In Duitsland hebben 10 Fraunhofer instituten hun expertise op het vlak van additief fabricage gebundeld. Onder de noemer Fraunhofer Rapid Manufacturing pakken ze thema’s op als materialen, engineering en technologie. Het eerste doel van de alliantie: de Duitse atleten die in 2012 aan de Olympische Spelen van Londen meedoen van individueel op maat gemaakte schoenzolen voorzien.

3D techniek van de toekomst

Andrzej Grzesiak is groepsleider bij het Fraunhofer IPA in Stuttgart, de spil in de alliantie. Hij ziet de lasersmelttechnieken vooral als een techniek voor de nabije toekomst. Het 3D printen is de techniek voor de wat verdere toekomst, zo schetste hij eerder dit jaar tijdens een presentatie van de alliantie op de medische beurs MedTec. “In de toekomst zullen we keramiek, metaal en kunststoffen kunnen printen.” Zo heeft men al de eerste nieuwe heupkommen gemaakt, op maat voor de patiënt, met behulp van lasersmelten.

Spanningen vermijden

Qua materialen worden veelal titaan en titaan-aluminium legeringen in de onderzoeken gebruikt. Een probleem bij de additief fabricage van metaaldelen is volgens Andrzej Grzesiak soms de interne spanningen in het materiaal. Voor bijvoorbeeld medische toepassingen zijn die vaak te hoog. Door een betere controle van procesparameters kun je deze spanningen verlagen. Binnen drie tot vijf jaar denkt hij dit probleem opgelost te hebben.

Materiaalcombinaties

Voor de medische industrie biedt rapid manufacturing tal van kansen. In Duitsland ontwikkelt men bijvoorbeeld nieuwe polymeren voor in het menselijk lichaam. Op termijn denkt Grzesiak ook aan composieten als materiaal voor kunstgewrichten. “Bijvoorbeeld keramiek en polymeer in een product. Je kunt dan prothesen maken die flexibel zijn op de plekken waar dit moet en stijf waar je stijfheid nodig hebt.” Een ontwikkeling waar men in Aken aan werkt, is het 3D printen van een op zirkoon gebaseerd keramiek met een densiteit van bijna 100 procent.

Individualisering van de productie

Naast de medische toepassingen ligt de grote markt voor rapid manufacturing vooral in de individualisering van wat nu nog massaproducten zijn. Zo willen de instituten van de alliantie voor de sprinters van de Duitse Olympische ploeg het schoeisel individualiseren door gebruik te maken van additief fabricage. “Voor een topatleet moeten de dikte en de stijfheid van de schoenzool afgestemd zijn op loopgedrag en lichaamsbouw. Dat lukt in de gewone productie niet. Met rapid manufacturing slagen we er wel in om de zolen op maat te maken.” Daarvoor zet men high speed sintering in. “Hierdoor moeten de prestaties van de sprinters verbeteren”, zegt Grzesiak.

Meer informatie:

RM Platform

Rapid manufacturing netwerk België

RM Platform Nederland