waarvan 80% door Horizon 2020. Samen met 20 andere partners uit heel Europa zal RAMLAB de unieke WAAM-technologie (3D-metaalprinten met lastechnologie) doorontwikkelen en de toepassing ervan stimuleren. SMITZH bood op diverse manieren ondersteuning in aanloop naar dit impactvolle project.

Het project

In Grade2XL wordt WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) als snelle en hoogwaardige methode voor 3D-metaalprinten doorontwikkeld. Het project maakt het mogelijk om op industriële schaal metalen producten te printen waarvan de samenstelling en materiaaleigenschappen op iedere plek geoptimaliseerd zijn voor de toepassing. De excellente beheersing van de procescondities maakt het ook mogelijk de producten te certificeren zonder verdere testen. Deze ontwikkelingen zijn revolutionair in de metaalverwerkende industrie. 3D-printen wordt ‘the next big thing’ voor Europese mkb’s in (groot)metaal. In het project werken 21 partners uit verschillende Europese landen samen. Uit Nederland participeren naast RAMLAB de Zuid-Hollandse organisaties M2i (Stichting Materials Innovation Institute), TU Delft en Valk Welding in Grade2XL.

Grootschalige impact

Naar verwachting zal het project op Europees niveau een aanzienlijke kostenreductie opleveren voor de deelnemende partners; miljarden euro’s bij eindgebruikers besparen aan CO2 uitstoot; meer dan 1.000 mkb’ers bereiken en 300 banen opleveren. Voor onze regio is de impact voor fieldlab RAMLAB belangrijk, zowel als producent als in de kennisbenutting. M2i is de initiator en coördinator van dit project. Zij vertalen inzichten uit het materiaalonderzoek naar kansen voor nieuwe WAAM producten. Voor Valk Welding levert het project een nieuwe potentiële afzetmarkt op voor WAAM-systemen en -cursussen. TU Delft zal naar verwachting een tiental publicaties opleveren over deze nieuwe technologie en de toepassing ervan.

“Met Grade2XL krijgen we de kans om WAAM nog sneller op de markt te brengen en ook toepasbaar te maken voor het mkb.” – Vincent Wegener, Managing Director RAMLAB.

Over Horizon 2020

Horizon 2020 is het grootste programma voor onderzoek en innovatie ooit van de EU. Het is bedoeld om doorbraken, ontdekkingen en wereldpremières uit de laboratoriumomgeving te halen en op de markt te brengen. Horizon 2020 geniet de politieke steun van de Europese leiders en de leden van het Europees Parlement. Ze zijn overeengekomen dat investeren in onderzoek en innovatie essentieel is voor de toekomst van Europa, en hebben dit centraal gepositioneerd in de Europa 2020-strategie voor slimme, duurzame en inclusieve groei. Dat het Grade2XL voorstel financiering krijgt vanuit Horizon 2020 zegt iets over het unieke innovatieve karakter van dit project en de potentie ervan.

Rol SMITZH

SMITZH hielp fieldlab RAMLAB bij het uitvoeren van diverse kiemprojecten met bedrijven als Fokker, Man Energy Solutions, voestalpine en Air Products waarin demonstraties van de nieuwe technologie werden gegeven. Meer daarover lees je onder andere in dit artikel over Flexible Manufacturing. Daarnaast bood SMITZH ondersteuning bij de uitbouw en werd er hulp geboden bij het tegenlezen van de voorstellen. Ben jij een Zuid-Hollands bedrijf en zoek je hulp bij het opschalen van jouw Smart Manufacturing project? Neem dan vrijblijvend contact op, wij kijken graag of we ook jou kunnen helpen.

DEMODAG 3D&FPP: productietijd en -kosten besparen

Hoe bij de nabewerking van 3D-metaalgeprinte onderdelen aanzienlijk op productietijd en -kosten kan worden bespaard, werd getoond tijdens de Demodag van het 3D&FPP-project, op 19 september 2019 bij RDM Next. In het project was de demonstratie de voorlaatste stap in het onderzoek. Nu rest de kwantitatieve validatie van de oplossing in termen van de gerealiseerde kosten en tijdreductie ten opzichte van conventioneel nabewerken.

