Ons werk

Continue 3d-printen: sneller, goedkoper en flexibeler

Een robotarm die met een snelheid van bijna anderhalve meter per seconde producten van een carrousel oppikt – opnieuw een mijlpaal in de ontwikkeling van additive manufacturing, ofwel 3D-printen. Met deze en andere ontwikkelingen maakt TNO 3D-printen steeds sneller, goedkoper en flexibeler. De onderzoekers komen graag in contact met bedrijven die de innovatieve machines willen toepassen.

(Foto gereproduceerd met toestemming van CCM)

Een van de ‘klassieke’ 3D-printers is een machine die het product laag voor laag uit poeder opbouwt, terwijl het langzaam naar beneden zakt. Door aan de bovenkant steeds een nieuw laagje toe te voegen (re-coaten) en dat met een CO2-laser te verhitten, wint het product langzaam maar zeker aan vorm en stevigheid. Dit principe werkt goed en leent zich voor diverse grondstoffen, echter het is een batchproces met een grondstof. Het gehele bouwvolume moet gevuld zijn voor een economisch proces. Bovendien is het tijdrovend: de machine is urenlang bezig met opwarmen, bouwen en afkoelen. Al met al leidt dat tot vrij dure producten.

Europees consortium

Omdat 3D-printen een veelbelovende toepassing is, zocht een Europees consortium met onder meer CCM en TNO een manier om de productie van 3D-geprinte onderdelen sneller en goedkoper te maken. De oplossing is Hyproline, een hybride systeem dat 3D-producten als in een rondjes rijdende trein print en metalen producten met een laser kan nabewerken. De gepatenteerde Hyproline heeft een acht meter lange riem met honderd ‘productpallets’ die verschillende bewerkingsstations passeren. Het proces is daardoor continu en verloopt sneller. Waar bij een batchmachine bijvoorbeeld de recoater en de inspectiecamera stilstaan terwijl de laser aan het werk is, al deze en andere bewerkingen nu gelijktijdig plaatsvinden en ook nog eens in honderd unieke varianten.

In Hyproline worden de materialen titanium en roestvrij staal (aan koper wordt gewerkt) nabewerkt met een laserablatie- en polijstmodule. De kwaliteitscontrole gebeurt door een in-line inspectiemodule die met een snelle laserscanner een puntenwolk maakt van elk passerend product. Door deze met het CAD-ontwerp te vergelijken wordt gecontroleerd hoe ver de processing is gevorderd.

Magnetische pallets

De allernieuwste uitbreiding is een pick & place-robot van Codian Robotics, aangestuurd door software van Beckhoff. Voorheen moest de carrousel worden stopgezet als alle producten klaar waren. In de nieuwe opzet wordt gebouwd op afneembare magnetische pallets. Zodra een product klaar is, grijpt de robotarm razendsnel (1,3 tot 2 m/s) de pallet met het product van de carrousel en wordt direct gestart met een nieuw product. Voor de nabewerking print de machine de vatting waar het product precies inpast. Hierdoor is het bovendien mogelijk om producten te bewerken die niet plat zijn aan de onderkant maar werkelijk driedimensionaal zijn geprint.

Intussen denken de experts na over volgende stappen, zoals een lijn waarbij op elke pallet een eigen poederbak staat. Andere ideeën zijn fullcolourprinten en het inbouwen van intelligentie door tijdens het proces bijvoorbeeld een RFID-chip te plaatsen. Zo leidt de combinatie van 3D-printen, pick & place, laserbewerking en IT tot een heel nieuwe manier van betaalbaar en economisch produceren. Wilt u meedenken over de toepassing van deze ontwikkelingen of voor uw producten met een machine experimenteren? Neem contact op met Frits Feenstra.

Downloads
Zie ook
Nieuws

Drie TNO-aanvragen Toekomstfonds gehonoreerd

09 juni 2016
Vandaag heeft het ministerie van Economische Zaken de toekenningen voor faciliteiten vanuit het Toekomstfonds bekend gemaakt. Voor alle drie door TNO voorgestelde investeringen zijn leningen beschikbaar... Lees verder
Nieuws

TNO en TU/e richten samen Europees topcenter op voor 3D-printen

30 mei 2016
TNO en het High Tech Systems Center van de TU Eindhoven gaan samenwerken op gebied van ‘additive manufacturing’. Additive manufacturing betreft technieken waarmee producten in laagjes worden gemaakt, zoals... Lees verder

Ir. Frits Feenstra

Contact

Ir. Frits Feenstra

E-mail

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren.