Additive & New Manufacturing Technologies is een van de tien themaroutes op Machineering 2019. De belangrijkste? Dat bepaal je als bezoeker zelf. Het is wel ongetwijfeld een van de boeiendste. Vooral op een beurs waar productietechnieken zoals CNC-draaien en -frezen sterk aanwezig zijn. Additief en subtractief raken namelijk steeds meer met elkaar verweven. En niet alleen wat betreft 3D metaalprinten.

Dat is bijvoorbeeld duidelijk zichtbaar bij de producenten van gereedschappen voor freesmachines. Een groeiend aantal van hen ontdekt dat ze dankzij 3D metaalprinten de grenzen van hun verspanende gereedschappen kunnen verleggen. Mapal had enkele jaren geleden de primeur, ondertussen zijn de gereedschapfabrikanten die de wisselplaathouders 3D metaalprinten niet meer op de vingers van één hand te tellen. Additive meets subtractive in optima forma.

3D printen onlosmakelijk verbonden met de wereld van Machineering 2019

3D printen gereedschaphouders

Promas combineert dit keer op Machineering additieve en subtractieve technologie. Promas levert namelijk de 3D metaalprinters van Sisma, de Italiaanse partner van Trumpf. Sisma heeft samen met Gaspari Utensili vorig jaar het ontwerp van een boorgereedschap geoptimaliseerd voor 3D metaalprinten. Door het niet massief te maken – de klassieke aanpak – maar met rasterstructuren te werken – de additieve manier – is de houder lichter, maar minstens zo stijf als de klassieke houder uit vol materiaal. Het tweede voordeel dat de gereedschapfabrikant uit additive manufacturing haalt, is het optimaliseren van de interne koelkanalen. Hierdoor kan tijdens het frezen effectiever gekoeld worden. Sisma heeft de gereedschaphouder 3D geprint op de MySint 300.

PDK wisselplaathouder geprint

DMG Mori doet eigenlijk hetzelfde. De machinebouwer heeft samen met Neher een PKD-wisselplaathouder verbeterd qua koelcapaciteit en gewicht. Voor het eerst kan elke wisselplaat afzonderlijk met koelsmeermiddelen gekoeld worden, doordat je met 3D metaalprinten veel meer vormvrijheid hebt dan met de klassieke bewerkingstechnieken. Ook Neher en DMG Mori hebben naar gewichtsbesparing gezocht door rasterstructuren te printen. Het gewicht is met 700 gram verminderd, 30%. Op een CNC-machine betekent dit meer dynamiek en minder belasting van de spindel.

Laserfrezen voor precisie

Neher, dat de houder geprint heeft op de Lasertec SLM 30 machine van DMG Mori, past nog een derde slimmigheid toe. De houder is direct op een CNC-gefreesde adapter geprint met een standaard gereedschapopname. Overigens past Neher bij de productie van de houder nog een andere innovatieve technologie toe. De zittingen voor de wisselplaten moeten nabewerkt worden om de wisselplaten te monteren. Dat doet Neher met laserablatie. Additive, laser en CNC-verspanen komen dus samen in deze houder.

Hoe frees je 3D geprinte onderdelen?

Het voorbeeld van DMG Mori toont als geen ander hoe additief en subtractief elkaar aanvullen. Ze kunnen niet zonder elkaar. Veel metaalgeprinte werkstukken vergen nog een mechanische nabewerking. Een interessante vraag aan exposanten op Machineering is hoever de gereedschapfabrikanten en ook de CADCAM ontwikkelaars zijn met speciale tooling en software voor AM nabewerken? Vergt de nabewerking speciale gereedschappen of strategieën? Of kun je met volstaan met CNC frees- en draaitechnologie voor gietdelen? Tom Scharlaken, lector aan Vives Hogeschool in Kortrijk gaat in zijn expertclasses (donderdag 16.00 uur) in op het thema verspanend nabewerken van 3D geprinte werkstukken.

Trideus toont de 3D printers van 3DGence, waarmee materialen zoals PEEK geprint worden.

