Achterhoek: 3D-metaalprintValley?!

Achterhoek: 3D-metaalprintValley?! Door:

Peter van der Meulen, Trudy te Loo-Korts & Tanja Abbas

In opdracht van:

Martin Stor, Achterhoek Centrum voor Technologie (ACT)

Achterhoek, Januari 2014

Voorwoord “Kan de Achterhoek zich ontwikkelen tot een 3D-metaalprintValley en wat is daar dan voor nodig?” Dat is de vraag die in deze verkennende studie centraal staat. Twee ondernemers in de Achterhoek/Liemers hebben in samenwerking met het Achterhoek Centrum voor Technologie (ACT) daartoe het initiatief genomen. Het gaat om Trudy te Loo-Korts van Telmastaal/TTL Group en Peter van der Meulen van VDM 3D-printing. Te Loo is producent van metaalpoeders, Van der Meulen is deskundig op het gebied van het 3D-printen. Zij zijn in het onderzoek ondersteund door Tanja Abbas (www.tanja-abbas.nl). Initiatief tonen is een ding, het zakelijke plaatje voor ogen houden is in deze tijden van economische crisis minstens zo belangrijk. Metaalprinters worden al gebouwd en verkocht, er zijn verschillende typen op de markt, maar er zit ook een behoorlijk prijskaartje aan. Bovendien moet je weten wat je wilt gaan doen en welke kennis je nodig hebt om bijvoorbeeld zo’n machine te bedienen. Het is dus verstandig om te onderzoeken hoe je de technologie rond 3Dmetaalprinting ‘in huis kunt halen’ en welke partijen je daarvoor nodig hebt. Tegelijkertijd is het van belang om te kijken naar de bredere context. Wat gebeurt er in de 3D-wereld als het gaat om metaal printen? Wat zijn in dat geval de kansen voor de Achterhoek? Deze verkennende studie heeft antwoorden op dit type vragen op een rij gezet. Het is geen verdiepend onderzoek op details, maar een globaal onderzoek op hoofdlijnen. Het biedt houvast voor concrete vervolgstappen. Uiteindelijk zullen die stappen gezet moeten worden door ondernemers, samen met onderwijs & onderzoek en overheden. Een groep mensen die vanuit een gezamenlijke visie, met de nodige lef en in goede onderlinge samenwerking gebaseerd op vertrouwen samen aan de slag gaan. De tijd voor een 3D-metaalprintValley in de Achterhoek lijkt er rijp voor te zijn. Doetinchem, Peter van der Meulen, ’s-Heerenberg, Trudy te Loo-Korts Barchem, Tanja Abbas Januari, 2014

1

Inhoudsopgave

1

Inleiding & Leeswijzer

De belofte van 3D-printen 3D-printen & de Achterhoek Leeswijzer

2

De techniek van het 3D-printen met metaal

3D-metaalprinters: techniek en marktspelers Andere denkwijze nodig Mogelijkheden & beperkingen

3

3D en metaal: ontwikkelingen wereldwijd en in Nederland

3 3 3 4 6 6 7 9 12

De totale 3D-printmarkt blijft groeien

12

Kennisinstituten in Nederland doen mee, maar zijn geen ‘koploper’ Ook regio’s in Nederland roeren zich

14 14 16

Ondernemers die lef tonen

4

Open Source en 3D-printen

Kennis delen in openheid Open Source en het Add Lab Eindhoven

5

3D metaalprinten: kansen voor de Achterhoek

Maakhistorie van de Achterhoek Waarom 3D-metaalprinten in de Achterhoek? Overige relevante ontwikkelingen in de Achterhoek

6

19 19 19 20

Bevindingen ondernemersverkenning

Vragen Antwoorden

7

17 17 18

23 23

Conclusies & Aanbevelingen

Conclusies op een rij Aanbevelingen voor het vervolg

26 27

Bijlage 1 Bronnen

29

Bijlage 2 Interviews met ondernemers

30

2

1

Inleiding & Leeswijzer

“Volgens een toenemend aantal experts zal 3D-printen in combinatie met internet, robotica en open software tot een nieuwe industriële revolutie leiden, die het komende decennium ingrijpende gevolgen zal hebben voor economieën van landen en verdienmodellen van bedrijven en het onderwijs. In verschillende landen zou dit tot een herleving van de maakindustrie kunnen leiden. Ook voor Nederland ligt hier een mooie kans. De vraag of deze revolutie daadwerkelijk zal plaatsvinden, hangt af van verdergaande technologische vernieuwingen op het terrein van 3D-printen, ontwikkelingen op het gebied van software en de kostprijs van het printen. Maar tevens van de mate waarin consumenten en bedrijven van 3D-printen gebruik gaan maken.” (Voorwoord Willem Vermeend in ‘De Wereld van 3Dprinten’, 2013: p.14)

De belofte van 3D-printen Het wordt de belangrijkste uitvinding sinds de drukpers genoemd en het is een van de meest innovatieve technologieën van dit moment: de 3D-printer. Met steeds kleinere seriegroottes en steeds complexere producten, is de verwachting dat 3D-printen zal doorbreken als serieuze productietechniek voor enkelstuks en kleine series. Produceren wordt volledig gedigitaliseerd via slimme software. Dat betekent dat de maakindustrie voor het eerst op grote schaal producten op maat kan leveren. De ontwikkelingen binnen het 3D-printen volgen elkaar snel op, ook als het gaat om de materialen die gebruikt worden. De meest bekende ‘grondstof’ voor de 3D-printer zijn de polymeren. Inmiddels zijn heel veel materialen geschikt om te printen. De industrie is druk bezig om dit in te zetten in kleinschalige productieprocessen, Additive Manufacturing (AM) genoemd.1 Denk aan unieke producten zoals sieraden, kronen voor een gebit, gehoorapparaten, maar ook titanium implantaten voor een heup, kaak of schedel en lichtgewicht constructies worden met een 3D-printer gemaakt. Zo wordt 3D-printen een volwaardig onderdeel van een industrieel productiesysteem. Maar dan wel een systeem waarbij alles helemaal anders dan anders gaat. Er wordt inmiddels gesproken over de derde industriële revolutie (zie Box 1). Box 1 Naar aanleiding van de Hannover Messe in april 2013 verscheen bij Economy Magazine een 40pagina’s tellend dossier over 3D-printers als het gereedschap van de toekomst. In het dossier wordt uitgebreid beschreven wat de effecten van 3D-printen zijn ten aanzien van het werk in de fabriek, terugverschuiving van arbeidsplaatsen naar het Westen en de mogelijkheden om nieuwe materialen te gebruiken. Verder gaat het ook over de effecten die 3D-printen heeft op de wijze van produceren zoals gedistribueerde productie en de samenwerking tussen productierobots en mensen. Het is een moderne manier om producten te maken door alleen materiaal toe te voegen wat je nodig hebt in plaats van materiaal weg te halen dat je niet nodig hebt, zoals bij houtbewerken of metaal frezen. (Bron: www.tno.nl/content/ titel artikel: TNO werkt met Print Valley aan de derde industriële revolutie)

3D-printen & de Achterhoek

1

3D-printen is de overkoepelende aanduiding voor fabricagetechnieken waarbij objecten laag voor laag worden opgebouwd, gestuurd door een computer. In de industriële sector is de officiële term Additive Manufacturing (AM). In dit rapport wordt steeds gesproken over 3D-printen.

3

In deze wereldwijde ontwikkeling, waarin sommige landen binnen Europa (met name Duitsland), de VS en Japan voorop lopen, wil Nederland ook meedoen. Zo zijn er in de regio Eindhoven - bekend om z’n hightech industrie - al de nodige investeringen gedaan. Ook in de Achterhoek komt steeds meer aandacht voor 3D-printen. Op 24 september 2013 is een 3D-print conferentie gehouden in Winterswijk, georganiseerd door het Achterhoek Centrum voor Technologie (ACT). Daarbij is ook grensoverschrijdend gewerkt met Duitsland. Er waren stands en (inter)nationale sprekers. Ongeveer 200 personen hebben de conferentie bezocht. Daarnaast is er een Achterhoekbrede initiatiefgroep rond 3D-printen die tot doel heeft om de Achterhoek om te vormen tot een 3D-PrintValley (zie ook hoofdstuk 5). Een aantal deelnemers aan deze 3D-initiatiefgroep is vervolgens deze verkenning gestart (zie voorwoord en bijlage 1). In de Achterhoek gaat het vooral om het zoeken naar de kansen en mogelijkheden voor een hele specifieke ontwikkeling binnen het 3D-printen, namelijk het 3D-printen met metaal. Niet zo gek als je bedenkt dat men in de Achterhoek -al ver voor de industriële revolutie- ijzer- en ijzerwaren produceerde in gieterijen en bakstenenfabrieken. De essentiële grondstoffen OER en klei waren in de Achterhoek ruim voor handen. De aanwezigheid van de rivier de Oude IJssel vormde de belangrijkste transportader. Aan deze rijke industriële historie danken we – nog steeds- de sterke positie van de maakindustrie in de Achterhoek. Een industrie die blijft vernieuwen en die recent nog in de Erasmus Concurrentie en Innovatie Monitor 2012 – 2013 samen met Twente tot een van de meest innovatieve regiosectoren van Nederland is uitgeroepen (Box 2).

Box 2 De Achterhoek en regio Twente zijn toonbeeld van innovatie “Uit analyse van de data komt naar voren dat de verschillende regio’s in Nederland in verschillende mate met innovatie bezig zijn (zie ook Tabel 1). Op sociale innovatie scoort vooral Noordoost Nederland bovengemiddeld. In het bijzonder de Achterhoek, Twente, en omstreken (postcodegroep 7000 – 7999) scoren bovengemiddeld op de verschillende hefbomen van sociale innovatie, en op radicale innovatie èn incrementele innovatie. Professor Henk Volberda: “De regio Achterhoek, Twente, en omstreken kenmerkt zich door een relatief hoge mate van ondernemend gedrag en het vermogen om snel te handelen. Zij durven niet alleen risico’s te nemen, maar zijn ook relatief snel en gevarieerd in staat om kansen te benutten.” (bron: Erasmus Concurrentie en Innovatie Monitor 2012 – 2013, p. 11).

Voor het 3D-printen zijn metaalbe- en verwerkende bedrijven met verschillende afzetmarkten ruim voor handen in de Achterhoek. De Achterhoekse innovatieve drive zorgt daarbij voor kansen in de 3D-metaalprint ontwikkeling. Sterker nog, we kunnen in de Achterhoek volop op zoek naar de kansen en mogelijkheden die het 3D-printen in de metaal ons bieden. De eerste vraag is hoe snel de ontwikkelingen gaan. Als we daar meer zicht op hebben, dan is de vervolgvraag wat de kansen zijn voor de Achterhoek en hoe de kansen te verzilveren? Kan de Achterhoek zich ontwikkelen tot een 3D-print Valley in Metaal en wat is daar dan voor nodig? Daarover gaat dit rapport. Daarbij moet worden opgemerkt dat het om een eerste verkenning gaat, een rapport op hoofdlijnen en nog niet op details. Leeswijzer Om bovenstaande vragen te kunnen beantwoorden, moeten we eerst weten waar we het over hebben. Wat is (de techniek) van het 3D-printen? De focus op het 3D-printen met metaal betekent dat alle ins- and outs van het 3D-printen met andere materialen niet aan bod komen. Over historie en ontwikkeling van bijvoorbeeld het kunststofprinten is al genoeg

4

geschreven en te vinden. Het volgende hoofdstuk gaat dan ook in op de techniek van het 3D-printen met metaal. Hoe gaat het in zijn werk? Welke technieken zijn er, welke materialen kun je gebruiken en welke printers zijn er op de markt? Het derde hoofdstuk beschrijft in grote lijnen de ontwikkelingen wereldwijd en de snelheid van de ontwikkelingen rondom het 3D-printen met metaal. We globaal naar de wereldwijde ontwikkelingen en ‘zoomen’ in op de ontwikkelingen in Nederland. Het vierde hoofdstuk schenkt aandacht aan de open source-trend rond het 3D-printen. Naast de bedrijven zijn ook onderwijs en onderzoek en de overheid belangrijke actoren in deze open source aanpak. Het vijfde hoofdstuk gaat in op de Achterhoek zelf. Er is een korte terugblik op historie, het geeft een beeld van de ‘typische’ aspecten van de Achterhoek in een wat breder perspectief en het biedt een overzicht van de stand van zaken en ontwikkelingen binnen de maakindustrie. Daarbij is er ook aandacht voor de afzetmarkt in de maakindustrie. Welke kansen biedt dit alles voor 3D-printen met metaal? Het zesde hoofdstuk is het resultaat van een onderzoek van de twee ondernemers die mede het initiatief hebben genomen tot dit onderzoek. De een als producent van metaalpoeders, de ander als deskundige op het gebied van het 3D-printen. Tot slot worden in het zevende hoofdstuk de conclusies getrokken en aanbevelingen gedaan voor de Achterhoek als het gaat om de ontwikkeling tot een 3D-metaalprintvalley.

