FORMNEXT 2017 Parhaat palat

Tapahtuma

Huomioita Maailmanlaajuiset investoinnit 3D-tulostukseen jatkuneet Työkalujen (mm. jigit, kiinnittimiet, ohjaimet) valmistaminen 3Dtulostamalla on jo yleistä Varaosien valmistus Ohjelmistot kehittyneet ja kilpailu lisääntynyt Generative Design Materiaalikustannusten lasku (metallit) ja tarjonnan lisääntyminen Palveluntarjoajien lisääntyminen Käyttöönotto yrityksessä Metallitulostimien yleistyminen Myös hybridi (lisäävä+poistava valmistus) entistä enemmän

Investointeja 3D-tulostukseen (2016-2017) Yritys Miljoonaa dollaria 3D tulostus / Toimiala Vuosi Maa Aprecia 30 Laitevalmistaja 2016 USA Autodesk 100 T&K keskus 2016 USA Carbon 3D 222 Laitevalmistaja 2015 USA Desktop Metal 110 Laitevalmistaja 2017 USA Etelä Korea 37 T&K 2017 Etelä Korea Formlabs 35 Laitevalmistaja 2016 USA GE 10 Koulutus/Opetus 2016 USA GE 1400 Laitevalmistaja(Arcam/Concept Laser) 2016 USA Global 3D Printing Hub 28 T&K keskus 2017 Espanja HP / Sant Cugat 67 T&K keskus 2016 Espanja Local Motors 150 Tuotanto (autot) 2016 USA LPW 26 Jauhevalmistaja (metalli) 2017 Englanti & USA Metalysis 26 Jauhevalmistaja (metalli) 2017 Englanti & USA National University of Singapore Centre for 18 T&K keskus 2017 Singapore Additive Manufacturing Norsk Titanium 125 Tuotanto (metalli) 2016 USA Oerlikon 55 Tuotanto 2017 USA Siemens 24 Tuotanto (metalli) 2016 Ruotsi Stryker 400 Tuotanto (implantit/titaani) 2016 Stryker

Työkalut Volkswagen Volkswagen on käyttänyt Ultimaker laitteita työkalujen, jigien ja ohjaimien valmistuksessa vuodesta 2014 lähtien. Tavoitteena on kustannussäästöjen lisäksi parempi räätälöitävyys ja ergonomia. Merkittävimmäksi eduksi on kuitenkin noussut nopeus, sillä 3Dtulostamisen avulla välistä jää useita turhia välivaiheita. Vuonna 2016 yrityksessä valmistettiin 1000 työkalua, tällä hetkellä valmistetaan 93% tarvittavista työkaluista talon sisällä. Vuosittaiset säästöt 2016: 150 000 2017: 325 000

Työkalut Volkswagen Lähde: Miguel José, Maximizing production efficiency with 3D printed tools, jigs and fixtures, Volkswagen Autoeuropa, Formnext 2017

Työkalut Jabil

Varaosat DB Vanhimmat käytössä olevat veturi/vaunumallit jopa 50 v vanhoja, käyttöikää vielä joitakin vuosia jäljellä joitakin varaosia voi olla jo hankala löytää Hyväksyntämenettely vaatii kriittisiltä osilta pitkiäkin testausjaksoja (jopa 24kk) jolloin osia on jo käytössä mutta niiden toimintaa seurataan tarkasti DB on valmistanut 3D-tulostamalla osia eri materiaaleista ja eri käyttötarkoituksiin (kriittiset & ei-kriittiset). 3D-tulostettujan varaosien valmistusmäärät 2015: 10 kpl 2016: 1000 kpl (50 nimikettä) 2017: 2000 kpl Mid-term: 15000 kpl Lähde: Florens Lichte / Deutsche Bahn AG, Printing spare parts How 3d printing revolutionizes maintenance, Formnext 2017

Lähde: Florens Lichte / Deutsche Bahn AG, Printing spare parts How 3d printing revolutionizes maintenance, Formnext 2017

Varaosat DB

Ohjelmistot kehittyneet Tähän saakka Materialisen Magics -ohjelmisto on ollut lähes ainoa realistinen vaihtoehto teollisuustason laitteille, nyt useammalta laitevalmistajalta on tullut/tulossa omia ohjelmistoja miltei vastaavilla ominaisuuksilla. Erityisesti tukirakenteiden optimointi on parantunut. Ohjelmistoihin on alkanut ilmaantua mukaan myös useiden tulostinlaitteiden hallinta / hienokuormitus ominaisuuksia. Mm. SLM ja 3DSystems tarjoavat vaihtoehtoista, omaa ohjelmistoaan Magicsille.

Mm. SLM tarjoaa uutta ohjelmistoa vaihtoehtona Materialisen Magic:ille

Generative Design Generatiivisella suunnittelulla tarkoitetaan parametrisoitua suunnitteluprosessia, jossa hyödynnetään topologian optimointia, tekoälyä / erilaisia algoritmeja ja pilvipalveluja. Niiden avulla luodaan lukuisia määriä vaihtoehtoisia suunnitelmia, joiden jatkokehitystä suunnittelja ohjaa. Käytännössä kyseessä on topologian +muiden asioiden optimointi, jossa huomioon otetaan rakenteiden lisäksi myös esimerkiksi materiaali- tai valmistuskustannukset.