FLEXIBLE POST PROCESSING

Integratie van 3D-metaalprinten en nabewerken is geen sinecure. Na het printen verlies je alle informatie over afmeting en oriëntatie van het object. De Flexible Post Processing solution, zoals ontwikkeld binnen het Interreg 2 Seas (EFRO)-project 3D&FPP, maakt het mogelijk om de afmetingen en oriëntatie van het object te bepalen en direct te vertalen naar de aansturing van een CNC-machine. Zo kan in één keer het surplus aan stockmateriaal worden gefreesd tot de juiste dimensies.

UNIVERSEEL

De FPP-oplossing is universeel toepasbaar en geschikt voor retrofit. Zo kan het bestaande machinepark ook worden opgewaardeerd. Het project richt zich op het realiseren van een reductie van 50% op productietijd en tot 30% op productiekosten.

 

 

Uniek Flexible Manufacturing project RAMLAB en partners krijgt vervolg

Flexible Manufacturing is een aanpak om productiekosten te verlagen. Automatisering wordt zo ingericht dat er gemakkelijk kan worden geschakeld tussen diverse producten en seriegroottes en dat kleine veranderingen probleemloos worden opgevangen. Deze Smart Manufacturing techniek is zeer interessant voor de productie van kleine series en enkelstuks. Als je kleinschalig produceert, kun je je immers geen fouten, vertragingen en afval veroorloven. Samen met meerdere partners onderzocht fieldlab RAMLAB deze nieuwe manier van produceren voor 3D-metaalprinten. Het SMITZH kiemproject verliep zo succesvol dat het een vervolg krijgt.

Gezamenlijk testen en ontwikkelen in een fieldlab
Fieldlab RAMLAB doet onderzoek naar het 3D printen van grote metalen onderdelen samen met bedrijven en academische instellingen. Meerdere RAMLAB partners deelden afgelopen jaar dezelfde onderzoeksbehoefte. Onder andere Shell, Man Energy Solutions, Ahrenkiel Steamship, voestalpine, Linde, Allseas, Element en VandeGrijp toonden interesse in Flexible Manufacturing voor 3D-metaalprinten ook wel Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) genoemd. De bedrijven willen allen meer inzicht in of en hoe zij deze nieuwe techniek kunnen toepassen in hun eigen productieomgeving. Om het project te versnellen, kregen zij hiervoor vanuit SMITZH financiële ondersteuning (kiemprojectregeling). RAMLAB kan de opgebouwde kennis weer gebruiken om andere maakbedrijven te adviseren over de haalbaarheid van 3D-metaalprinten voor hun producten.

Wereldwijd uniek onderzoek
Deze zomer is het project dat ongeveer een jaar duurde afgerond. Tijdens het project stonden twee onderzoeksvragen centraal: Kunnen we een monitoring en control applicatie ontwikkelen? en Is het mogelijk om met meerdere materialen tegelijk te werken en wat zijn daar de parameters voor? Vragen waar wereldwijd nog maar weinig kennis over gedeeld wordt, doordat deze productietechnologie nog zo jong is en een groot concurrentievoordeel op kan leveren. Dat maakt dit SMITZH project zo bijzonder.

Monitoring & control: want elke print moet meteen goed zijn
Bij flexibele manufacturing is het essentieel dat een product direct goed geproduceerd wordt, je maakt er immers maar één of enkele van. Vincent Wegener van RAMLAB: “Bij massaproductie werk je bijvoorbeeld met een mal. De kosten om die te gieten zijn laag per product, omdat je er heel veel van maakt. Je kunt daardoor wat extra tijd en geld besteden aan het optimaliseren van je mal. Bij 3D-metaalprinten moet elke print echter meteen goed zijn. Daarom zul je alle parameters tijdens het printen realtime in de gaten moeten houden.”
In dit project is door RAMLAB een allereerste stap gemaakt in de software ontwikkeling van een dergelijke monitoring en control applicatie. De 3D-printer (Een lasrobot systeem van Valk Welding) moet hiervoor worden uitgerust met allerlei camera’s en sensoren die bijvoorbeeld de temperatuur of kwaliteit van het lasblad meten en realtime zichtbaar maken in een gebruikersapplicatie.