Kijk ook naar kunststoffen

Wie 3D printen op Machineering 2019 enkel vanuit de metaalkant benadert, laat een kans liggen. Niet voor niets zijn materialen een subthema van de beurs: materials for advanced manufacturing. De fout die veel verspanende bedrijven maken, is blijven denken dat je voor alles wat een beetje stevig moet zijn, minstens aluminium nodig hebt. Wie daar aan vasthoudt, zal in de nabije toekomst door onbekende concurrenten worden ingehaald. Er komen namelijk steeds meer kunststoffen voor 3D printen beschikbaar met voldoende mechanische eigenschappen voor veel toepassingen die nu van freesdelen worden gemaakt. Zeker als je het design hierop afstemt (daarom zijn CAD-ontwikkelaars zo belangrijk). De vliegtuigindustrie heeft dit al ontdekt, met een materiaal als Ultem (PEI).

Spuitgietmatrijzen 3D printen met kunststof

3D printerfabrikanten zien dit en passen hun machines aan voor het printen met deze hoogwaardige kunststoffen, zoals PEEK en PEI. Op Machineering laat FormID bijvoorbeeld de nieuwe FDM-printers van het Spaanse Dynamical Tooling zien, waarvan de DT60 (primeur op Machineering) een extrusietemperatuur tot 500 graden C haalt. FDM is echter niet de enige technologie die invloed zal krijgen op de CNC-verspaning. Met SLA-printtechniek en aangepaste harsen, zoals DM500 van DWS, kunnen spuitgietmatrijzen worden geprint die sterk genoeg zijn voor tot 200 spuitgietcycli. Rapid tooling krijgt hiermee een andere betekenis. Maar denk ook aan de alsmaar kleiner wordende series; of de nood aan korte innovatiecycli. Dat 3D geprinte producten ook direct kunnen worden ingezet, laat ZiggZagg op Machineering zien met het op een van de HP printers gemaakte inlaatcollector voor een BMW racewagen (lees hier meer over deze case). Overigens zijn de aansluitvlakken van het kunststof manifold waar pakkingen en rubbers zitten, gewoon nagefreesd. Additive biedt dan soms mogelijkheden die verder gaan dan CNC-technologie, maar voor de puntjes op de i blijft CNC-frezen nodig.

BigRep komt binnenkort met de MXT printtechnologie op de markt. Deze 3D printers zijn uitgerust met drives en CNC-besturing van Bosch Rexroth die ook in freesmachines wordt gebruikt.

CNC-besturing voor 3D printer

Het Duitse BigRep laat op een heel andere manier zien hoe 3D printen en CNC-technologie samenkomen. BigRep – in België vertegenwoordigd door Trideus – brengt later dit voorjaar de nieuwe BigRep Pro met MXT-technologie uit. Deze 3D printer is uitgerust met de drives en de MXT-besturing van Bosch Rexroth, die ook in verspanende machines wordt toegepast. Hierdoor nemen snelheid en nauwkeurigheid toe en verbreedt BigRep de mogelijkheden van FDM-printen, met filament. De nauwkeurige besturing was nodig omdat in de nieuwe printer, net als de Edge die later dit jaar komt, het gesmolten kunststof via een precisie unit wordt gedoseerd. Dat zorgt voor een hogere nauwkeurigheid van het werkstuk.

De Italiaanse 3D printerfabrikant DWS heeft met de XFab een speciale machine ontwikkeld inclusief hars voor het printen van hybride matrijzen: geprinte matrijzen voor kleine series spuitgiet producten. Te zien bij FormID op Machineering.

Laagdrempelig instappen

Tot slot: verspanende bedrijven kunnen heel laagdrempelig instappen in 3D printen. Industriële FDM-printers zijn met de huidige generatie materialen goed genoeg om heel wat tooling die nu vaak gefreesd wordt uit aluminium, direct te printen. Lees hier het artikel over hoe NTS in Eindhoven de FDM-printers dagelijks inzet.

Machineering 2019 vindt van 27 – 29 maart plaats in Brussel. Donderdagavond is de nocturne en VIP-avond.  Flam3D organiseert elke dag lezingen rond 3D printen en je kunt terecht bij een van de professionals in de sessie Can i print this. Gratis toegangskaarten zijn hier verkrijgbaar (gebruik de code 106).