Is het AM-sprookje uit of staat de sector aan het begin van een nieuw tijdperk?

De koning is dood, leve de koning. Je zou een parafrasering van deze eeuwenoude uitdrukking zonder meer kunnen gebruiken in een discussie over de status van additive manufacturing in de metaal. Faillissementen, overnames, bedrijfsliquidaties en nieuwkomers, en dat alles binnen een jaar.

Sinds twee jaar gaat de sector door een diep dal, met afgelopen half jaar als dieptepunten het faillissement van Velo3D en Desktop Metal (naast een heleboel kleinere spelers), twee Amerikaanse startups waarvan investeerders nog niet zo lang geleden dachten dat ze miljarden dollars waard waren. Inmiddels zijn ze voor een appel en een ei opgekocht door investeringsmaatschappijen. Ook Trumpf heeft – voor de tweede keer – afscheid genomen van de AM-business en deze verkocht aan een Duits investeringsfonds. Geruisloos, want het was de overnemende partij die afgelopen zomer met het nieuws naar buiten kwam.

Adoptie loopt te traag

In de wandelgangen hoor je als belangrijkste reden dat de adoptie van additive manufacturing te traag verloopt. Marktdata bevestigen dit. Arburg, fabrikant van spuitgietmachines, heeft zijn AM-activiteiten eveneens stop gezet, twaalf jaar na de lancering van de eerste 3D-printer op de K 2013 in Düsseldorf. Het management zegt dat de groei te langzaam gaat en dat de fabrikant van spuitgietmachines in het huidige economisch klimaat zich moet concentreren op de kernbusiness – spuitgietmachines bouwen. 3D Systems heeft de productie van metaalprinters weggehaald bij GF Machining Solutions (nu onderdeel van United Machining Solutions) en ondergebracht in Frankrijk, en andere activiteiten afgestoten, waaronder het Belgische Oqton dat enkele jaren geleden nog het goudhaantje voor de Amerikanen was. Uit de laatste kwartaalcijfers over de AM-markt die onderzoeksbureau Context publiceert, blijkt dat in 3D-metaalprinten marktleiders EOS en Nikon SLM Solutions in het tweede kwartaal van dit jaar iets minder machines hebben uitgeleverd dan een jaar geleden. En ook in China schijnt de boom in additive manufacturing even voorbij te zijn. In LinkedIn-discussies wordt het regelmatig gezegd: ‘additive manufacturing is dood’.

Machinebouwers stappen in

Leve additive manufacturing. Ja, want terwijl de bedrijven die het voorbije decennium in deze sector de dienst hebben uitgemaakt, wegkwijnen of stoppen, stappen werktuigmachinefabrikanten in. Sodick heeft de AM-business gekocht van Prima Industries, het Italiaanse Prima Additive. De Japanners voegen de laser powderbed fusion- (L-PBF) en laser metal deposition-technologie (LMD) samen met hun eigen L-PBF-business. Sodick verwacht een groei van de AM-markt en ziet synergiën met hun bestaande activiteiten, de draad- en zinkvonkmachines en precisiefreesmachines. De Japanners zijn niet de enige werktuigmachinefabrikant die het oog heeft laten vallen op metaalprinten. Makino heeft deze stap twee jaar geleden gezet met de LMD-machine AML500, die op Formnext 2023 werd gelanceerd en vorig jaar werd opgevolgd door een nieuw model, de AML900. Als basis gebruikt Makino het high-speed lasercladding-proces EHLA dat door het Fraunhofer ILT is ontwikkeld. Makino werkt nauw samen met het Duitse onderzoeksinstituut. De Japanners onderscheiden zich doordat ze direct automatisering aanbieden. Bij de AML900 voegt Makino het printen onder beschermgas als optie toe, omdat bepaalde kritische applicaties dit vereisen. Hierdoor kan men nu aluminium verwerken. Verder is er een automatische nozzlewissel toegevoegd, evenals automatische kallibratie, oplossingen die in het lasersnijden al jarenlang worden gebruikt. Het geeft duidelijk aan dat Makino de stap richting industriële productie zet.