Multimaterialen om goedkoper en duurzamer te produceren
Bij het 3D-metaal printen uit één materiaal kunnen de kosten soms hoog oplopen. Vincent: “Een scheepsschroef moet bijvoorbeeld corrosiebestendig zijn. Corrosiebestendig materiaal is erg duur. In dit project hebben we onderzocht of en hoe je met meerdere materialen één product kunt printen. Je wilt misschien sommige delen hol maken en enkel een laagje aan de buitenzijde voorzien van een corrosiebestendige coating.”
Ook over het printen met multimaterialen is wereldwijd nog weinig bekend. Samen met onderzoekers van de TU Delft heeft RAMLAB in dit project een eerste stap gemaakt in het in kaart brengen van ideale parameters om de kwaliteit van producten te garanderen die bijvoorbeeld corrosie-, slijtage- of hittebestendig zijn of waarvan het materiaal heel duur is, gepolijst moet zijn om goed op andere onderdelen aan de sluiten of juist heel licht moet zijn om te kunnen functioneren.
Vincent: “Wij hebben diverse muurtjes geprint van verschillende combinaties van materialen. Onderzoekers van de TU Delft hebben hiermee materiaalkundig onderzoek uitgevoerd en zijn er bijvoorbeeld mee gaan experimenteren in zoutbaden. Dit heeft tot eerste inzichten geleid van de juiste parameters als je materialen samenvoegt tijdens het printen.”

Vervolgstappen onderzoek Flexible Manufacturing
Bedrijven die deelnemen in het consortium van RAMLAB krijgen ieder kwartaal de voorlopige onderzoeksresultaten gepresenteerd in het fieldlab en eventueel worden er nog presentaties en rapporten nagezonden. De partners die deelnamen aan dit project zijn zeer tevreden over de resultaten en zien graag een vervolg van het onderzoek.
De monitoring en control applicatie kan dan van betaversie naar een 1.0 versie doorontwikkeld worden. In het multimaterialen onderzoek kunnen er nog meer parameters aan de database toegevoegd worden. Wat zijn slimme combinaties en hoe maken we die?
Vanuit SMITZH is er financiering beschikbaar om ook dit vervolgproject te ondersteunen. Daarnaast heeft RAMLAB afgelopen week een Horizon2020 voorstel ingediend om het consortium uit te breiden naar 20 Europese partners om zo het onderzoek op te schalen en te versnellen.

Heb jij als bedrijf ook interesse in flexible manufacturing voor grootschalig 3D-metaalprinten?

Inspiratiecase: RAMLAB – Additive Manufacturing metalen mallen

Via het programma SMITZH helpen we de Zuid-Hollandse maakindustrie aan de slag te gaan met slimme technologie. Dit gebeurt bijvoorbeeld door het verstrekken van vouchers die tot 50% van de kosten van een proof of concept vergoeden. Inmiddels is de eerste proof of concept opgeleverd, met verbluffend resultaat. RAMLAB onderzocht samen met Airproducts, Fokker en voestalpine of de 3D-printtechnologie uit het fieldlab een oplossing kan bieden in het versnellen van de productie en reparatie van metalen mallen. Het project leverde onder meer het bewijs dat de mallen slechts in een kwart van de oorspronkelijke productietijd gemaakt kunnen worden.

Hoe het begon

SMITZH bundelt de kracht van verschillende Smart Industry fieldlabs. In een fieldlab worden slimme maaktechnologieën ontwikkeld, getest en geïmplementeerd. Fieldlab RAMLAB bestaat uit een consortium van bedrijven dat met elkaar de mogelijkheden van het on demand 3D-printen van metaal wil testen, valideren en certificeren. RAMLAB maakt hiervoor gebruik van zogenaamde Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) technologie. Dit is een techniek waarbij lasrobots metaal 3D-printen door lasrupsen op elkaar te lassen. De lasrobots zijn van het Zuid-Hollandse bedrijf Valk Welding.

