Nessan Cleary deelt de huidige mogelijkheden van 3D printtechnologie.
Terugkijkend zien we dat de 3D-printtechnologie de afgelopen tien jaar vrij snel volwassen is geworden, wat het voor printserviceproviders makkelijker maakt om te evalueren of deze markt een goede mogelijkheid biedt om hun bedrijf te diversifiëren. Het staat buiten kijf dat de meeste drukkerijen de vaardigheden zouden moeten hebben die nodig zijn om over te stappen op 3D-printen, maar de vraag die de meeste drukkers zichzelf zullen moeten stellen is: wat voor soort printer zijn ze?
Dit komt omdat 3D-printen is geëvolueerd van een nieuwe technologie naar een complete marktsector voor additive manufacturing. Tegelijkertijd wordt printtechnologie, vooral op het gebied van grootformaat, nu op grote schaal gebruikt in veel industriële gebieden. Drukkers die zichzelf in de eerste plaats als drukker zien, kunnen dus het gevoel hebben dat er in de grafische sector beperkte mogelijkheden zijn voor 3D-printen.
Maar bedrijven die zich meer bezighouden met industrieel printen zouden moeten merken dat het in de vingers krijgen van additive manufacturing technologie een logische aanvulling is op de printtechnologie die ze al gebruiken. Immers, veel van de leveranciers die de persen, inkten, software en andere componenten maken die in de grafische industrie worden gebruikt, zijn al op de bandwagon van additive manufacturing gesprongen.
HP heeft bijvoorbeeld een reeks 3D printers ontwikkeld op basis van dezelfde thermische printkoptechnologie die wordt gebruikt in zijn grafische printers. Bovendien gebruikt HP zijn eigen 3D-printers om onderdelen voor zijn latexprinters te maken. Ricoh verkoopt een aantal 3D printers en biedt een bureaux printing service. Mimaki heeft al een 3D-printer die vooral wordt gebruikt voor het maken van modellen en prototypes, maar het bedrijf onderzoekt ook of 3D-printen kan worden gebruikt voor de ontwikkeling van voedselautomaten.
Potentiële toepassingen
Nog maar een paar jaar geleden zou de belangrijkste marktkans het maken van prototypes zijn geweest, naast het produceren van gespecialiseerde armaturen, fittingen en mallen en daar is nog steeds veel vraag naar. Er was enige kans om kleine series van onderdelen voor eindgebruik te produceren, maar net als in de begindagen van digitaal printen missen kleine series het volume om conventionele productie uit te dagen op prijs. Maar zoals we hebben gezien bij digitaal printen, zijn de machines sneller en efficiënter geworden en dus zijn de oplages zo lang geworden dat additieve productie steeds meer wordt gezien als een kosteneffectieve optie, vooral voor reserveonderdelen en onderdelen die slechts in kleine aantallen hoeven te worden vervangen.
Tegelijkertijd is het aantal materialen dat 3D-geprint kan worden aanzienlijk toegenomen, wat leidt tot lagere prijzen en meer functionaliteit. Dit omvat veel verschillende soorten kunststof, zowel stijf als flexibel, en beschikbaar in technische kwaliteiten met verschillende eigenschappen zoals een hoge sterkte/gewichtsverhouding of weerstand tegen hitte of bepaalde chemicaliën. Andere materialen zijn rubber en zelfs filamenten op houtbasis. In de afgelopen jaren hebben we ook een openstelling van de metaalprintmarkt gezien, grotendeels gedreven door een groter gebruik van inkjettechnologie voor binder jetting. Hierbij wordt het bouwmateriaal, dat in poedervorm wordt aangeleverd, op een bed verspreid en wordt de bindmiddelvloeistof vervolgens precies daar gespoten waar het nodig is om ervoor te zorgen dat een deel van dit poeder samenklontert tot een vaste laag. Dit proces wordt dan laag voor laag herhaald om het object op te bouwen. Deze techniek kan worden gebruikt met een aantal verschillende materialen en metaal.
Een relatief eenvoudige toepassing is het maken van matrijzen, waarbij 3D-printen veel sneller en kosteneffectiever is dan de meeste conventionele methoden. Dit is een aantrekkelijk gebied om in te werken, deels omdat het echt een betere oplossing biedt, maar ook omdat de uiteindelijk geproduceerde onderdelen identiek zijn aan de conventioneel gemaakte onderdelen en er dus geen verdere certificering nodig is voor die onderdelen. Er zijn verschillende soorten mallen, waarbij vooral zandgieten populair is. Fujifilm Dimatix heeft net een nieuwe printkop geïntroduceerd die specifiek gericht is op het printen van mallen voor zandgieten en metaalbinder jetting. De Starfire SG1024 L3F is ontworpen om de agressieve bindmiddelvloeistof aan te kunnen die meestal wordt gebruikt in deze toepassingen.
Een andere groeiende markt is die van kleding, waar 3D-printers worden gebruikt om knopen op maat te maken. Stratasys heeft een 3D printer gedemonstreerd die specifiek gericht is op de textielmarkt, de J850 Techstyle, die ontwerpen in reliëf rechtstreeks op textiel kan printen. Dit kan gebruikt worden voor logo’s en kan tekst en afbeeldingen in meerdere kleuren bevatten. De Techstyle is een Polyjet-printer die een harsmateriaal spuit dat vervolgens wordt gepolymeriseerd door blootstelling aan ultraviolet licht. Hij kan printen op kleding, zoals katoenen of denim kleding, en accessoires zoals handtassen.
Er zijn tal van voorbeelden van 3D-printers die worden gebruikt om reserveonderdelen te produceren. Chiltern Railways heeft vervangende onderdelen op stoelen voor zijn passagierstreinen 3D-geprint. De onderdelen, waaronder armleuningen en handgrepen, werden geproduceerd op een Stratasys Fortus 450mc FDM printer, met Ultem 9085 hars, dat gecertificeerd is volgens de brand-, rook- en toxiciteitsnormen van de spoorwegindustrie.
Een ander voorbeeld is het Duitse merk Sienna Garden, dat een assortiment tuinmeubelen verkoopt, dat reserveonderdelen op aanvraag 3D-print. De reserveonderdelen in kwestie zijn meestal dingen zoals plastic voetdoppen of gewrichten die breken of gewoon verslijten. Deze onderdelen zijn klein en relatief goedkoop om in kleine hoeveelheden te printen en door ze on-demand te printen, bespaar je op de kosten van voorraadbeheer door ze op te slaan in een magazijn. Ditzelfde argument – het terugdringen van de kosten van voorraadbeheer – dreef de overgang van het drukken van boeken naar digitaal en ligt aan de basis van de groei van digitaal drukken voor etiketten en verpakkingen.
Vanuit het perspectief van de commerciële printmarkt loopt additive manufacturing nog steeds ongeveer 20 jaar achter op de digitale printmarkt. In die tijd begonnen commerciële drukkers net digitale machines zoals de Xerox iGen of de Kodak Nexpress te installeren en werden grootformaatprinters net wakker geschud door de voordelen van UV-flatbeds in een markt die nog steeds werd gedomineerd door solventmachines met rolinvoer. Praktisch gezien betekent dit dat ontwerpers en fabrikanten 3D-printen nog maar net beginnen te zien als een optie voor korte productieruns. In de komende tien jaar zal dit de productie transformeren, omdat er geen speciale productielijnen hoeven te worden opgezet. Dat zet de deur open voor bureaus die kunnen inspelen op verschillende soorten organisaties en toepassingen, net zoals printserviceproviders dat nu doen.