5

2

De techniek van het 3D-printen met metaal

“De derde industriële revolutie wordt het ook wel genoemd: klant specifiek massa-maatwerk. Mogelijk en betaalbaar door die lopende bandproductie. Door de integratie van software, nieuwe materialen, nieuwe productieprocessen en web-applicaties. Dat gaat bijvoorbeeld om consumentenproducten en sluit aan bij een behoefte naar individuele producten. Maar het gaat ook om industriële producten als lichtgewicht bevestigingsconstructies of reserve-onderdelen die niet meer voorradig zijn. Veel producten kunnen weer betaalbaar in het westen worden geproduceerd. Productie wordt duurzamer door het ontbreken van restafval en omdat er veel dichterbij geproduceerd kan worden. Dat biedt de industrie in het westen, in Nederland, nieuwe kansen. Voor nieuwe producten, voor groei en voor hoogwaardigere werkgelegenheid. “ (Bron: www.tno.nl/content/ titel artikel: TNO werkt met Print Valley aan de derde industriële revolutie)

3D-metaalprinters: techniek en marktspelers Er zijn verschillende technieken voor het 3D-metaalprinten. Het basisprincipe van die verschillende technieken is vrij eenvoudig uit te leggen. Het te printen object wordt in de 3Dprinter laagje voor laagje opgebouwd. Hoe dunner het laagje, des te gedetailleerder het product. De wijze waarop de 3D-printer de laagjes materiaal print verschilt per techniek. Het verschilt ook per techniek wat voor materiaal de printer als ‘grondstof’ kan gebruiken. De meeste 3D-metaalprinters kunnen een materiaal tegelijk printen, sommige kunnen meerdere materialen tegelijk printen. De 3D-metaalprinters die op dit moment in de markt worden gezet zijn grofweg in te delen in twee printtechnieken. Beide technieken zijn gebaseerd op het gebruik van metaalpoeder. Hierbij wordt telkens een laag poeder selectief uitgehard met diverse onderscheidende technieken. De twee technieken zijn in te delen in de lasertechniek (Direct Metal Laser Sintering DMLS) of de electronentechniek (Electron Beam Melting EBM) die beide worden ingezet voor de uitharding. Het grootste verschil tussen de twee is dus de energiebron. Bij DMLS wordt het licht met behulp van optische lenzen gefocust en met spiegels afgebogen. Bij EBM worden de lagen samengesmolten met behulp van een computergestuurde elektronenbundel. De DMLS-technologie wordt in de praktijk vaker toegepast vanwege de eigenschappen van metaal en vanwege het feit dat er op dit moment meer materialen beschikbaar zijn dan voor EBM. EBM biedt weer voordelen omdat het minder complex is, efficiënter en een voordelen heeft qua opbouwsnelheid. Het nadeel is dat je altijd in een vacuümkamer werkt. Een ander onderscheid tussen verschillende typen 3D-metaalprinters is de mate van openheid of geslotenheid van de systemen. Bij sommige type printers van bepaalde 3D-printerbouwers is het ook verplicht de door hun geleverde poeders af te nemen. Bij de open systemen is dat niet het geval. Nu is het zo dat de techniek niet zozeer veranderd. Wat wel snel aan het verschuiven is, is de markt van 3D-machinebouwers. Een overzicht vandaag kan morgen achterhaald zijn door fusies en overnames. Onderstaand overzicht van Tranpham uit februari 2013 geeft redelijk weer hoe de marktverhoudingen liggen als het om 3D-printen van metaal gaat, maar het beperkt zich tot de fabrikanten die met een bepaalde straaltechnologie werken. Ondertussen zijn er ook al weer andere technologieën in gebruik. Op de EuroMold (3-6 december in Frankfurt) heeft een Amerikaans bedrijf laten zien dat je ook met standaard metalen strippen, gecombineerd met een freesmachine, 3D werkstukken kunt opbouwen

6

direct uit een CAD-file zonder uit vol materiaal te frezen. Tegelijkertijd werd op de Euromold ook een nieuwe 3D-printer gepresenteerd die vrij in de ruimte materiaal kan printen. Inmiddels is ook bekend dat sinds de Euromold er een overname van machinebouwers is geweest, waardoor onderstaand overzicht ook al weer achterhaald is. Om toch voor dit onderzoek een goed overzicht te kunnen bieden van 3D-printmachinebouwers, het type printers en de bijbehorende prijzen, is besloten een aparte map aan te leggen. Deze map kan op verzoek bij VDM 3D-Printing worden ingezien.

Bron: http://www.made-in-europe.nu/2013/10/3d-printen-van-metaal-hoe-wordt-de-koekverdeeld/ Andere denkwijze nodig Het 3D-printen in het algemeen en het 3D-printen met metaal vraagt om een compleet andere denkwijze. Dat begint al bij de ontwerper. Die moet zich afvragen of een object het beste gefreesd, gelast of juist geprint kan worden. Bovendien moet je als je gaat printen de benodigde tekeningen kunnen leveren. Het idee moet immers omgezet worden in een digitale 3D-bouwtekening, waarvoor CAD-software wordt gebruikt. Ook daarin zijn nieuwe impulsen nodig in het opleiden van mensen die bruikbare producten volgens tekening kunnen leveren. Het onderwijs is daarbij van cruciaal belang. Zij kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de positie van de maakindustrie door nu al een nieuwe generatie ondernemers en werknemers op te leiden die 3D-printen als vanzelf in hun ‘systeem’ opnemen. Het imago van de industrie zal daarmee veranderen, zo stelt o.a. Vermeend, van saai en vuil, naar creatief en innovatief. De maakindustrie wordt ook onder jongeren dan weer hip en trendy (Vermeend, 2013: 14).

7

Daarnaast vereist het 3D-printen vooral een andere denkwijze in het traditionele ‘ketendenken’ (de ‘Supply Chain’). In een traditionele supply chain worden massaproducten geproduceerd (bijv. in China), is er meestal sprake van lange doorlooptijden, hoge transportkosten en een relatief grote carbon footprint. Met 3D-printen kunnen producten meer op maat gemaakt worden naar de wensen van klanten. Ook de doorlooptijd van ontwerp tot daadwerkelijk eindproduct kan aanzienlijk verkort worden. Bovendien kunnen producten lokaal geproduceerd worden, wat lagere transportkosten en een kleiner carbon footprint betekent. Kortom, de vervoersstromen zullen door het 3D-printen drastisch wijzigen. Het voorspellen van de vraag is niet meer nodig. Voorraadbeheer verschuift van eindproducten naar basisgrondstoffen en halffabricaten. Voorraden slinken doordat vraag en productie direct op elkaar aansluiten. Daarnaast bespaart het veel afval en dus onkosten. Schaalgrootte wordt niet meer dwingend opgelegd door hoge ontwikkelen productiekosten. De investeringen zijn in het begin hoog, maar de kosten om de producten te maken gaan omlaag naarmate je er meer van verkoopt en voorraden verdwijnen (Bron: http://www.ground3d.nl/de-impact-van-3d-printen-op-supply-chains/)

8

9

Mogelijkheden & beperkingen Het 3D-metaalprinten heeft niet alleen logistieke voordelen. Een ander voordeel van 3Dmetaalprinten is dat je producten met een complexe inwendige structuur kunt produceren, die met reguliere bewerkingen niet te produceren zijn. In combinatie met de sterkte en stijfheid van metaal is de technologie zo een aantrekkelijk alternatief voor onder andere CNC-frezen, gieten of vonkverspanen. De 3D-techniek wordt momenteel toegepast in de aerospace voor gasturbines; automotive voor suspensies en de medische sector voor bijvoorbeeld implantaten of gereedschappen. Ook machinefabrikanten printen inmiddels eindproducten en er zijn speciale printers op de markt voor het fabriceren van sieraden. In de media worden we overspoeld met filmpjes over 3D-printen, maar er is weinig beeldmateriaal beschikbaar van 3D-printen in metaal. De reden is dat de ontwikkelingen in het metaalprinten nog niet zo ver zijn dat het nu al ‘mainstream’ is, ook al wordt er de laatste jaren steeds vaker over gesproken en gepubliceerd. Hoewel vaak wordt beweerd dat de keuze in materialen voor het 3D-metaalprinten een beperkende factor is voor de ‘mainstream’ ontwikkeling, blijkt dat wat genuanceerder te liggen. De keuzebeperking zit hem niet in het aantal materialen dat gebruikt kan worden, maar in de keuze die tot nu toe voor de materialen wordt gemaakt. Het blijkt dat er vooral hoogwaardige – en dus duurdere- legeringen worden gebruikt, waardoor de materiaalkosten (en dus ook de kosten voor het eindproduct) hoog zijn. Bovendien zijn de legeringen die tot nu toe gebruikt worden voor het 3D-printen lastig te bewerken. Dat betekent dat de helft van de kosten van het printen van een object in metaal bestaat uit materiaalkosten en de andere helft uit kosten voor de nabewerking en handlingkosten. Dat maakt dat er een ‘hoog’ kostenplaatje voor printen met metaal ontstaat. Zou je een andere keuze voor materialen maken, dan kan het kostenplaatje voor de materiaalkeuze en het nabewerken ook veranderen. Een andere –regelmatig genoemde - beperking voor het 3D-metaalprinten was tot voor kort de betrouwbaarheid en de snelheid van het 3D-metaalprinten. Toch gaan deze ontwikkelingen ook snel, aangezien de medische sector en de lucht- en ruimtevaart steeds vaker de techniek toepassen. Dit zijn sectoren die hoge eisen stellen aan hun eindproduct. Het is volgens de deskundigen een kwestie van tijd en dan wegen de beperkingen in sommige sectoren al op tegen de voordelen. Dat betekent uitproberen, testen, bijschaven. Niet alle kennis is er al, maar er wordt hard aangewerkt. Een voorbeeld hoe dit uittesten gaat is de gang van zaken rond de 3D-metaalprinter van het NLR (zie box 3). Box 3 “De 3D-metaalprinter, zoals het NLR heeft aangeschaft is ontwikkeld door het Duitse SLM Solutions. Het maakt gebruik van twee lasers van variabele sterkte – een van 400 Watt en de ander van 1kW – die metaalpoeders van diverse samenstelling kunnen smelten, variërend van “gewoon” staal, aluminium tot titanium, cobalt-chroom en nikkellegeringen. Dit zogenoemde Additive Manufacturing bouwt producten laagsgewijs op, op basis van een 3D-ontwerp. Het printproces van deze machine is allerminst vertrouwd terrein – ook niet voor SLM Solutions. Dat heeft ondermeer te maken met de relatieve onbekendheid van de fysische eigenschappen van de gebruikte materialen. Summier uitgelegd: de effecten van de laser op het gesmolten metaalpoeder van een bepaalde legering zijn goeddeels onbekend. Dat hiaat moet ingekleurd. Het optreden van krimpscheurtjes of andere bijverschijnselen kan namelijk funest zijn bij uiteindelijke toepassing, zeker binnen de luchtvaartindustrie. Het NLR heeft uitgerekend in het veld van dergelijk nauwlettend materiaalonderzoek een reputatie te verliezen: al decennia worden legeringen ontwikkeld en statisch en dynamisch getest op elasticiteit,

10

hardheid en betrouwbaarheid en dergelijke.” (www.nlr.nl/2013/06/ titel artikel: NLR opent faciliteit voor 3D printen met metaal)

11

3

3D en metaal: ontwikkelingen wereldwijd en in Nederland “Het beïnvloedt het maakproces en de hele manier van denken. Het is dus belangrijk dat de Nederlandse industrie het oude industriële denken los laat, niet verkrampt door de huidige economische stand van zaken en als echte ondernemers nieuwe kansen aan gaat pakken die 3D-printing mogelijk maakt.” David Kemps, ABN-AMRO over het sectorrapport Industriele cocreatie en 3Dprinting: Hype, Haarlemmerolie of harde waardecreatie?” (www.deondernemer.nl/kennis/653239/omarm-3d-printen).