Fokker, één van de bedrijven uit het consortium, bracht vorig jaar een onderzoeksbehoefte in rondom de productie en reparatie van metalen mallen. Omdat voestalpine draden levert die nodig zijn voor het lassen; en Airpoducts gas levert om de draden te kunnen lassen, zagen zij heil in een gezamenlijk kiemproject.

Via fieldlab RAMLAB dienden alle partijen gezamenlijk bij SMITZH een verzoek in om te onderzoeken of de slimme 3D-printtechnologie uit het fieldlab een oplossing kan bieden in het versnellen van de productie en reparatie van de mallen, die traditioneel worden gegoten en/of verspaand.

Simulatie van een reparatie van een smeedstuk met WAAM op Valk Welding E-frame

Uitdagingen productie en reparatie mallen

In de maakindustrie gebruiken diverse bedrijven zoals Fokker grote metalen mallen, bijvoorbeeld voor composiet onderdelen. Ook bedrijven die metalen onderdelen voor auto’s en vliegtuigen smeden (forging dies) hebben hier behoefte aan. De productie en reparatie van deze metalen mallen kent een aantal problemen. Allereerst is de levertijd erg lang. Deze ligt rond de 6 maanden.

Metalen mallen die ingezet worden voor de productie van grote, sterke metaalonderdelen, slijten snel. Door de hitte en het contact tussen de twee metalen versmelten en scheuren de mallen. Na zo’n 500x stampen zijn deze al niet accuraat genoeg meer en moeten deze gerepareerd worden. Zeer gevaarlijk en ongezond handmatig werk met hoge kosten.

Ook het maken van nieuwe mallen voor composiet onderdelen heeft zijn uitdagingen. De mallen die Fokker gebruikt, zijn groot en moeten zowel tegen opwarmingen als afkoelingen kunnen. Een grote mal vraagt om een groot gegoten blok, dat vervolgens verspaand moet worden. Veel materiaal gaat hiervan verloren tijdens het frezen. Een kostbaar en onhandelbaar zwaar proces.

Het kiemproject en de resultaten

Na toekenning van het voucher gingen de 4 partijen in een periode van ongeveer 3 maanden aan de slag met het kiemproject. Eerst door te praten, bijvoorbeeld over hoe de huidige technologieën de problemen veroorzaken. Vervolgens door daadwerkelijk een demo op te leveren waarmee kleinschalig aangetoond kon worden of de in RAMLAB beschikbare WAAM technologie het repareren en produceren kan verbeteren. Bij die demo werd een onderdeel van een mal met dezelfde geometrie gebruikt om te onderzoeken waar men tegenaan liep en wat de resultaten waren.

Vincent Wegener – RAMLAB: “Bij de ontwikkeling en toepassing van nieuwe technologieën zien bedrijven vaak op tegen de hoge investeringen. Het laagdrempelig en stapsgewijs bijeen brengen van verschillende partijen om de kosten te verlagen, is de manier van werken voor RAMLAB. Na zo’n eerste zetje en positieve resultaten, is de beslissing om voor vervolgonderzoek, veel makkelijker gemaakt.”

Alle partijen konden waarde halen uit de resultaten. Het prototype voor Fokker toont aan dat mallen geproduceerd kunnen worden binnen 6 weken in plaats van 6 maanden. Voestalpine leverde het project inzicht op in de draden die geschikt zijn voor een dergelijke toepassing. Met de hulp van Airpoducts is het proces verder geoptimaliseerd om de benodigde kwaliteit te behalen.

Marko Bosman – Fokker: “Het gebruik van Additive Manufacturing voor mallen levert niet alleen voordelen van korte doorlooptijd en lagere kosten, maar ook de mogelijkheid om een beter product te leveren met een grotere functionaliteit indien gebruik gemaakt wordt van de grotere  ontwerpvrijheid die Additive Manufacturing biedt.”