DN Solutions verwacht sterke groei AM

Op de EMO hebben zich nog twee andere machinebouwers in de AM-markt gemeld: DN Solutions en IRPD, een van de merken onder de vlag van United Machining Solutions. “Wij zijn ervan overtuigd dat er geen alternatief is voor additive manufacturing wanneer er op een concurrerend niveau wordt geproduceerd”, zo antwoordt Vino Suntharakumaran, vice-president AM bij DN Solutions, op de vraag waarom de machinebouwer in de AM-markt stapt. Concreet ziet DN Solutions AM groeien omdat men sneller kan itereren, de supply chains voorraden kunnen afbouwen door on demand te gaan 3D-printen, en door personalisatie van componenten, bijvoorbeeld bij medische implantaten. De Koreanen verwachten groei van additive manufacturing mits de technologie naar een hoger niveau wordt getild. Met dit laatste bedoelt men zowel een hogere productiviteit en betere kwaliteit, als een betere integratie in de noodzakelijke CNC-bewerkingen. “Onze aanpak is gericht op het verbinden van additive manufacturing met de noodzakelijke CNC-bewerking en de software die nodig is voor het hele productieproces – van het genereren van het idee tot de kwaliteitscontrole van het uiteindelijke onderdeel.” De link met CNC-machines en automatisering is wat tot nog toe ontbreekt in de AM-oplossingen, zo zei Vino Suntharakumaran op de EMO. DN Solutions komt met drie verschillende L-PBF-systemen op de markt; de DLX 150 (bedoeld voor R&D-activiteiten), de DLX 325 (bouwvolume 325 x 325 x 400 mm) en de DLX 450 (bouwvolume 450 x 450 x 450 mm). De twee laatste modellen kunnen met een, twee of vier lasers worden gebouwd. Verwisselbare bouwkamers, een permanent filtersysteem en een open poederbeheersysteem inclusief automatisering readyness moeten de AM-systemen industrieel maken. Waarmee DN Solutions zich wil onderscheiden, is de software, ontwikkeld door het Indiase Intech Additive Solutions. Met dit softwarepakket kan men het AM-systeem programmeren en het printproces optimaliseren. Bijvoorbeeld door de vervorming door de thermische belasting te simuleren en hier vooraf al voor de corrigeren. De software berekent zelf de supportstructuur die nodig is en minimaliseert hem, zodat je naderhand minder hoeft weg te halen. Onderdeel van de software is ook een module waarmee men snel kan vaststellen of het loont om bepaalde onderdelen te printen. De bouwplaat met daarop het product kan zo van de DLX-machine worden overgenomen in het geautomatiseerd werkstukmagazijn van het CNC-bewerkingscentrum voor de nabewerking. Met een best fit-strategie, waarbij de meettaster in de CNC-machine de positie van het werkstuk bepaalt, vergemakkelijkt DN Solutions de mechanische nabewerking van het AM-werkstuk.

Verticale integratie bij IRPD

Stefan Lang, CEO van het Zwitserse IRPD, ziet eigenlijk dezelfde reden waarom de uitrol van additive manufacturing nu wel gaat lukken, als Vino Suntharakumaran van DN Solutions: verticale integratie. Additive manufacturing, zo legt Lang uit, maakt deel uit van een heel systeem aan technologieën, zoals frezen, slijpen, EDM en laserbewerken. Dit kunnen bewerkingsstappen zijn – zowel voordat je gaat 3D-printen als erna. Wezenlijk is dat het qua datastromen één geheel vormt. “Met ons totale systeem kunnen we de klant een optimale oplossing aanbieden en begeleiden”, zegt Stefan Lang. Het L-PBF AM-systeem, de IRPD 4530, beschikt net als de slijp- en lasermachines van de groep over de C.O.R.E.-besturingstechnologie, die over een tijdje waarschijnlijk ook terug is te vinden op de Mikron- en AgieCharmilles-machines. Hierdoor kunnen data van de AM-processtap naadloos doorgegeven worden aan de andere machines in de workflow. Toepassingen ziet Stefan Lang vooral bij constructies die een laag gewicht nodig hebben, en bij componenten waarin koelkanalen een belangrijke rol spelen. Hij merkt dat potentiële klanten, bijvoorbeeld toeleveranciers aan de luchtvaart- en semiconductorindustrie, inmiddels de voordelen van additive manufacturing zien. “Meer dan twee jaar geleden. De verwachtingen zijn ook meer realistisch geworden.” Ook IRPD kiest ervoor om de machine geschikt te maken voor automatisering. Afhankelijk van de uitvoering, kan de bouwkamer automatisch worden gewisseld zodat de machine tussen twee buildjobs maximaal een kwartier stilstaat. Wie de constructie van de IRPD-machine bekijkt, ziet duidelijk de invloed vanuit de ervaring met de bouw van werktuigmachines. Het optisch systeem is bijvoorbeeld mechanisch gescheiden van de bouwkamer, voor hogere nauwkeurigheden. Het machinebed is thermisch gestabiliseerd.

Fronius en Valk Welding

Ook bij Laser Metal Deposition, het oplassen met metaal, is de interesse van klassieke spelers voor de AM-technologie toegenomen. Makino is er vanuit de verspaning in gestapt, Fronius vanuit de laswereld. De fabrikant van onder andere lasbronnen ziet de interesse toenemen, wereldwijd, maar vooral in Azië. Klanten willen de technologie inzetten voor de productie van bijvoorbeeld luchtvaartcomponenten, maar ook voor impellers voor pompen en aandrijvingen. De laatste tijd komen daar nog reparatietoepassingen bij. In plaats dat bijvoorbeeld zware tooling nieuw wordt gemaakt, kiest men ervoor om de afgesleten delen via oplassen te repareren. Valk Welding is als Nederlandse speler actief in deze markt, vooral via het Rotterdamse Ramlab, waarin de lasspecialist recent nog heeft geïnvesteerd om de internationale groei te versnellen. Vincent Wegener, CEO, ziet dat de interesse vooral buiten Nederland en zelfs buiten Europa groeit. “Dat komt volgens mij doordat we in Nederland geen zware industrie meer hebben; je hebt echt partijen nodig die bekend zijn met smeden of gieten.” De nieuwste stap die RamLab heeft gezet, is het automatisch scannen van een beschadigd werkstuk en aan de hand van deze data en de originele CAD-data automatisch de robotbanen berekenen. Op die manier verlaagt men de drempel om met de technologie te beginnen. “Daar ligt namelijk de grootste uitdaging voor onze klanten: gebrek aan lassers. Ze willen daarom met één druk op de knop scannen, plannen en printen.”