De totale 3D-printmarkt blijft groeien In de inleiding is de vraag gesteld hoe snel de ontwikkelingen rond 3D-printen gaan. Vaak wordt dan gekeken naar de ontwikkeling in cijfers. Helaas zijn er geen aparte cijfers over het 3D-metaalprinten. Er zijn wel vele gezaghebbende rapporten verschenen over de ontwikkelingen in het ‘reguliere’ 3D-printen. En die ontwikkelingen gaan snel, zeer snel. Dit alles kan een indicatie geven voor de snelheid van de ontwikkelingen rond 3Dmetaalprinten. Maar zelfs het internationale tijdschrift The Economist doet geen voorspellingen over de impact van 3D-printen op de economie, ook al wordt het op dit moment als de belangrijkste innovatie gezien. Een innovatie die in ieder geval in verschillende bedrijfstakken de bedrijfsprocessen zal beïnvloeden en tot nieuwe maakindustrie zou kunnen leiden. Bovendien verwachten de experts dat het 3D-printen ook het onderwijs zal gaan beïnvloeden. Maar wanneer precies is niet te voorspellen, niet voor het reguliere 3D-printen en dus ook niet voor het 3D-metaalprinten. Om toch iets over de ontwikkelingen te kunnen zeggen, worden in dit hoofdstuk een aantal rapporten over de ontwikkelingen in het ‘reguliere’ 3D-printen aangehaald. Dit kan een indicatie geven voor de ontwikkelingen rond het 3D-metaalprinten. Lange tijd gold de VS als de koploper in de ontwikkeling rond het reguliere (kunststof) 3Dprinten, inmiddels heeft Europa de VS ingehaald. Dat blijkt onder andere uit het meest recente Wohlers Report. Dit wereldwijde, 3Dmarktoverzicht wordt jaarlijks opgesteld door Terry Wohlers, de Amerikaanse expert op het gebied van 3D-printen. De totale markt voor het 3D-printen is volgens het Wohlersrapport vorig jaar gegroeid met 28,6%, tot ruim 2,2 miljard dollar en de verwachting is dat tegen 2017 de wereldwijde markt is gegroeid tot zo’n 6 miljard dollar. Zo’n 28 procent van de 2,2 miljoen dollar wordt besteed aan de productie van eindcomponenten. Daarmee onderstreept Wohlers dat de toepassing van – in ieder geval het kunststof 3D-printen - definitief op het netvlies is gekomen van de grote industriële Original Equipment Manufacturers (OEM’ers) (www.wohlersassociates.com/2013report.htm) Ook het ABN-Amro sectorrapport Industriële co-creatie en 3Dprinting: Hype, Haarlemmerolie of harde waardecreatie van maart 2012 schetst de groeiverwachtingen voor 3D-printing. ABN Amro spreekt over een markt die wereldwijd 3,7 miljard dollar aan waarde vertegenwoordigt in 2015, waarbij de bank zich baseert op de 30 procent jaarlijkse groei die

12

Wohlers voorspelt. Het 3D-printen is geen wondermiddel volgens het rapport, maar het biedt innovatieve bedrijven wel de mogelijkheid om zich te onderscheiden. Om dat aan te tonen laat ABN Amro in haar rapport ook enkele Nederlandse industriële ondernemers aan het woord die momenteel omzet genereren met 3D-printen. Dat zijn onder andere Luxexcel (de winnaar van de RapidPro Award 2013) en Jack Heijer van Heijcon. Daarnaast heeft de SER recent (21 juni 2013) een studie verricht naar het belang van de (nieuwe) ambachten voor de economie en de samenleving van Nederland (Handmade in Hollan, Box 4). Daarin wordt vooral benadrukt welke economische kansen we laten liggen als we niet meer gaan inzetten op ondernemerschap en vakmanschap. Ook het 3D-printen wordt in het onderzoek aangehaald als een nieuw ambacht dat voor de nodige dynamiek en innovaties in de ‘traditionele’ maakindustrie kan zorgen. Er wordt gesproken over een renaissance van het ambachtelijke vakmanschap. Er zullen straks mensen zijn die met de printers kunnen werken, maar ook voor de nabewerking van producten zullen vakmensen nodig zijn, net als voor het onderhoud en de reparatie van de 3D-printers. In het voortraject zijn softwaremakers voor het 3D-printen nodig, net als ontwerpers die met 3Dtekenprogramma’s de ontwerpen maken. Box 4 Ambacht: belangrijk voor economie en samenleving Ambachten vormen een onmisbare schakel in de Nederlandse economie en samenleving. Ze bestrijken veel terreinen van de economie: bouw, reparatie, voeding, gezondheid, schoeisel, tandtechnici, installatie, specialistische productie, creatieve industrie, IT, uiterlijke verzorging e.d. Er werken 774.000 mensen, er zijn 285.000 ambachtsbedrijven en er is sprake van een jaaromzet van 110 miljard euro. Zonder ambachten zijn veel speciale benodigdheden niet te maken en diensten niet te leveren. Ambachten zijn belangrijk voor innovatie (zoals 3D-printen) en voor de lokale economieën. http://www.ser.nl/nl/publicaties/adviezen/2010-2019/2013/vakmanschapondernemerschap-ambachtseconomie.aspx

In de recente studie van Vermeend wordt gesteld dat de huidige ontwikkelingen en trends rond 3D-printing een ding duidelijk maken. Regeringen die denken dat hun land in hoofdzaak op een diensteneconomie kan draaien zonder een sterke industriële sector, zullen straks de boot missen. Ze ontkomen er volgens Vermeend niet aan om de mogelijkheden van een versterking of herleving van de maakindustrie serieus te nemen: “Een diensteneconomie kan niet bestaan zonder een sterke industriële sector. (…) en dat landen een goed draaiende innovatieve industrie nodig hebben om hun internationale concurrentiekracht te kunnen versterken” (Vermeend, 2013: 97). Het onderwijs en de overheid zijn van groot belang voor de verder ontwikkeling van het 3Dprinten. Zij kunnen de positie van de maakindustrie versterken. De huidige studenten die straks de nieuwe generatie ondernemers en werknemers zullen zijn, moeten nu al de nieuwe 3D-techniek en de bijbehorende software leren. Daarbij is het stimuleren van het samen bedenken en het samen maken van nieuwe producten van groot belang. De Nederlandse overheid kan het 3D-printen verder stimuleren, door het bijvoorbeeld voor te schrijven in het onderwijs of door Publiek Private Samenwerking (PPS) te stimuleren. Het kabinet Rutte 2 heeft 3D-printen tot onderdeel van het economische beleid gemaakt om

13

veelbelovende ICT-vernieuwingen in het bedrijfsleven te bevorderen. Het doel is een bijdrage te leveren aan economische groei en verbetering van de concurrentiepositie van Nederland door efficiënter en grootschaliger gebruik van ICT, met name in het MKB (Vermeend, 2013: 57).

Kennisinstituten in Nederland doen mee, maar zijn geen ‘koploper’2 In Nederland staan nog niet veel 3Dmetaalprinters. De meeste staan in de laboratoria van kennis- en onderzoeksinstellingen en bij R&D-afdelingen van grote bedrijven als Airbus, BMW, Boeing en Shell. Een van die kennisinstituten die al lange tijd bezig is met het ontwikkelen van de technieken voor 3D-printen en in Nederland een prominente rol speelt, is TNO. Ze doen dat onder andere door 3D-machinebouwers en producenten van 3D producten te helpen de machines steeds verder te verbeteren. Het gaat dan om hogere nauwkeurigheid, snellere productie en het gebruik van steeds meer verschillende materialen, waaronder ook metalen. TNO heeft daarin grote ambities. Ze werkt aan een volgende generatie machines: de Print Valley, volgens TNO de fabriek van de toekomst. Deze techniek stelt bedrijven in staat om producten te maken op locatie en op bestelling. Van één product per keer naar een lopende band met allemaal unieke producten. Van verschillende materialen. Of zelfs van meerdere materialen in één product. Met als gevolg: lagere kosten, nieuwe mogelijkheden en daardoor ook nieuwe eindproducten. Ook het NLR, als onderzoeksinstituut verbonden aan de luchtvaartindustrie doet onderzoek naar de praktische mogelijkheden van 3D-printen met metaal. Zo kunnen met behulp van 3D-printen complexe brandstofleidingen of gewichtbesparende holtes aangebracht worden in metalen motoronderdelen van vliegtuigen of raketten. Met die gedachte heeft het NLR op 6 juni 2013 een Selective Laser Melting machine aangeschaft. Dit biedt het NLR de mogelijkheid om kennis over de technologie op te bouwen en toekomstige toepassingen te ontwikkelen. Juist door de diversiteit van al die toepassingsmogelijkheden kan het NLR ook onderzoekswerk en hulp aanbieden. Hierdoor kan de Nederlandse industrie laagdrempelig kennis maken en ervaring opdoen met 3D-metaalprinten. Ook regio’s in Nederland roeren zich Sommige regio’s in Nederland profileren zich met 3D-printen, met name de regio Eindhoven. Deze regio benut de kennis van de technische universiteit in hun gebied met de aanwezigheid van grote bedrijven om zich te profileren met 3Dmetaal printen. Zo opende de ‘start-up’ Additive Industries op 24 oktober 2014 de eerste ‘3Dprintfabriek’ van Nederland in een voormalig pand van Philips. De fabriek heeft inmiddels diverse 3D-printers die metalen objecten kunnen printen. Additive Industries wil zich binnen de regio Eindhoven specialiseren in 3D-printen. Dat is niet zomaar uit de lucht komen vallen. In 2011 hebben Brainport Industries en Additive Industries hun krachten gebundeld bij de ontwikkeling van industriële additieve productie voor de hightechindustrie. Ze hebben een Addlab-programma opgesteld. Dit is onderdeel van het technologieprogramma CFT 2.0 van Brainport Industries en wordt uitgevoerd door Additive Industries. Het is een driejarig project, waar toeleveranciers zoals KMWE, NTS, Frencken en Nijdra zich in de eerste fase al aan hebben verbonden. Er is vervolgens verder gezocht naar uitbreiding van de groep naar tien tot vijftien deelnemende partijen. Uiteindelijk is de start van de fabriek mogelijk gemaakt door investeringen van acht bedrijven; ASML, Canon, Fei, Philips Healthcare en Vanderlande zijn 2

Zie ook hoofdstuk 4 ‘De Wereld van 3D-printen’, 2013.

14

ook toegetreden. In totaal is er 1,8 miljoen euro in de 3D-printfabriek van Additive Industries gestoken. De belangrijkste reden voor de investeerders om mee te doen is dat ze het 3D-printen met metaal zelf onder de knie willen krijgen in plaats van opdrachten naar Duitsland of België te sturen. Onder andere toeleveringsbedrijven van chipmachinefabrikant ASML zal de 3Dprinter met eigen personeel inzetten om metalen machineonderdelen te printen, terwijl ook Philips Healthcare objecten zal gaan printen. Het is dan ook een bewuste keuze van Additive Industries om de fabriek als een open faciliteit aan te bieden. Ze willen zo de mogelijkheden van 3D-printen in metaal voor de industrie breed toegankelijk maken. In overleg met de partners wordt een programma samengesteld voor maximale uitwisseling van kennis en delen van ervaringen bij het 3D-printen van metalen machineonderdelen in titanium, aluminium, staal en hun legeringen. Er is ook een regio in Nederland die net als de Achterhoek veel maakindustrie heeft en die niet zoals Eindhoven beschikt over een universiteit of een hightech profiel. Ook zulke regio’s richten zich op de kansen voor het 3D-printen met metaal en zetten stappen. Zo is in 2011 rond Drunen een bedrijven- en kenniscluster voor metaal en engineering opgericht, het zogenoemde ‘Metal Valley’. Dit is een initiatief voor en door Ondernemingen, Onderwijs en Overheid. Hun gezamenlijke doel is de innovatiekracht van de Brabantse metaal- en machine-industrie te versterken, om zo uiteindelijk de werkgelegenheid in de regio voor de toekomst te behouden en economisch groei te waarborgen. De initiatiefnemers zijn LDM, Sapa, Wärtsilä en FME-CWM die samen met de partner organisaties als de Brabants Zeeuwse Werkgeversverening, Avans Hogeschool, Gemeente Heusden, N.V. Brabantse Ontwikkelings Maatschappij, BHB, Provincie Noord-Brabant en de 5sterrenregio / Kamer van Koophandel Brabant in 2011 het "masterplan Metal Valley Netherlands" opgesteld hebben met ondersteuning van de Brink Groep. De deelnemende partijen richten zich in eerste instantie op laagdrempelige initiatieven, zoals het gebruik van elkaars faciliteiten op het gebied van onderzoek, testing en analyse (facility sharing), ketenintegratie en marktgerichte innovaties. De voorziene investeringen in activiteiten en faciliteiten bedragen 3 miljoen euro voor de periode 2012-2014. Ondernemers, onderwijs en overheid spannen zich gezamenlijk in voor de financiering door inbreng van geld, tijd, kennis en middelen. Ook deze samenwerkende partijen richten hun pijlen op de 3D-printtechnieken voor de metaal (box 5).

Box 5 Wij geloven in productontwikkeling en in Metal Valley als landingsplaats voor metaalkennis en volgen deze ontwikkelingen op de voet. In de nabije toekomst zal een 3D-printer daarom deel uitmaken van onze vestiging. Het doel hiervan is tweeledig: metaalonderzoek en de toepassing van nieuwe kennis in kleinere serieproducties. Hierbij zal intensief worden samengewerkt met bedrijven die reeds op Metal Valley zijn gevestigd en met andere bedrijven en instituten in binnen- en buitenland. Gezien de toekomst is het noodzakelijk om hierin te investeren en technieken te blijven verbeteren. Ten behoeve van 3D-manufacturing gaat Metal Valley intensief onderzoek faciliteren naar printpoeders van metaal. Ook naar het samenbrengen van diverse materialen binnen 3D-manufacturing. (bron: www.metalvalley.nl/3D-manufacturing)

15

Ondernemers die lef tonen Zoals uit de voorbeelden blijkt, zitten er achter de (regionale) ontwikkelingen ondernemers die visie hebben, kansen zien en vooral samenwerkingsverbanden aangaan om metaalprinten te realiseren. Wat je ziet is het eindresultaat. Wat daaraan voorafging, blijft wat minder zichtbaar. Dat is jammer, want dat maakt het juist voor ondernemers interessant. Welke type ondernemers investeert hierin? Waar moet je op letten? Wat is het product? Veel informatie in de 3D-printindustrie met metaal is er in de Nederlandse praktijk (nog) niet. Dat heeft ermee te maken dat ontwikkelingen zich voor een groot deel voordoen binnen de R&D-afdelingen van kennis- en researchinstellingen en andere ‘open’ initiatieven nog niet zo lang lopen. Er is in het buitenland (o.a. Duitsland) wel de nodige vakkennis bij een klein aantal gespecialiseerde bedrijven, maar dat gebeurt vaak achter hermetisch gesloten deuren. Het is interessant voor Achterhoekse ondernemers om de visie van andere ondernemers daarover te horen. Om die reden zijn er in bijlage 2 van dit rapport een aantal artikelen met ondernemers rond het 3D-metaalprinten integraal overgenomen. Er is een artikel met Jonas Wintermans en Daan Kersten; twee ondernemers betrokken bij Additive Industries en een interview met een van de investeerders in het Addlab, Arno Gramsma van KMWE. Verder is er ter inspiratie een youtube interview met Marian van Lambalgen, directeur van de 3dPrintCompany gevestigd in de Creatieve Fabriek Hengelo, via de link: www.youtube.com/watch?v=EySAK_iCx0Y.

16

4

Open Source en 3D-printen

“De toekomst is aan de ontwikkelaar achter de pc, in de garage, op de zolderkamer of in de schuur. Innovatie gebeurt niet meer in grote industriële conglomeraten, maar in open netwerken (…) Marketing en productie gaat misschien nog naar de grote conglomeraten, als Siemens of Toyota, maar ontwikkeling en innovatie gebeurt in complexe open source netwerken door mensen die, als ze even naar buiten lopen, de trek van kraanvogels in het vroege voorjaar kunnen horen, hun kinderen van school kunnen halen, met buren en vrienden kunnen werken aan de coöperatieve energie- of zorgvereniging.” (Thijs de La Court, wethouder Lochem (bron: www.thijsdelacourt.nl/post/46662926725/het-platteland-als-motor-vaninnovatie)

Kennis delen in openheid Open innovatie, open source, kennis delen, samen met andere nieuwe oplossingen bedenken en elkaar helpen nog efficiënter te werken met die nieuwe oplossingen, dat is al jaren een trend. De belangrijkste reden is dat alle (technische) ontwikkelingen zo snel gaan dat ze anders niet bij te houden zijn. Daarom wordt zelfs door grote bedrijven als Philips en DSM kennis gedeeld met partners die voor hen interessante kennis hebben om zodoende net iets eerder als de concurrent op de markt te komen. Je ziet de open innovatie en open source gedachte ook terug in de ‘reguliere’ 3Dprintontwikkeling. Aangezien er nog niet veel kennis met ‘opensource’ en 3Dmetaalprinten is opgebouwd in Nederland, is het verstandig te kijken hoe de ontwikkelingen verlopen zijn. In Nederland zijn diverse kennisfora over 3D-printen, je kunt tegenwoordig je eigen 3Dprint bouwpakket bestellen en er zijn door heel Nederland Fablabs opgezet rond 3D-printen. Sterker nog, Nederland heeft het hoogste aantal Fablabs per inwoner (Vermeend, 2013. P. 66). Een Fablab (afkorting van het Engelse fabrication laboratory), is een coöperatieve werkplaats waar uitvinders en ontwikkelaars gebruik kunnen maken van een collectieve infrastructuur. Hier staan onder meer computers, 3D-printers, lasersnijders en frezen. Om de naam Fablab te mogen dragen, moet deze werkplaats voldoen aan het Fab Lab Charter. is gebruikelijk op ontwikkelde producten geenpatenten te nemen omdat het verdedigen van een patent dat in een Fab Lab is ontwikkeld vrij moeilijk is (er zijn meer dan 220 labs wereldwijd; hun output te monitoren is onmogelijk voor een Fab Lab uitvinder) en omdat Fab Labs in de spirit van open source werken. Bij de grotere Nederlandse Fablabs in Amsterdam, Utrecht, Tilburg en Maastricht worden ook opleidingen in de vorm van cursussen en workshops gekoppeld aan de digitale werkplaats. Hierdoor ontstaan langzaamaan totaalconcepten waarin het complete traject van leren, maken, verspreiden en presenteren in de fab labs terug te vinden is. Dat werpt zo zijn vruchten af, want 3d-print startups en 3d-initiatieven in Nederland in het ‘reguliere’3D-printen groeien snel. Zo is de Amsterdamse startup 3D Hubs op dit moment het grootste wereldwijde netwerk van 3d-printers en -makers. Bram de Zwart, oprichter van de Amsterdamse startup ziet de ontwikkelingen binnen 5 jaar versnellen, ook voor het printen met andere materialen. Hij verklaart het succes in Nederland als volgt: "Dat hebben we te danken aan een elkaar

17

versterkend ecosysteem van succesverhalen zoals Ultimaker en Shapeways, een groot aantal 3d-print startups, onderzoek bij universiteiten en TNO en media die het goed oppikken. Ik ben regelmatig op conferenties in het buitenland en daar wordt Nederland ook echt geroemd voor alle activiteit op het 3d-print vlak." (Bron: www.nuzakelijk.nl/starten/3600632/nederlands3d-succes-dendert-.html) Het Gelderse bedrijf Ultimaker uit Geldermalsen werkt inderdaad volledig volgens de Fablab gedachte. De missie van Ultimaker is vooral gericht op het beter, sneller en eenvoudiger maken van 3D-printen voor de thuisprintmarkt en wil vooral ‘delen’. Ultimaker heeft daarom binnen het Fablab concept aan iedereen de mogelijkheid geboden bij te dragen aan de ontwikkeling van 3D-thuisprinters, door te experimenteren en nieuwe objecten te ontwikkelen. Ondanks of dankzij dat ‘delen’ volgens het Fablabprincipe kan Ultimaker volledig zelfstandig commercieel opereren.

Open Source en het Add Lab Eindhoven Als het tempo van het 3Dmetaalprinten via de ontwikkeling van de ‘open source’ gedachte maar de helft is van de aangehaalde voorbeelden uit de kunststofprintwereld, dan kunnen de ontwikkelingen snel gaan. Dat zal mede de reden zijn dat het nieuwe ‘AddLab’ in Eindhoven ook volgens het opensource principe is opgezet. Het is de bedoeling dat technische bedrijven in de regio rond Eindhoven kunnen onderzoeken welke metalen producten geschikt zijn om 3D uit te printen in het 'Add Lab'. Jonas Wintermans van Additive Industries: "We noemen dit specifiek een proeffabriek, een faciliteit waar high tech toeleveranciers kunnen gaan leren wat er mogelijk is met deze techniek". In het AddLab worden nieuwe applicaties ontwikkeld, productontwerpen aangepast en geoptimaliseerd, functionele onderdelen 3D geprint in verschillende metalen en kwaliteit van geprinte delen getest en verbeterd. Belangrijkste doelstelling van het drie jaar durende programma is dat de partners samen doorlopen is kennisontwikkeling en –delen.”(Bron: tweakers.net/nieuws/91504/eindhoven-krijgt-fabriek-met-twee-grote-3d-printers.html) De aan het Addlab deelnemende bedrijven (8 in totaal), zoals bijvoorbeeld NTS Precision uit Eindhoven dat metalen onderdelen uit massieve blokken metaal freest, kunnen hun eigen proeven doen. De filosofie van het AddLab is dat de directe fabricage van functionele delen in metaal op basis van digitale 3D informatie de industriële toeleverketen. De ‘open source’ omgeving brengt machinebouwers, materiaal leveranciers, designers, engineers, kennisinstellingen, industriële toeleveranciers en eindgebruikers bij elkaar om samen te ontwerpen, te experimenteren en producten te maken. Daarmee wordt de basis gelegd voor een volgende generatie 3Dprinters. Dat betekent dat het AddLab ook een eigen innovatieve 3D-metaalprinter gaat bouwen om dé state-of-the-art 3D metaalprint machine te ontwikkelen voor industriële toepassingen. Om daarvoor de juiste personen te vinden die dit proces kunnen stroomlijnen wordt er naarstig gezocht naar werktuigbouwkundigen en materiaalkundigen met de nodige ervaring. Juist vanwege de succesvolle open source aanpak is de 3D-printrevolutie flink op stoom en lijkt het een kwestie van tijd dat het 3D-printen met metaal ook ‘mainstream’ gaat worden. Op dit moment concurreert 3D-printen met metaal nog met frezen. Hoe deze concurrentie uitpakt is nu nog niet te zeggen. Feit is dat –zeker in Duitsland- bedrijven niet afwachten en 3Dmetaalprinters aanschaffen om straks de concurrentie voor te zijn. Dat open source daarbij een versneller kan zijn is de ‘mainstream’gedachte.

18

5

3D metaalprinten: kansen voor de Achterhoek

“3-Dprinten biedt kansen voor een renaissance van de maakindustrie en het ontstaan van nieuwe lokale maakindustrie dicht bij klanten. Verwacht wordt dat 3D-printen een bijdrage zal leveren aan het herleven van het ambachtelijke vakmanschap. We hebben mensen nodig die met deze printers kunnen werken, maar voor het afwerken van een deel van de geprinte voorwerpen en producten zijn ook vakmensen nodig. Dat geldt ook voor het onderhoud en de reparaties van 3D-printers. Daarnaast zal er een toenemende vraag ontstaan naar softwaremakers voor het 3D-printen en ontwerpers die met 3D-tekenprogramma’s ontwerpen tekenen.” (Bron: Vermeend, 2013:51)

Maakhistorie van de Achterhoek Zoals in de voorgaande hoofdstukken beschreven staan we aan de vooravond van ontwikkelingen die de (lokale & regionale) maakindustrie voorgoed zullen veranderen. Uit bovenstaand citaat kun je afleiden dat de Nederlandse economie de Achterhoek hard nodig zal hebben om mee te gaan in de (internationale) ontwikkelingen. Driedimensionaal printen zal traditionele productiemethoden voor een deel overnemen. Aangezien de metaalsector de wereld is van gietprocessen, extrusie en mechanische bewerkingen heeft de hele ontwikkeling rond 3D-printen onherroepelijk gevolgen voor gieterijen, metaalbewerkers, machinebouwers, gereedschapmakerijen en matrijzenmakers. De Achterhoek kent van oudsher een bijzondere industrie waarin ijzer een belangrijke plaats had en nog heeft. Destijds, aan het begin van de 20ste eeuw had de Achterhoek - nog voor de industriële revolutie - zijn eigen ijzergieterijen, waarvan de DRU in Ulft een van de bekendste was. Deze industrie heeft zich ontwikkeld tot een innovatieve bedrijfstak van internationaal niveau. Deze maakindustrie wil zich laten zien, zich verder ontwikkelen en innoveren. 3Dprinten met metaal hoort bij die innovatieve houding. Gezien alle ontwikkelingen lijkt het een kwestie van niet langer wachten, maar instappen nu het nog kan. Zo kan de Achterhoek binnen 10 jaar de toonaangevende speler (zowel qua business als qua kennis) zijn in deze nieuwe technologie. De Achterhoek als ‘3D-metaalprintValley’ is het streefbeeld van een aantal Achterhoekse ondernemers (zie bijlage 1) die zich hebben verenigd. Het sleutelwoord daarin lijkt een open source aanpak, gezien alle huidige ontwikkelingen. Dat daarin nog geen zekerheden te geven zijn, zal uit de voorgaande hoofdstukken ook duidelijk zijn geworden. Net zoals duidelijk is geworden dat er meer regio’s en plaatsen zullen inzetten op 3D-printen, maar wanneer en waar is ook nog niet definitief. Als er dan nog genoeg onzekerheden zijn, waarom dan toch deze focus op de kansen voor 3D-metaalprinten in de Achterhoek?

Waarom 3D-metaalprinten in de Achterhoek? De technologie past bij het type industrie dat in de Achterhoek al aanwezig is. In de Achterhoek zijn veel metaalverwerkende bedrijven en de maakindustrie is een sterke innovatieve industrie in de Achterhoek. De basis is er dus al en dat biedt een voorsprong op andere regio’s. Als ondernemers en als Regio Achterhoek is het van belang om nieuwe economische kansen te grijpen en bij te blijven in de industriële revolutie. Het 3D-metaalprinten biedt kansen voor de hele Achterhoek; de spinoff voor bedrijven is groot en het zet de Achterhoek op de kaart.

19

De kennis die opgedaan wordt kan commercieel gedeeld en uitgedragen worden. Het biedt ook kansen voor kennisinstellingen binnen en buiten de Regio. De Achterhoek kampt met demografische krimp, men wil een aantrekkelijk gebied blijven, ook voor jonge, toekomstige werknemers. Dit soort nieuwe technologieën spreekt jongeren aan, het sluit aan bij hun belevingswereld. Het sluit ook aan bij de groene- duurzame revolutie die gaande is. De technologie kan leiden tot minder grondstofgebruik en minder logistieke bewegingen omdat op een hele andere wijze materiaal gebruikt en ontworpen wordt. Dit alles sluit weer aan bij de doelstelling van de Agenda2020 van de Achterhoek om toe te werken naar een duurzame regio. Om een 3D-metaalhub op te zetten heb je beweging van ‘onderaf’ nodig. Partijen die met elkaar willen samenwerken, in een open source, om regionaal iets van betekenis neer te zetten. In de voorgaande hoofdstukken en ook in bijlage 2 blijkt dat dat de succesformule is. Er is al een groep ondernemers met verschillende expertise die al tegen elkaar hebben uitgesproken te willen werken aan een Achterhoekse 3D-metaalprintValley. Deze ondernemers hebben zich samen met het enige ROC in de Achterhoek verenigd in een 3Dprintnetwerk Achterhoek. Deze groep bestaat uit Cad2M, Bosch Scharnieren, GOMA, MECON, Palio, PMP, Protyp, Telmastaal/TCLGroep, VDM 3Dprinting, Prima, ACT, CIVON en het ROC Graafschap College. Dit betekent dat de keten die je nodig hebt om tot een hub te kunnen komen al in de kern aanwezig is. Er zitten namelijk bedrijven bij die veel ervaring hebben met 3D-printen, er zit een metaalpoederleverancier bij, het onderwijs zit er bij met ervaring in de machinebouw, er zit een innovatiemakelaar bij met de noodzakelijke contacten met de metaalbedrijven. Een kleine Achterhoekse delegatie van deze partijen heeft ook de Duitse Euromold 2013 bezocht om zich alvast de oriënteren op de keuzes voor printers. Dit mooie streven om gezamenlijk iets neer te zetten dat de regionale economie kan versterken is het waard om verder te brengen. Tot slot heb je bewustwording nodig. Bewustwording dat ontwikkelingen die nationaal en regionaal zullen ingrijpen elkaar steeds sneller opvolgen. Die bewustwording is in de Achterhoek zeker aanwezig, maar de kansen voor het 3D-printen zitten nog niet op ieders netvlies. Men is vanwege de crisis bezig met de korte termijn en minder met de kansen op de langere termijn. Een aantal koplopers zijn daar al wel mee bezig. Het zal ook hun taak zijn om bij te dragen aan voorlichting en bewustwording rond 3D-printen.