Ook in het repareren van mallen zijn tijdens het kiemproject inzichten opgedaan om dit gerobotiseerd en daarmee sneller te doen. Tevens is de behoefte daaraan gevalideerd tijdens een conferentie en zijn er nieuwe contacten opgedaan om dat te kunnen realiseren.

De volgende stap

Het kiemproject heeft de verschillende partijen goed geholpen bij een eerste zet. Door de gezamenlijke aanvraag en het gebruik van het voucher, bleven de kosten laag en daarmee toegankelijk. Fokker gaat nu verder met een vervolgonderzoek om te kijken hoe het project opgeschaald kan worden en de technologie geïmplementeerd kan worden.

RAMLAB is nu in contact met een aantal Europese smederijen om onderdelen via deze nieuwe techniek te repareren. Door toepassing van de slimme techniek met de lasrobots en het 3D-metaalprinten zouden deze werkzaamheden ook weer lokaal plaats kunnen gaan vinden.

Ook interesse in een kiemproject (voucher)?

Wil jij net als Airproducts, Fokker en voestalpine onderzoeken wat een slimme maaktechnologie voor een bestaand of nieuw productieproces kan betekenen, maar heb je geen idee waar te beginnen? Neem dan contact met ons op. Wij kijken of één van de SMITZH fieldlabs jou kan helpen dit te onderzoeken. Samen schrijven jullie een aanvraag. Wordt deze toegekend, dan kan tot € 30.000,- van de kosten worden vergoed.

Ben je specifiek geïnteresseerd in het 3D-printen van metalen mallen en zou je net als Fokker een demonstrator willen bouwen of zou je willen deelnemen aan het vervolgonderzoek, neem dan direct contact op met Vincent Wegener van fieldlab RAMLAB.

Eerste SMITZH kiemproject succes: mallen maken in 6 weken door 3D-printen

Samen met fieldlab RAMLAB onderzochten Air Products, Fokker en voestalpine of de 3D-printtechnologie uit het fieldlab een oplossing kan bieden in het versnellen van de productie en reparatie van metalen mallen. Om de onderzoekskosten te beperken, maakten zij hiervoor gebruik van een kiemprojectvoucher van SMITZH. De resultaten zijn verbluffend. Het project leverde het bewijs dat mallen slechts in een kwart van de oorspronkelijke productietijd gemaakt kunnen worden. Ook zagen zij de kosten afnemen tegen een toename in productkwaliteit en werden er inzichten opgedaan om mallen gerobotiseerd te repareren.

Hoe het begon

Fieldlab RAMLAB bestaat uit een consortium van bedrijven dat met elkaar de mogelijkheden van het on demand 3D-printen van metaal wil testen, valideren en certificeren. RAMLAB maakt hiervoor gebruik van zogenaamde Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) technologie. Dit is een techniek waarbij lasrobots metaal 3D-printen door lasrupsen op elkaar te lassen. De lasrobots zijn van het Zuid-Hollandse bedrijf Valk Welding.

Fokker, één van de bedrijven uit het consortium, bracht vorig jaar een onderzoeksbehoefte in rondom de productie en reparatie van metalen mallen. Omdat voestalpine draden levert die nodig zijn voor het lassen; en Air Poducts gas levert om de draden te kunnen lassen, zagen zij heil in een gezamenlijk kiemproject.

Via fieldlab RAMLAB dienden zij bij SMITZH een verzoek in om te onderzoeken of de slimme 3D-printtechnologie uit het fieldlab een oplossing kan bieden in het versnellen van de productie en reparatie van de mallen, die traditioneel worden gegoten en/of verspaand.

Simulatie van een reparatie van een smeedstuk met WAAM op Valk Welding E-frame

Uitdagingen productie en reparatie van metalen mallen

In de maakindustrie gebruiken diverse bedrijven zoals Fokker grote metalen mallen voor composiet onderdelen. Maar denk bijvoorbeeld ook aan bedrijven die metalen onderdelen voor auto’s en vliegtuigen smeden (forging dies). De productie en reparatie van deze metalen mallen kent een aantal problemen. Allereerst is de levertijd erg lang. Deze ligt rond de 6 maanden.

Metalen mallen die ingezet worden voor de productie van grote, sterke metaalonderdelen, slijten snel. Door de hitte en het contact tussen de twee metalen versmelten en scheuren de mallen. Na zo’n 500x stampen zijn deze al niet accuraat genoeg meer en moeten deze gerepareerd worden. Zeer gevaarlijk en ongezond handmatig werk met hoge kosten.

Ook het maken van nieuwe mallen voor composietonderdelen heeft zijn uitdagingen. De mallen die Fokker gebruikt zijn groot en moeten zowel tegen opwarmingen als afkoelingen kunnen. Een grote mal vraagt om een groot gegoten blok dat vervolgens verspaand moet worden. Veel materiaal gaat hiervan verloren tijdens het frezen. Een kostbaar en onhandelbaar zwaar proces.

Het kiemproject en de resultaten

Na toekenning van het voucher gingen de 4 partijen in een periode van ongeveer 3 maanden aan de slag met het kiemproject. Eerst door te praten, bijvoorbeeld over hoe de huidige technologieën de problemen veroorzaken. Vervolgens door daadwerkelijk een demo op te leveren waarmee kleinschalig aangetoond kon worden of de in RAMLAB beschikbare WAAM technologie het repareren en produceren kan verbeteren. Bij die demo werd een onderdeel van een mal met dezelfde geometrie gebruikt om te onderzoeken waar men tegenaan liep en wat de resultaten waren.

Vincent Wegener – RAMLAB: “Bij de ontwikkeling en toepassing van nieuwe technologieën zien bedrijven vaak op tegen de hoge investeringen. Het laagdrempelig en stapsgewijs bijeen brengen van verschillende partijen om de kosten te verlagen, is de manier van werken voor RAMLAB. Na zo’n eerste zetje en positieve resultaten, is de beslissing om voor vervolgonderzoek, veel makkelijker gemaakt.”

Alle partijen konden waarde halen uit de resultaten. Het prototype voor Fokker toont aan dat mallen geproduceerd kunnen worden binnen 6 weken in plaats van 6 maanden. Voestalpine leverde het project inzicht op in de draden die geschikt zijn voor een dergelijke toepassing. Met de hulp van Air Products is het proces verder geoptimaliseerd om de benodigde kwaliteit te behalen.

Marko Bosman – Fokker: “Het gebruik van Additive Manufacturing voor mallen levert niet alleen voordelen van korte doorlooptijd en lagere kosten, maar ook de mogelijkheid om een beter product te leveren met een grotere functionaliteit indien gebruik gemaakt wordt van de grotere  ontwerpvrijheid die Additive Manufacturing biedt.”

Ook in het repareren van mallen zijn tijdens het kiemproject inzichten opgedaan om dit gerobotiseerd en daarmee sneller te doen. Tevens is de behoefte daaraan en gevalideerd tijdens een conferentie en zijn er nieuwe contacten opgedaan om dat te kunnen realiseren.

De volgende stap

Het kiemproject heeft de verschillende partijen goed geholpen bij een eerste zet. Door de gezamenlijke aanvraag en het gebruik van het voucher, bleven de kosten laag en daarmee toegankelijk. Fokker gaat nu verder met een vervolgonderzoek om te kijken hoe het project opgeschaald kan worden en de technologie geïmplementeerd kan worden.

RAMLAB is nu in contact met een aantal Europese smederijen om onderdelen via deze nieuwe techniek te repareren. Door toepassing van de slimme techniek met de lasrobots en het 3D-metaalprinten zouden deze werkzaamheden ook weer lokaal plaats kunnen gaan vinden.

Ook interesse in een kiemproject (voucher)?

Wil jij net als Air Products, Fokker en voestalpine onderzoeken wat een slimme maaktechnologie voor een bestaand of nieuw productieproces kan betekenen, maar heb je geen idee waar te beginnen? Neem dan contact met ons op. Wij kijken of één van de SMITZH fieldlabs jou kan helpen dit te onderzoeken. Samen schrijven jullie een aanvraag. Wordt deze toegekend, dan kan tot € 30.000,- van de kosten worden vergoed.

Ben je specifiek geïnteresseerd in het 3D-printen van metalen mallen en zou je net als Fokker een demonstrator willen bouwen of zou je willen deelnemen aan het vervolgonderzoek, neem dan direct contact op met Vincent Wegener van fieldlab RAMLAB.

Lancering grootste 3D-printer Europa in Delft

Vandaag wordt in Delft de grootste 3D-printer van Europa onthuld. De printer heeft een inhoud ter grootte van een Volkswagen Polo, en dat is ideaal voor het printen van grote onderdelen. Onderdelen voor bouw en scheepvaart bijvoorbeeld, van licht en sterk composiet. En dat is uniek. De printer is gebouwd door het Delftse CEAD.

Bekijk hier het video item van RTLZ

CEAD is een ontwikkelaar en producent van 3D-printers uit Delft. Eerder schreven wij al over de € 1 mln. subsidie die CEAD binnenhaalde voor hun bijzondere Continuous Fibre Additive Manufacturing (CFAM) technologie. Met CFAM wordt een zogenaamde continue vezel toegevoegd aan printmateriaal waardoor de materiaalsterkte en -stijfheid aanzienlijk toenemen. Dit is vooral interessant voor groot formaat onderdelen of eindproducten. Met het octrooi op deze technologie verovert CEAD een unieke positie in de wereld en zijn printers in staat om industriële toepassingen op groot formaat te printen. Te denken valt dan aan een cabine voor een hijskraan; een dashboard voor een sleepboot of de neus van een trein.

Vandaag wordt na een jaar lang hard werken dan eindelijk de eerste 3D-printer met CFAM technologie gelanceerd. Volgend jaar zal de 3D-printer onderdeel uitmaken van het nieuwe experience centre van fieldlab SAM|XL. In dit experience centre kunnen demonstraties worden gegeven; kunnen enkelstuks en teststukken geproduceerd worden; en kan de technologie verder ontwikkeld worden.

Eerste SMITZH voucher kiemproject toegekend aan Huisman/RAMLAB

Huisman Equipment en fieldlab RAMLAB gaan samen ‘s werelds grootste offshore 3d-geprinte stalen kraanhaak bouwen. SMITZH financiert de helft van de kosten om samen met RAMLAB de technische en financiële haalbaarheid te onderzoeken. We noemen zo’n gezamenlijk onderzoek tussen fieldlab en maakbedrijf naar nieuwe Smart Manufacturing technologie een kiemproject. En het goede nieuws is: er zijn nog meer vouchers voor kiemprojecten beschikbaar.

RAMLAB maakt gebruik van ‘Wire & Arc Additive Manufacturing’ (WAAM) 3d-printtechnologie. Dat is een nieuwe Smart Manufacturing technologie die zij willen toepassen in een bestaand discreet productieproces. De technologie is ook gebruikt voor de realisatie van een schroef voor DAMEN die inmiddels in gebruik is genomen. De haak voor Huisman zal op dezelfde manier worden gemaakt maar brengt een aanvullende uitdaging met zich mee: de haak zal hol worden om gewichtsbesparing te realiseren. Het kiemproject is gestart om te onderzoeken of aan de technische eisen en wensen kan worden voldaan en of het financieel interessant is om op deze nieuwe wijze te produceren.

Binnen SMITZH is ruimte om meer kiemprojecten te financieren. Kiemprojecten zijn bedoeld voor maakbedrijven of hun technologische toeleveranciers (van start-up tot groot bedrijf) en vinden plaats in samenwerking met één van de aangesloten fieldlabs. Neem gerust contact met ons op, als je vragen of interesse hebt. Binnenkort volgt er meer informatie over vouchers en ander aanbod op de SMITZH website.