Overige relevante ontwikkelingen in de Achterhoek De kansen voor een 3D-metaalprinthub in de Achterhoek sluiten mooi aan op een aantal andere ontwikkelingen in de maakindustrie. Er is steeds meer samenwerking tussen verschillende partijen, waarbij bedrijven en onderwijsinstellingen elkaar vinden in hun ambities voor de Achterhoek. Een aantal van die relevante ontwikkelingen worden hier geschetst. Het bewijst dat samenwerking mogelijk is en kansen biedt. Startlab Afbramerij en ICER De Achterhoek heeft al een FabLab: StartLab Afbramerij. In het StartLab kun je aan de slag met twee verschillende 3D-printers, een vinylsnijder, een laser snijmachine en ander gereedschap. Experimenteren, leren, samenwerken en kennis delen staan centraal en er zijn open inloopdagen. Het StartLab is een initiatief van Innovatiecentrum ICER. De naam ICER

20

verwijst naar de partijen die samen het innovatiecentrum gaan exploiteren: Industrie, Cultuur, Educatie en Recreatie. ICER wil met zijn activiteiten de industrieel-technische innovatie, creativiteit en inspiratie bevorderen, etaleren, laten beleven, verspreiden en in verhalen vertellen. Zij doet dat zodat de economie in de Achterhoek en de regio, net als in verleden en heden, zich ook in de toekomst duurzaam en sterk kan ontwikkelen aan de hand van de maakindustrie. ICER gaat ruimte bieden aan allerlei technologische, kunstzinnige, culturele en leerzame activiteiten voor ondernemers, kunstbeoefenaars, studenten, kinderen, inwoners en toeristen. De partners van ICER werken aan een breed initiatief waarbij de Afbramerij – een nog te verbouwen monumentaal pand op het DRU Industriepark in Ulft – vanaf 2014 de uitvalsbasis is voor innovatieve en inspirerende activiteiten en exposities. Het StartLab is een eerste kennismaking met een van de activiteiten van ICER. Omdat het gebouw zelf nog niet beschikbaar is, is de voorlopige locatie van het StartLab de DRU Cultuurfabriek, eveneens op het DRU Industriepark in Ulft. ICER en het StartLab zijn een initiatief van het Graafschap College, Iselinge Hogeschool, Bedrijfstakschool Anton Tijdink, Nederlands IJzermuseum, Kunstenaarscollectief Breekijzer, Industrie Belang Oude IJssel, Achterhoeks Centrum voor Technologie, CIVON en individuele ondernemingen.

Centrum voor innovatief vakmanschap Oost-Nederland (CIVON)/ High Tech Systemen en Materialen In 2013 is het CIVON in de Achterhoek opgestart. Het CIVON is het centrum voor MKB HTSM bedrijven die ondersteuning nodig hebben voor innovatie en voor jongeren die kiezen voor een technische opleiding in het mbo. Voor de regio is CIVON de belangrijkste leverancier van goede nieuwe werknemers en ondernemers. CIVON levert opleidings- en trainingsactiviteiten voor zelfstandige ondernemers en voor bedrijven in de maakindustrie. Het CIVON brengt kennis, onderzoek, onderwijs en bedrijvigheid fysiek bij elkaar. Het CIVON heeft een concreet beeld over wat het centrum voor de buitenwereld, dus voor opdrachtgevers in het bedrijf en voor de bedrijfspartners en toekomstige studenten kan betekenen. Het heeft te maken met de uitdagingen van een veranderende wereld. De meerwaarde zit in het combineren van bestaande structuren en de ondersteuning binnen het bedrijf. Het CIVON vormt het loket voor MKB-bedrijven die willen innoveren en daarvoor ondersteuning zoeken. Mbo-studenten werken aan opdrachten vanuit de betrokken bedrijven, soms ook bij de betrokken bedrijven en doen zo de nodige praktijkervaring op. Daarnaast worden zij ingezet bij experimenten, onderzoek en uitvoerende werkzaamheden. In het fysieke centrum worden faciliteiten ingericht die multifunctioneel bruikbaar zijn voor conferenties, lessen en cursussen.

Grensoverschrijdende samenwerking met Duitsland rond 3D-printen Op 24 september 2013 is er met medewerking van het 3Dprintnetwerk Achterhoek en het ACT een beurs georganiseerd waarin 3D-printen centraal stond. Daarbij is de grensoverschrijdende samenwerking met Duitsland gezocht. Duitse en Nederlandse bedrijven konden zich presenteren op een 3Dprintbeurs waarop bezoekers en standhouders met elkaar kennis konden maken. Voor de een was het een kennismaking in de wereld van de 3D techniek. Voor de ander een gelegenheid zijn of haar 3D-producten onder de aandacht te brengen. Er waren leveranciers van hard- en software, ontwerpers, kunstenaars, er waren een aantal 3D-printers in actie te zien en er was zelfs een zelfgebouwde 3D-printer aan het

21

werk. Parallel daaraan liep een programma met een aantal presentaties over 3Dtoepassingen door 3D-printexperts. Tussen de presentaties door vond een minibeurs plaats. In het kader van de grensoverschrijdende samenwerking zijn inmiddels vanuit het Kennishuis Achterhoek contacten met het Europaburo in Sudthuringen gelegd. In dit gebied zijn de ontwikkelingen rond 3D-metaalprinten al ver gevorderd. De bedoeling is kennis uit te wisselen, niet alleen op bedrijfsniveau, maar vooral ook stage- en afstudeeruitwisseling van Duitse en Achterhoekse jongeren te bevorderen met name rond 3D-printen.

22

6

Bevindingen ondernemersverkenning

Bij VDM Kunststoftechniek in Doetinchem komen inmiddels ook kleine series producten van de 3D printers. Honderd stuks is geen uitzondering. Vandaag besteld, een paar uur later klaar. Is dat de nieuwe realiteit in de maakindustrie? Peter van der Meulen van VDM Kunststoftechniek denkt van wel. Kocht hij zijn eerste 3D printer vooral om in de eigen productontwikkeling te gebruiken, nu wil hij voor het 3D printen een aparte onderneming opzetten. “Ik zie de technologie als aanvullend op het spuitgieten”, zegt Van der Meulen. “Ik merk dat de markt grote behoefte heeft aan kleine productieseries, van 10 to 150 stuks. Daarnaast wil men niet langer direct investeren in een spuitgietmatrijs. En men wil een korte time to market.” Precies voor deze drie trends biedt het 3D printen op dit moment een alternatief. (Bron: www.ISSUU.com/Made-in Europe.nu digimagazine januari 2012).

Vragen Twee ondernemers uit het 3D-printnetwerk Achterhoek(Peter van der Meulen en Trudy te LooKorts) hebben samen met het ACT het voortouw genomen om tot een nadere verkenning van een 3D-metaalhub voor de Achterhoek te komen. Dat hebben ze gedaan door een aantal vragen te verkennen (box 6) en gezamenlijk de Euromold 2013 te bezoeken met een delegatie genodigden uit het bedrijfsleven, onderwijs en vanuit de overheid. In dit hoofdstuk een terugkoppeling van hun bevindingen. Het is daarbij niet eenvoudig geweest om aan de nodige informatie van de machinebouwers te komen, terwijl dat in belangrijke mate ook de keuze voor een 3D-metaalprinter bepaalt. Zo moet je het bouwvolume van een machine in relatie tot het kostprijsvolume weten om een verstandige keuze te maken. Die informatie dient dan wel ter beschikking te worden gesteld.

Box 6 Vragen voor de ondernemersverkenning 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Welke type machines zijn er en zijn geschikt? Welke materialen kunnen voor deze machines gebruikt worden? Welke samenwerkingsverbanden zijn interessant? Welke mankracht heb je nodig? Wie zijn je (potentiële) klanten? Welke locatie is het meest geschikt?

Antwoorden In hoofdstuk 2 is al het een en ander aan de orde gekomen over de verschillende typen 3Dprinters. De keuze voor een type printer wordt voornamelijk bepaald door de keuze voor een open systeem of een gesloten systeem. In een open systeem kun je met eigen (gepatenteerde) metaalpoeders werken. De voorkeur van de beide ondernemers gaat uit naar een open systeem.

23

Binnen een open systeem kunnen verschillende machines in verschillende prijsklasses gekozen worden. De keuze voor de 3D-printer zal niet alleen door de prijs bepaald worden, maar ook door de voorkeur voor de grote van de machine en de mogelijkheden voor de materiaaltoepassing. Wat in eerste instantie nodig is, is de aanschaf van een universele machine waar met verschillende poeders geprint wordt. Daar kun je productie mee maken, bijvoorbeeld halffabrikaten. Deze productiemachine moet voor de ondernemers toegankelijk zijn om hun producten te laten printen. Zo hoeft niet ieder bedrijf in de Achterhoek een eigen metaalprinter aan te schaffen, maar kan de hub een toeleverancier voor de bedrijven zijn. In feite is de 3D-metaalprinter een gereedschapmakerij voor andere ondernemers; men krijgt een voorbewerkt product aangeleverd. Tot nu toe is het zo dat er binnen de open systemen nog geen 3D-metaalprinters zijn met een snelwisselsysteem. Dit betekent dat je in de praktijk een dag ‘productie’ kwijt bent om te wisselen. Het is dan ook de bedoeling de 3D-printer voor de Achterhoek 24/7 te laten draaien, anders gaat het ten koste van de omzet. Tegelijkertijd zul je realistisch moeten zijn over het draaien van omzet. Er zal de nodige tijd geïnvesteerd moeten worden in kennisopbouw en verdere marktontwikkeling. Dat kan een traject van twee jaar zijn. Wat betreft kennisopbouw is het de wens van de twee ondernemers om mee te werken aan scholingsprogramma’s rond 3D-metaalprinten. In de Achterhoek is er veel capaciteit en kennis, ook in het MBO-onderwijs, rond het metaal vrezen, slepen en nabewerken van metaal. Ketens van de afhandelingsbedrijven die bewerkingsmachines hebben zijn in staat hoogwaardige producten te leveren en internationaal te vermarkten. Dat gebeurt nu ook al bij de conventionele technieken. Er is veel kennis over grondstoffen, het onderwijs (Graafschap College) wil bijdragen aan een goede bediening van de machines door daarin op te leiden. Het CIVON heeft het voornemen om zelf een machine te gaan bouwen. Als er dan ook een nichemarkt gevonden kan worden voor de afzet, dan vergroot dat de kansen om een unieke nichemarktspeler te worden. Naast het zelf bouwen van een 3D-metaalprinter is het raadzaam een speciaal leerwerktraject te ontwikkelen in samenwerking met het Graafschap College en bijvoorbeeld de hogescholen Han en Saxion. De opleidingen moeten beginnen met het maken van CADtekeningen. Ook een basisopleiding materiaalkunde moet worden opgezet. Omdat de ontwikkelingen rond het 3D-metaalprinten steeds sneller gaan en de huidige opleidingen in Nederland daar nog niet op ingericht zijn, is dit ook een kans. Door een speciale landelijke aanbieder te worden, kun je ook op deze manier weer potentiële werknemers aan je gebied binden. Er zijn verschillende afzetmarkten interessant. Tot nu toe is dat de tandtechniek, de medische sector, maar ook de lucht- en ruimtevaart, de automotive en de grotere hightech bedrijven in Nederland zijn interessante afzetmarkten. Om daar met specifieke cijfers voor te komen voert te ver voor deze eerste verkenning. Het vergt een financieel onderzoek om de cijfers voor die markt te onderzoeken. De 3Dprinthub kan in de 2 jaar ontwikkeltijd zich richten op de medische industrie, de kleine producten voor aerospace en offshore, maar het kan zich ook richten op reparatieproducten en het printen van kleine onderdelen. Vanuit het ‘verleden’ van de Achterhoek liggen er kansen bij het ‘gieten’; de vrije vormen printen. Voor het aanboren van nieuwe markten ligt alles nog open; alle markten kunnen interessant zijn, niets is nog bepaald. Wat betreft het kiezen van de juist locatie voor de 3D-metaalprinter is het van belang rekening te houden met het spanningsveld van openheid en privacy. Voor scholing is

24

toegankelijkheid belangrijk, voor ondernemers is privacy belangrijk. Om die reden zou je twee machines moeten aanschaffen. Een kleinere metaalprinter die bijvoorbeeld bij het ICER staat, als een studiemodel in een open source. De andere, grotere machine staat bij een bedrijf (bijvoorbeeld VDM 3D-printing) waar de deur op slot kan en waar het vooral gaat om het draaien van productie.

25

7

Conclusies & Aanbevelingen

“Er wordt hard gewerkt aan de nauwkeurigheid van de 3D-printers voor de technische markt en bewerkingsmogelijkheden van het geprinte materiaal. De mogelijkheden zijn er, maar ze zijn (nog) niet onbegrensd. We weten dat 3D-printen de metaalwereld gaat veranderen terwijl er tegelijkertijd nog veel onderzoek nodig is om tot een ideale materiaalsamenstelling te komen. Dit is nodig om zowel ontwerpers, engineers en producenten inzicht te geven in de nieuwe mogelijkheden en om de basis van metaalkennis verder te verstevigen.” (bron: www.fablabarnhem.nl/ titel artikel: fabclass 3D-printen met metaal)

Conclusies op een rij Uit de documenten die in deze studie aangehaald zijn, kunnen we in ieder geval concluderen dat de ontwikkelingen snel kunnen gaan, maar dat er tegelijkertijd ook nog veel onzekerheid is. Een aantal ontwikkelingen zijn bepalend voor de toekomstige impact van 3Dprinten. Het gaat dan om technologische ontwikkelingen, de prijsontwikkeling van 3Dprinters, de beschikbaarheid van sofware, inbedding in het onderwijs en het overheidsbeleid. Daarnaast zijn er nog de grote internationale economische en technologische trends die de ontwikkeling van 3D-printen beïnvloeden, zoals Vermeend duidelijk heeft beschreven in hoofdstuk 6 van zijn boek (2013). Dit alles beïnvloedt de keuze of, waar en op welke wijze 3Dprinters succesvol kunnen worden ingezet in bedrijven, ook in de Achterhoek. Tijd om de balans op te maken en de centrale vraag te beantwoorden of de Achterhoek zich kan ontwikkelen tot een 3D-print Valley in Metaal en wat daar dan voor nodig is? Uit de vorige hoofdstukken valt op te maken dat het ‘DNA’ van de Achterhoekse maakindustrie en het innovatieve karakter van die industrie uitstekend aansluiten bij het 3Dmetaalprinten. Ook het feit dat er al vanuit het bedrijfsleven, het onderwijs en de overheid de nodige aandacht is voor het 3D-printen is veelbelovend. Maar daarmee ben je nog geen 3D-metaalprint Valley. De belangrijkste factoren die het verschil kunnen maken zijn:     

Lef en commitment van samenwerkende ondernemers die regionaal denken en doen Een faciliterende lokale, regionale en provinciale overheid Parallelle ontwikkeling van up to date onderwijsprogramma’s voor MBO en HBO Hulp vragen als het gaat om kennis delen (bijvoorbeeld TNO, Duitse bedrijven/onderzoek) Groots denken, Klein beginnen in de samenwerking, gebaseerd op onderling vertrouwen

Achterhoekse bedrijven kunnen natuurlijk zelf een metaalprinter aanschaffen. Niemand zal ze tegenhouden. Voor de ontwikkeling van een 3D-metaalprintvalley is dat niet genoeg. Het wordt pas interessant voor de hele Achterhoek als je in staat bent om met een open source aanpak een eigen niche-afzetmarkt te creëren, een eigen printer te kunnen bouwen en –als de patenten op poeders vervallen – eigen metaalpoeders te ontwikkelen voor de machine. De bouw moet gericht zijn op het snel wisselen van materialen. Zo kun je halffabrikaten ontwikkelen voor de markt. Een eigen Achterhoekse printfabriek is dan het doel. Om dit te bereiken is in ieder geval commitment van een aantal investeerders (ondernemers) nodig, naar het voorbeeld van het Ad Lab in Eindhoven. Een van de belangrijkste reden voor de

26

investeerders in de regio Eindhoven om mee te doen is immers dat ze het 3D-printen met metaal zelf onder de knie willen krijgen in plaats van opdrachten naar Duitsland of België te sturen. Dit betekent dat een 3D-metaalprint Valley Achterhoek in feite een werk- en leer bedrijf wordt, gebaseerd op een ‘gesloten keten’ met 3 pijlers: productie, informatie/leren en nabewerking. Een werkmaatschappij waarin verschillende Achterhoekse bedrijven participeren, stuurt het werk- en leer bedrijf aan. Een portal met de nodige organisatie erachter moet zorgen dat de vragen die binnenkomen om 3D te printen met metaal geschikt zijn voor de ‘leerprinter’ of voor de ‘productieprinter’. Meerdere bedrijven hebben bij de initiators van deze studie al belangstelling getoond om samen het een en ander te realiseren. Met deze bedrijven zullen binnenkort gesprekken worden gevoerd. Het doel is te investeren in de ontwikkeling van de hub en waarop men gebruik kan maken van de machine. In feite is dit een variant op het AddLab in Eindhoven. De Achterhoek kan onderscheidend zijn van Eindhoven en andere regio’s die zich meer op de hightech markt richten. De Achterhoek zal meer productiegericht zijn, werken met toegankelijkere materialen en zich - in eerste instantie- meer op de ‘gewone markt’ richten om zoveel mogelijk bedrijven vertrouwd te maken met 3Dmetaalprinten. Ondertussen kan de markt verkend worden. Kansen liggen wellicht in de energie en de offshore, maar de motorsport zou ook zo maar een mogelijke nichemarkt kunnen zijn. Een andere onderscheidende factor is dat Achterhoekers een doenersaanpak hebben. De mensen voelen zich verbonden met de streek, zijn betrouwbare werknemers, willen graag wonen en werken in het gebied en ook de loonkosten zijn minder hoog dan in een hightech gebied. Dat betekent dat ook er ook een slimme combinatie mogelijk is in kostprijs van de te leveren 3D-metaalproducten. In overleg met de alle toekomstige samenwerkende partners kun je een programma samenstellen gericht op maximale uitwisseling van kennis. Ook het delen van ervaringen bij het 3D-printen van metalen machineonderdelen in titanium, aluminium, staal en andere legeringen is een doel. Dat kan in samenwerking met het aanwezige MBO, maar ook de omliggende HBO’s kunnen daarbij betrokken worden. Tegelijkertijd moet je niet opnieuw het wiel willen uitvinden. Een instituut als TNO heeft al veel ervaring met 3D-metaalprinten. Zij hebben speciale ondersteuningsprogramma’s voor bedrijven die willen starten met 3Dmetaalprinten. Het is verstandig om TNO in een vroegtijdig stadium te betrekken bij de ontwikkeling van het 3D-metaalprinten in de Achterhoek. Door 3D-metaalprinten kan er veel spinoff voor Achterhoekse bedrijven ontstaan. Wat het gieten ooit was voor de Achterhoek kan nu het 3D-printen worden. Een economische impuls op alle fronten. Veel bedrijven heb je daar niet voor nodig. Het gieten in de Achterhoek werd ook maar door 3 tot 4 bedrijven verzorgd, maar de hoeveelheid bedrijven die daar weer uit voortgekomen zijn, zijn veelvuldig geweest. De hele ontwikkeling van het 3D-printen klopt bij het DNA van de Achterhoek en past in het doel van de Agenda2020 Achterhoek om te komen tot een duurzame, vitale regio.

Aanbevelingen voor het vervolg 

27

Bij het schrijven van de conclusies van dit onderzoek is na het bezoek van een Achterhoekdelegatie aan de Euromold al door de initiators van deze studie besloten





  



  

28

te starten met een kleinere 3D-metaalprintmachine. Daarmee kan de nodige ervaring worden opgedaan. Waar deze metaalprinter komt te staan is nog niet besloten. Verder moet er meer voorlichting en communicatie richting de bedrijven in de Achterhoek komen, om ze te wijzen op de kansen en mogelijkheden van 3Dprinten. Het eerder genoemde portal, maar ook een verbindend persoon die een aanspreekpunt is, kennis van zaken heeft en de bedrijven goed kent, kan daarin een rol vervullen. Onder de Achterhoekdelegatie naar de Euromold zaten ook vertegenwoordigers van het ICER en het CIVON/Graafschap College. Zij zien de noodzaak tot vertaling in het curriculum en verdere educatie en trekken daarin samen op. Het ontwikkelen van een eigen 3D-metaalprinter samen met onderwijspartners en het opnemen van nieuwe curricula rond 3D-printen is de belangrijkste vervolgstap voor het onderwijs. Het is verstandig om in het leer- en productieproces een van de Nederlandse kennisinstituten te laten participeren om te ondersteunen. Er zijn al contact met TNO gelegd. De initiatieven zijn gericht op het op grote schaal opzetten van een 3D-metaalprint Valley in de Achterhoek. Dat vergt nog een nadere financiële onderbouwing, een nadere verkenning van de afzetmarkt en een gezamenlijke strategie. Dat is –na het aanschaffen van de eerste 3D-metaalprinter voor de Achterhoek- de belangrijkste vervolgstap. De initiatiefnemers, VDM 3D-printing en Telmastaal/TTLGroup zullen samen met de onderwijspartijen, overheid en andere geïnteresseerde bedrijven tot een projectplan moeten komen om de kleine hub die nu gestart wordt een grote hub te laten worden. In dat projectplan zal in ieder geval een coördinerende en verbindende functie moeten worden opgenomen. Leer van de ervaringen die nu al in andere Nederlandse regio’s zijn opgedaan (zie ook bijlage 2) en richt ook de blik op de ervaringen in Duitsland. Het blijft een inzet van ondernemers, onderzoek & onderwijs en een faciliterende overheid die elkaar de ruimte bieden en elkaar zo goed mogelijk ondersteunen waar nodig.

BIJLAGE 1 Bronnenlijst

ABN-Amro, Sectorrapport Industriële co-creatie en 3Dprinting: Hype, Haarlemmerolie of harde waardecreatie, maart 2012 Erasmus Concurrentie en Innovatie Monitor 2012 – 2013 W. Vermeend, De wereld van 3D-printen, Op weg naar een nieuwe industriele revolutie? Einstein Books, Den Haag, 2013

www.civon.nl www.deondernemer.nl/kennis/653239/omarm-3d-printen www.fablabarnhem.nl/fabclass-3d-printen-met-metaal www.ground3d.nl/de-impact-van-3d-printen-op-supply-chains www.icer.nl www.ISSUU.com/Made-in Europe.nu Digimagazine januari 2012 www.made-in-europe.nu/2013/10/3d-printen-van-metaal-hoe-wordt-de-koek-verdeeld www.metalvalley.nl/3D-manufacturing www.nuzakelijk.nl/starten/3600632/nederlands-3d-succes-dendert-.html www.nlr.nl/2013/06/ titel artikel: NLR opent faciliteit voor 3D printen met metaal www.ser.nl/nl/publicaties/adviezen/2010-2019/2013/vakmanschap-ondernemerschapambachtseconomie.aspx www.thijsdelacourt.nl/post/46662926725/het-platteland-als-motor-van-innovatie www.tno.nl/content/ titel artikel: TNO werkt met Print Valley aan de derde industriële revolutie www.wohlersassociates.com/2013report.htm www.youtube.com/watch?v=EySAK_iCx0Y

29

BIJLAGE 2

Drie artikelen met ondernemers die deelnemen aan Add Lab Eindhoven ter inspiratie

Brabantse toeleveranciers starten 3D printfabriek voor metaal Bron: http://tweakers.net/nieuws/91504/eindhoven-krijgt-fabriek-met-twee-grote-3d-printers.html en http://www.mechatronicamachinebouw.nl/artikel/brainport-industries-en-additive-industries-openenam-lab.html Eindhoven, 28 oktober 2013, Auteur: Franc Coenen Brabant heeft zijn eigen 3D printfabriek voor

Tegen het eind van het jaar moeten twee 3D

metalen componenten. Zo'n kleine 200 gasten

printers voor metaal operationeel zijn. Nu al

waren getuige hoe medewerkers van zeven

staat er een SLM 280 HL, de lasersmeltmachine

hightech systeem suppliers en van Additive

die de Duitse fabrikant vorig jaar op EuroMold

Industries het doek wegtrokken en de nieuwe

heeft geïntroduceerd. Bijzonder hieraan is dat

printfaciliteit onthulden. De eerste

deze over de zogenaamde double beam

metaalprinter, een SLM 280 HL is al

technologie beschikt: naast de 400 W laser is er

operationeel. De tweede volgt later dit jaar. Dat

een tweede 1 kW fiberlaser geïntegreerd, die

wordt een Phenix metaalprinter.

tegelijkertijd kan werken voor een snellere

Additive Industries heeft het AddLab in gebruik genomen. Hier delen zeven toeleveranciers gezamenlijk twee 3D printers en andere apparatuur. Ze worden daarnaast ondersteund door een design- en engineeringteam van Additive Industries en gaan de kennis die ze opbouwen met het 3D-printen van metalen componenten met elkaar delen. Zo moet de leercurve versneld worden, aldus Daan Kersten, een van de initatiefnemers. Toeleveranciers De zeven toeleveranciers (foto) zijn NTS Group, KMWE, FMI Group, MTA, Philips Innovation Services, Frencken Europe en Machinefabriek De Valk. Elk van hen heeft 300.000 euro op tafel gelegd voor zowel de inrichting als de operationele kant van het AddLab. Volgens Jonas Wintermans, mede-oprichter, brengt deze samenwerking de bedrijven verder dan waar ze elk in hun eentje kunnen komen. Hij noemt de samenwerking in de Brainportregio een voorbeeld hoe goed hightech bedrijven in deze regio kunnen samenwerken. Twee machines

opbouw. De tweede printer wordt een Phenix PXL, die geleverd wordt CNC Consult. De keuze voor deze machine is ingegeven door de nauwkeurigheid waarmee de metalen werkstukken worden opgebouwd. De Franse fabrikant gebruikt fijner poeder (8 µm) en positioneert het poeder anders. Hierdoor krijg je een hogere detaillering. De participanten in het AddLab hebben met een zelf ontwikkeld benchmark werkstuk de belangrijkste aanbieders van machines voor 3D metaalprinten vergeleken met elkaar. ‘Daarbij hebben we ook gekeken naar de bereidheid kennis te delen en met ons toepassingen te ontwikkelen', zegt Daan Kersten. In de toekomst komt er misschien nog een derde machine bij. Die zou dan in plaats van een laserstraal een elektronenstraal gebruiken om het metaalpoeder te smelten. Eigen printer? De ambities van Additive Industries reiken echter verder dan alleen het delen van kennis en ervaring rond additive manufacturing van metalen componenten. Men is namelijk ook bezig om zelf een nieuwe generatie industriële, volledig geautomatiseerde 3D printstraat voor metalencomponenten te ontwikkelen. Dat

30

gebeurt samen met de hightech

ontwikkeld om tijdens het printen het proces te

toeleveringsindustrie in de regio rond

bewaken, zodat je kunt aantonen dat elke

Eindhoven. Het thema 3D-printen leeft daar

laag correct is opgebouwd. Hij verwacht

sterk, wat duidelijk merkbaar was tijdens het

eveneens dat de prijzen van metaalpoeders

druk bezochte eerste Additive World seminar

gaan zakken, nu de markt tot ontwikkeling

dat voor de officiële opening plaatsvond.

komt. En cyclustijden kunnen omlaag doordat er snellere machines komen en doordat je in

Professor Jean-Pierre Kruth van de KU Leuven,

één batch honderden producten tegelijk print.

een van de pioniers in deze sector, denkt dat

Professor Kruth gelooft overigens niet dat

een aantal zaken die tot nog toe een echte

iedereen straks een eigen 3D printer voor

doorbraak in de weg hebben gestaan, de

kunststof onderdelen thuis heeft staan. ‘We zijn

komende tijd opgelost worden. Zo heeft men in

niet allemaal producent. Wel zullen er 3D

Leuven samen met SLM een systeem

printshops komen, zoals je ook copyshops hebt.'

3D-printers worden nu nog niet in

Wintermans: 'Dat klopt, maar de aandacht

productielijnen binnen de maakindustrie

gaat tot nu toe vooral uit naar het printen van

gebruikt. Daar brengen ondernemers Jonas

polymeren. Het printen van kunststoffen is al

Wintermans en Daan Kersten verandering in. Ze

veel verder ontwikkeld dan het printen van

willen met Additive Industries een 3D-printer op

metaal. De markt van 3D-geprinte metalen

de markt brengen die metalen

loopt zeker 10 jaar achter op die van

machineonderdelen kan printen.

kunststoffen. Daar valt voor ons dus winst te behalen.'

Wat doet Additive Industries?

Hoe werkt de technologie?

Wintermans: 'We helpen de markt van 3D-

Kersten: 'Als je nu een metalen onderdeel wilt

printen van metalen producten in Nederland

maken, zit er altijd een stap tussen het ontwerp

ontwikkelen. In de regio Eindhoven zitten veel high-techbedrijven die nu nog niet van deze

en het daadwerkelijke maken van het product. Bij gieten moet er een mal worden gemaakt, bij

nieuwe technologie in hun productieproces

plaatwerken of persen een stempel en bij

gebruikmaken. Dat willen we veranderen. Ten

verspanen -draaien en frezen- een speciaal

eerste zijn we gestart met het oprichten van een open innovatieproject waarin

bewerkingsprogramma. Deze conventionele leveren altijd waste op. Ook ben je door de

verschillende toeleveranciers samenwerken. In

apparatuur beperkt in de vormen die je kunt

ons AddLab zullen we de komende 3 jaar met

maken. Bij 3D-printen zijn die beperkingen er

die bedrijven gaan samenwerken om te kijken hoe zij met behulp van een 3D-metaalprinter

niet. Of je nu een dobbelsteen print of een complex geometrisch patroon, het is de printer

onderdelen kunnen printen en hoe zij de

om het even. Simpel gezegd wordt er in

nieuwe technologie kunnen toepassen. Parallel

poedervorm een metaallaagje op een

daaraan zijn we bezig om onze eigen geïntegreerde industriële 3D-printer te

metaalplaat verspreid. Vervolgens is er een laserbron die in een patroon over de plaat

ontwikkelen en op de markt te brengen.‘

beweegt en de metaalkorrels aan elkaar smelt.

3D-printen is toch niet nieuw?

Daarna wordt er een nieuw poederlaagje

31

neergelegd en beweegt de laser opnieuw via

om naast de productie van sigaren ook andere

het patroon over de metaalplaat. Dat proces

sectoren te gaan bestrijken. We hebben een

wordt herhaald totdat het onderdeel laagje

overname gedaan in de high-techsector.

voor laagje is opgebouwd. Bij metalen moet je

Tijdens dat traject ben ik Daan tegengekomen

denken aan hoogwaardige materialen als

en zijn we op 3D metaalprinten uitgekomen als

titanium, aluminium en roestvrijstaal. '

een interessante nieuwe ontwikkeling die een

Wie zitten er op jullie te wachten?

duidelijk raakvlak heeft met de high-techsector. In 2012 zijn we toen samen Addditive Industries

Wintermans: 'Voor bedrijven als ASML en Philips

gestart. Daan is een expert op het gebied van

is snelheid van productontwikkeling essentieel.

industriële toeleveranciers en combineert een

Ze experimenteren momenteel al met 3D-

brede, technische achtergrond met een sterk

geprinte onderdelen in hun eigen R&D-

netwerk. Ook hij heeft een familiebedrijf geleid

projecten. Ze kunnen nog sneller innoveren

en heeft later onder meer de top van de

door het inzetten van 3D printers in het

Nederlandse industrie geadviseerd bij Boer &

ontwikkeltraject: wat ze vandaag bedenken,

Croon. Tevens zit hij al bijna 7 jaar in het bestuur

kunnen ze morgen al in de hand hebben. Voor

van Brainport Industries, een coöperatie van

de productie leunen de grote multinationals

high-techtoeleveranciers. Inmiddels hebben we

steeds meer op hun toeleveranciers in de regio.

ontwikkelaar Mark Vaes van TNO weten aan te

Die kunnen ook sterk profiteren van 3D-printers.

trekken. Hij gaat bij ons de ontwikkeling van

Ze kunnen waarde toevoegen richting klanten

onze industriële printsystemen leiden. Het

door de printtechniek als fabricagetechniek te

komende jaar willen we ons team uitbreiden

omarmen en er specialist in te worden. Het

naar zo’n 10 man.’

probleem is echter dat de investeringen om deze techniek in huis te halen nu nog niet

Wat is het verdienmodel?

opwegen tegen de kosten en de risico’s. Een

Kersten: 'De kosten van het AddLab delen we

bedrijf is nu al snel een miljoen euro kwijt

met acht partners uit de industrie, allemaal

voordat het een hoogwaardige

toeleveranciers van grote bedrijven als ASML,

metaalprintmachine aan het werk heeft.

Philips Healthcare, FEI, Océ en Vanderlande. Dit

Bovendien kun je de bestaande printers, die nu

is voor ons een businessmodel met een

nog niet zijn gemaakt voor het op grote schaal

stippellijn erom. We hoeven er geen risico op te

printen van metaal, niet zomaar opnemen in

nemen, maar we maken er ook geen winst

een zwaar geautomatiseerd en technologische

mee. Het lab dient voor ons als proeftuin waar

productielijn. Er moet nog een grote stap gezet

we de komende jaren ons product direct te

worden in het rijp maken van deze

kunnen gaan testen bij potentiële klanten.

technologie. Die uitdaging gaan wij met ons

Waar we geld mee willen gaan verdienen is de

bedrijf en onze partners graag aan.'

verkoop van onze eigen productielijnen. Daar

Hoe ziet het team eruit?

zit uiteindelijk onze business. Het is nog moeilijk te zeggen, maar we denken mogelijk tussen de

Wintermans: ‘Ik ben opgeleid als econoom,

tientallen en op langere termijn honderden

heb toen een tijd in de bankwereld gezeten en

systemen te kunnen gaan verkopen.’

ben in 2009 bij ons familiebedrijf Agio teruggekeerd met de wens om op een

Hoe loopt het?

ondernemende manier het familiebedrijf uit te

Kersten: 'Het loopt volgens plan. De interesse

breiden. Daar hebben we het plan ontwikkeld

voor het AddLab is groot, we hebben net de

32

contracten getekend met de partners.

mogelijk toekomstige succes. Dit bedrijf heeft

Daardoor kunnen we deze maand nog de

misschien wel meer een visie dan een strategie.

eerste 3D-metaalprinter aanschaffen die als

De visie wordt omschreven als het doen

basis dient voor verdere applicatieontwikkeling.

ontwikkelen van de markt van 3D-printen van

Met de kennis die wij in het AddLab opdoen

metalen producten in Nederland, te beginnen

kunnen wij aan de slag met het ontwikkelen

in de regio Eindhoven. Om die

van een geautomatiseerde, integrale

marktontwikkeling te stimuleren mikken de

printproductielijn. Ons doel is om in 2015 een

initiatiefnemers op een paar verschillende

functioneel prototype te hebben en in 2016

initiatieven.

een eerste machine bij de klant neer te kunnen zetten.’ Nog geld nodig?

Allereerst is er het AddLab, wat een kennislab is waar met partners samen geleerd wordt. Daarnaast gaat er gewerkt worden aan een eigen geïntegreerde industriële 3D-printer.

Wintermans: 'Op dit moment hebben we geen financiering nodig, want de eerste

Het is moeilijk iets zinnigs over Additive Industries

financieringsronde hebben we net achter de

als bedrijf te zeggen: op dit moment opereert

rug. Daan en ik zijn beiden met eigen geld erin

het AddLab bijvoorbeeld meer als een

gegaan en zijn met een 50/50-verdeling

coöperatie waar 8 partners uit de industrie met

gestart. Inmiddels hebben we een investeerder

de ondernemers zelf gaan verkennen hoe ze

aan boord en vertegenwoordigen we samen

de visie tot leven gaan wekken.

nog steeds het meerderheidsbelang. Er is 1,5

De eerste eigen producten van Additive

miljoen euro opgehaald, wat in het

Industries mogen we pas in 2016 op de markt

ontwikkelproject gestoken zal worden. Los

verwachten. Die machines -

daarvan heeft de commitment van de partners

geautomatiseerde, integrale

in het AddLab een waarde van circa 2 miljoen

printproductielijnen - zullen uit een

euro, verspreid over 3 jaar, ten behoeve van de

testomgeving komen, en gesteund zijn door

financiering van de proeftuin. We kunnen nu

veel regionale kennis.

vooruit, maar we sluiten niet uit dat over 1,5 à 2 jaar de noodzaak ontstaat voor een

Wat erg te roemen valt is dat de ondernemers

vervolgfinanciering ten behoeve van het

en de regio in praktijk brengen wat 3D printing

ontwikkelen van onze 3D-printproductielijn. ‘

zo mooi mogelijk maakt: early prototyping en

Alexander Ribbink, partner bij Prime Ventures,

verfijning van een product alvorens het

vindt Additive Industries erg ambitieus en over

kapitaal wordt vastgelegd en de grote

een mooie visie beschikken. Maar wat voor business gaat het uiteindelijk genereren?

volumina worden geproduceerd. Niet onbelangrijk is natuurlijk ook om te noemen dat "additive manufacturing" als technologie

"Er moeten dingen gemaakt worden en hoe

onder meer door MIT als een "breakthrough

hoogwaardiger dat gebeurt des te beter het is

technology" gezien wordt en als zelfs GE

voor BV Nederland. Alleen al daarom is deze

vliegtuigonderdelen - voorwaar niet de minst

startup de moeite van het volgen en steunen

kritische - op deze manier durft te gaan maken

waard. Dat wat additive industries doet is niet

dan is de markt niet ver weg. Laten we hopen

makkelijk onder een noemer te vangen, maar

dat de visie klopt en dat deze maak-

dat maakt juist deel uit van zijn charme en

ondernemers het gaan maken!"

33

http://www.sprout.nl/309/dossier/333/76113/star tup-van-de-week/met-3d-printen-demaakindustrie-veranderen.html?paged=2

De Eindhovense systemsupplier KMWE is een

van het materiaalgebruik met 68 procent leidt

van de eerste bedrijven die een letter of intent

ten opzichte van een freesdeel. “Bij additive

hebben getekend voor de oprichting van een

manufacturing gaat het om de functionaliteit

Addlab, een 3D printlab waar meerdere high

die je toevoegt aan het maakdeel.” In de

tech bedrijven in participeren. Additive

vliegtuigindustrie is gewichtsbesparing een

manufacturing gaat namelijk een rol van

belangrijke functionaliteit.

betekenis spelen in de maakindustrie, verwacht Arno Gramsma. De business development manager van de Brabanste supplier bespeurt ook bij klanten een toenemende interesse.

3D-printen in high tech industrie Arno Gramsma heeft anderhalf jaar geleden bij KMWE het thema 3D-printen, oftewel additive manufacturing, op de agenda gezet. Hij ziet

KMWE is een van de bedrijven die meedoen

een markt voor dergelijke delen. KMWE

aan de wereldwijde designwedstrijd van GE.

opereert in wat de toeleverancier zelf omschrijft

Het Amerikaanse industrieconcern daagt

als high flexibility low volume markt. Complexe

designers uit met nieuwe ontwerpen te komen

freesdelen maken voor de luchtvaart,

voor titaniumbeugels voor vliegtuigen, die

medische en semi-conductor industrie,

vervaardigd kunnen worden via additive

automotive en high tech machinebouw.

manufacturing. Arno Gramsma heeft voor deze

Seriegroottes: van 50 tot 500 stuks per jaar.

uitdaging direct samenwerking gezocht met de

“Additive manufacturing past daar goed in. De

afdeling topologie aan de TU Delft. “Het

technologie staat dus op onze roadmap. Hierin

voordeel van additive manufacturing is dat je

hebben we acties opgenomen hoe we

kunt spelen met het materiaal. Ook inwendig in

additive manufacturing in ons bedrijf

een onderdeel kun je complexe structuren

ontwikkelen en hoe we de markt benaderen.”

maken, waardoor zo’n beugel net zo sterk kan

Hier past ook de recente start van KMWE

zijn als gefreesd uit vol materiaal, maar wel vele

Projects in. Hiermee kan men de

malen lichter met minder materiaalgebruik.”

engineeringsactiviteiten nadrukkelijker een plek

Het ontwerp is samen met de engineers uit Delft

geven. Engineers gaan een belangrijke rol

geoptimaliseerd qua gewicht door het

spelen om het pad te effenen voor een

materiaal exact op die plaats te zetten waar

doorbraak van additive manufacturing in de

het bijdraagt aan de gewenste sterkte en

high tech industrie. Waar het volgens Arno

noodzakelijke draagkracht. Alle overbodige

Gramsma namelijk om draait, is functionaliteit.

materiaal is weggelaten, wat tot een reductie

De opmars van de laagopbouwtechnologie

34

dwingt engineers terug te gaan naar de basis:

3D-printen vervangt het frezen niet, de

welke functies moet een onderdeel hebben?

technologie is aanvullend

En kun je die met additive manufacturing direct integreren? Dat zal uiteindelijk de keuze tussen 3D-printen of frezen bepalen. “Als er geen verschil in functionaliteit zit tussen een freesdeel en een additive manufacturing deel, denk ik dat de kosten voor een CNC-freesdeel lager zullen zijn. De productiekosten van additive manufacturing zijn nog te hoog, mede door de dure metaalpoeders.”

Roadmap ontwikkelen KMWE heeft het thema additive manufacturing bij grote opdrachtgevers al aangekaart. De business development manager merkt dat alle OEM’ers waar KMWE mee te maken heeft, ermee bezig zijn. De één langer dan de ander, de ene is al dieper doorgedrongen dan de ander. Sommige OEM’ers zetten de techniek al in. Arno Gramsma is daarom blij met het

Functionaliteit het sleutelbegrip

initiatief van Additive Industries om samen met

Bij een vliegtuigonderdeel kan

een aantal high tech spelers uit de regio een

gewichtsbesparing de functionaliteit zijn die je

Addlab op te richten. Hier komen de machines

dankzij additive manufacturing integreert. Bij

te staan, zodat bedrijven de investeringen niet

een ander onderdeel misschien

volledig zelf hoeven te dragen. Dat biedt

assemblagekosten. Of het snel kunnen wijzigen

bedrijven als KMWE de kans om de

van het design. Zodra je vanuit de

toegevoegde waarde van additive

functionaliteit gaat denken, worden

manufacturing te onderzoeken en aan te

tekortkomingen van de laagopbouwtechniek,

tonen. Arno Gramsma zou dat het liefst nog

zoals de onnauwkeurigheid, minder belangrijk,

breder trekken, naar regionaal of zelfs Europees

vindt Arno Gramsma. Neem een koelmanifold.

vlak. “We zouden als Nederland of als West-

Ga je deze 3D-printen, kun je effectiever

Europa een roadmap moeten ontwikkelen hoe

koelen. In de huidige freesontwerpen staan

we deze technologie optimaal gaan inzetten

echter nauwkeurigheden aangegeven die je

en uitbouwen.” De moeilijkheid in de

met 3D-printen bij lange na niet kunt halen.

maakindustrie is momenteel namelijk dat

“Ook dan moet je terug naar de functionaliteit.

additive manufacturing qua investeringen

Heeft het koelkanaal zo’n hoge

concurreert met andere

oppervlaktekwaliteit nodig? Wat is het effect

investeringsaanvragen, zoals voor

op de flow als het oppervlak ruwer is? Misschien

freesmachines in geval van KMWE , die op het

geen.” De businesscase kan heel ergens anders

moment van de aanvraag vaak al voor

zitten dan in je eigen productieomgeving. Het is

driekwart bezet zijn. “Terwijl we de stukken voor

daarom niet eerlijk de twee

metaalprinten nog moeten zoeken.” Tevens

productietechnieken te vergelijken met elkaar

zullen mensen opgeleid moeten worden om de

puur op basis van de kostprijs per onderdeel.

mogelijkheden van deze productietechnologie onder de knie te krijgen en dat gaat niet

35

zomaar even. Juist daarom is het zo

Geen vervanging freesmachine

aantrekkelijk gezamenlijk op te trekken, waarbij

Zal additive manufacturing het frezen en

elk bedrijf wel zelf bepaalt wanneer het kennis

draaien gaan vervangen? Zo’n vaart gaat het

deelt en wanneer niet.

beslist niet lopen, verwacht Arno Gramsma. Misschien dat over 5 tot 15 jaar bij bedrijven als

Mate van integratie van functionaliteit bepaalt haalbaarheid additive manufacturing Topologie software nodig De grote uitdagingen die hij ziet, liggen vooral in het voortraject, de engineeringsfase. Zo constateert hij dat de huidige softwareproducten, zoals de CAD-systemen, nog onvoldoende zijn afgestemd op de nieuwe maaktechnologie. Om van een CAD-model een STL-file voor een 3D printer te maken, is geen probleem. “Maar je moet die file ook kunnen analyseren met FEM en dan zou je weer automatisch terug moeten kunnen keren naar je ontwerpomgeving.” Daarnaast denkt hij dat goede topologie software de positie van additive manufacturing kan versterken. Voor de beugel van GE is een designer van de TU Delft anderhalve week bezig geweest om tot een optimaal topologisch model te komen. Kun je dat in een softwaremodel gieten, dan kun je sneller tot optimale gewichtsverdelingen komen. “Eigenlijk moet het model op basis van een aantal uitganspunten automatisch groeien.” Daarnaast denkt hij dat er meer spelers aan de materiaalzijde moeten komen. Maar dat is een kwestie van zorgen dat de markt ervoor is. “Nu beschermt men de markt. Dat kan afschrikken.” Als dat lukt, kan het laagsbewijs opbouwen van metalen delen een boost krijgen.

KMWE de additive manufacturing machines naast de freesmachines staan. Dan praat je al over een behoorlijke markt. Een vervanging van freestechnologie is het echter beslist niet. “Het is een andere productietechnologie. Aanvullend.” Je moet ook niet te veel verwachten. Een bedrijf als KMWE heeft al meer dan een halve eeuw ervaring opgebouwd in freestechnologie. De kennisopbouw van additive manufacturing is net pas gestart. “We moeten de leercurve opnieuw doorlopen.” Als toeleverancier moet je er wel nu mee aan de slag gaan. Arno Gramsma merkt namelijk dat elders in de wereld – China, Zuid-Afrika en Amerika – industrieën en kennisinstituten samen sterk inzetten op de nieuwe technologie. “OEM’ers gaan straks ook AM-delen wereldwijd inkopen. We moeten ook hiermee op wereldniveau concurreren.” Dat betekent nu instappen, kijken waar de voordelen voor de klant zitten. Want het kan snel gaan. Zo wordt op dit moment 90 procent van alle gehoorapparaten al 3D geprint. Die omslag heeft deze industrie binnen enkele jaren gemaakt. “Ben je niet meegegaan, merk je na 3 jaar dat je markt weg is. Zo snel kan het gaan.” Is additive manufacturing, populair gezegd 3Dprinten, nu rijp voor de productie? Verspaner van vliegtuigmotoronderdelen MTU schetste tijdens de ICTM conferentie in Aken onlangs de

36

stand van zaken. De conclusie: vandaag de

Airbus A320. “Dat deel kunnen we niet

dag kun je er in de productieomgeving nog

verspanen. We zoeken echter vooral

niet op bouwen, maar de ontwikkelingen gaan

componenten die we met additive

snel.

manufacturing kunnen maken om kosten te besparen.” Pas in de derde fase zal MTU echt

MTU onderzoek hoe additive manufacturing in te zetten in de productie MTU Aero Engines beschikt inmiddels over 6 EOS-machines. Twee daarvan worden gebruikt om de technologie te testen; vier voor indirecte productie. Meestal gebruikt MTU Inconel 718, maar er wordt ook gewerkt met MAR M509, een kobaltlegering. En het bedrijf werkt ook met superlegeringen, maar die worden op andere machines verwerkt, legde Karl-Heinz

profiteren van de voordelen van de laagopbouw technologie, verwacht de leider van het rapid team bij MTU Aero Engines. “Dan moeten we echt gaan ontwerpen voor additive manufacturing. Nieuwe structuren bedenken.” Dan gaat het dus niet meer om het vervangen van onderdelen maar om echt vanaf scratch denken in deze nieuwe technologie. Breng techniek nu naar productieomgeving

Dusel van MTU Aero Engines uit. Hij leidt in München het rapid technologie team.

Karl-Heinz Dusel verwacht niet dat dit moment al snel aanbreekt. Zeker in de nabije toekomst

PECM-elektrode geprint In de eerste fase heeft MTU additive technologie met name ingezet om gereedschappen te maken. Bijvoorbeeld een PECM-elektrode. “Die konden we vanwege het design niet op ene conventionele wijze maken”, zegt Karl-Heinz Dusel over de redenen waarom men in deze technologie ie gestapt. Ook nozzles voor de slijpmachines heeft men op deze manier vervaardigd. Naast designvrijheid die additive manifacturing oplevert, spelen hier kosten een rol. Momenteel zit het bedrijf in de tweede fase. Het doel van deze fase is om te ontdekken hoe men de technologie kan inzetten in de productie van echte onderdelen die uiteindelijk het vliegtuig ingaan. Een van de eerste delen is een onderdeel voor de vliegtuigmotor van een

37

hoeft niemend erop te rekenen dat cruciale componenten van het aandrijfsysteem van een vliegtuig geprint gaan worden. En al helemaal ver weg in de toekomst ligt het moment waarop een concern als MTU Aero Engines blisk gaat maken met laagopbouw technieken. Toch vindt Dusel dat de technologie nu in de productieomgeving toegepast moet worden. “Ook al zijn er nog veel vragen onbeantwoord en moet er ook aan de validering nog veel gebeuren, we moeten het nu naar de productie brengen om mensen daar bekend ermee te maken.” Hij ziet namelijk veel onderdelen die in principe in aanmerking komen om in de toekomst laag voor laag te worden opgebouwd. Snellere machines

Belangrijk hiervoor is wel dat de snelheid

Reparebusiness

waarmee de machines werken fors omlaag gaat. “Daar werken we aan.” MTU is namelijk een van de partners die betrokken waren bij de ontwikkeling van de nieuwe machine van Concept Laser, die niet alleen veel grote onderdelen kan opbouwen maar ook in een hoger tempo. “Door sneller op te bouwen gaan de kosten dalen.” Kwaliteitsborging en met name een materialendatabase met gecertificeerde materialen zijn twee andere zaken die nog ontwikkeld moeten worden voordat deze technologie doorbreekt richting productie. Dat dit gebeurt, daar twijfelt Dusel eigenlijk niet aan. “De eerste toepassingen in de A380 komen er aan.”

MTU Aero Engines zet additive manufacturing weliswaar nog niet in de productie van nieuwe componenten in, voor reparatiewerk gebruikt men het laagopbouwen wel al. Met name dan voor minder belaste onderdelen. Ook het Fraunhofer IPT in Aken is daar heel druk mee bezig. Tijdens de ICTM conferentie in februari, waarop Karl Heinz Dusel sprak, werden meerder toepassingen hiervan getoond. Twee Duitse bedrijf die additive manufacturing inzetten in hun productieomgeving zijn Siemens en MAN Diesel & Turbo. Beide concerns gebruiken de technologie voor reparatiewerkzaamheden aan de compressors en turbines die ze na verloop van jaren uit energiecentrales terug

Meer informatie MTU Aero Engines

38

krijgen voor reparatie.