Generative Design Suunnittelija määrittele työalueen ja parametrit kappaleelle. Parametrejä voivat olla esim. materiaali, tarvittavat lujuusominaisuudet, valmistusmenetelmät, kustannukset, jne. Ohjelmisto luo algoritmien avulla useita (jopa tuhansia) erilaisia vaihtoehtoja ja analysoi/simuloi niitä. Suunnittelija tutkii vaihtoehtoja ja tarkentaa määrittelyjä / tavoitteita ja joko itse tai ohjelmiston avulla valitsee niistä haluamansa vaihtoehdon. Tutkimusta vievät eteenpäin mm. Autodesk ja Dassault Systémes

Metallimateriaalien hinnat laskevat ja koneiden nopeudet nousevat Metallijauheiden materiaalivalmistajien ja myyjien määrä lisääntynyt Roland Bergerin seurannan ja ennusteiden mukaan metallin materiaalihinnat jatkavat laskua ja nopeuden nousua Lähivuosina niiden avulla ei kuitenkaan vielä saavuteta riittävää tasoa kustannuksissa verrattuna perinteisiin menetelmiin. Tästä johtuen 3D-tulostuksen automatisoituminen mm. jälkikäsittelyjen osalta on tärkeää. Lähde: Roland Berger, Latest trends and developments in metal Additive Manufacturing, Formnext 2017

3D-tulostuskeskusten / palveluntarjoajien yleistyminen Viimeisen vuoden aikana valtaosa lisäävää valmistusta hyödyntävistä suuryrityksistä on kertonut, että eivät aio toistaiseksi hankkia 3D-tulostuslaitteita lopputuotteiden valmistusta varten kuin poikkeustapauksissa. Sama toistui myös Formnextissä. Yritykset hankkivat laitteistoja tutkiakseen ja testatakseen valmistettavat osat, jonka jälkeen osat hankitaan muualta. Tämä tarkoittaa 3D-tulostuskeskusten/ palveluntarjoajien yleistymistä entisestään tulevaisuudessa. Tästä poikkeuksena on työkaluvalmistus, josta useat toimijat ovat kertoneet valmistavansa tarvittavia työkaluja itse nopeuttaakseen prosesseja.

Lisäävän valmistuksen käyttöönotto yrityksessä Lisäävän valmistuksen käyttöönotto yrityksessä vaatii tiimityötä eri osaajien kesken. Erityisesti monialainen yhteistyö on tuottanut hyviä tuloksia. AM -valmistusmenetelmiä on useita ja niillä on kaikilla hyvät ja huonot puolensa vaatii kokemusta. Usein valmistusmenetelmän asiantuntija ei ole sama kuin prosessin asiantuntija. Potentiaalin ymmärtäminen ja hyödyntäminen vaatii onnistuneita esimerkkejä ja tiedon levittämistä laajasti organisaation sisällä.

Lisäävän valmistuksen käyttöönotto ArianeGroup Lähde: Dr. Raphael Salapete, ArianeGroup, AM Applied to Liquid Propulsion Parts for Next Generation Launcher

Lisäävän valmistuksen käyttöönotto Danfoss Lähde: Nilay Parikh / Danfoss, Digital Solutions for Value Creation, Formnext 2017

Purmundus haaste Vuosittainen kansainvälinen lisäävän valmistuksen suunnittelukilpailu InFoam 3Dprinting Vaate tulosteet https://www.purmundus-challenge.com/en/index.php

InFoam 3D-printing Uusi tulostusmenetelmä, älykkäiden vaahtomuovituotteiden valmistukseen. Lopullisen tuotteen joustavuus riippuu tulostettavien rakenteiden lisäksi tulostusmateriaalien ominaisuuksista. Mahdollisia käyttökohteita ovat mm. erilaiset sovellukset istuinpehmusteissa, patjoissa, verhoiluissa ja esimerkiksi ortopediset ja akustiset sovellukset. Alkuperäinen idea menetelmälle syntyi 5 päivän opiskelija työpajassa FH Münster ammattikorkeakoulussa saksassa. https://www.purmundus-challenge.com/en/index.php

Vaate tulosteet Danit Peleg:in suunnittelema ja FilaFlex filamentista tulostettu asu paraolympialaisten avausseremoniaa varten. Ensimmäinen kustomisoitava ja 3Dtulostettu vaate, joka on ostettavissa netin kautta https://danitpeleg.com/paralympics-dress/

Uusia metallin tulostusmenetelmiä Materiaalinpursotus Desktop Metal Studio, Markforged Metal X, AIM3D Sidosaineruiskutus Desktop Metal Production Cold spray Impact Innovations Spee3D LightSPEE3D Jauhepetimenetelmät ECN Laserflex Conflux Fotopolymerisointimenetelmä Admatec Admaflex

Materiaalinpursotus Desktop Metal:in ja Markforged:in laitteistot ovat hyvin samankaltaisia. Molemmat käyttävät raaka-aineena metallijauhepolymeeri tankoja, joista Materiaalia pursottavalla tekniikalla 3D-tulostetaan kappale. Tankojen metallijauheeksi kelpaa MIM tekniikassakin käytettävä metallijauhe AIM3D:n laitteisto eroaa edellä mainituista käyttämällä suoraan MIM-pellettejä. AIM3D:n laitteistolla voidaan myös käyttää muovi ja keraamipellettejä Metal X: 125 k, DM Studio 120 k, sis. pesulaitteen ja sintrausuunin. AIM3D ExAM 255: 99 k https://markforged.com/metal-x/ https://www.desktopmetal.com/ http://www.aim3d.de/en/

Materiaalinpursotus https://markforged.com/metal-x/

Sidosaineruiskutus Desktop Metal:in Production 3D-tulostin käyttää metallin ruiskupuristuksessa käytettäviä jauheita materiaalin ruiskutus tekniikalla toimivassa järjestelmässään.

Cold Spray Impact innovations Ruiskutuspää 130 k Koko järjestelmä: 500 k Pinnoitus materiaalit Metallit, seos-metallit, seosmateriaalit (metalli ja keraami, komposiitit) Perusmateriaali: Metalli, muovi, lasi, keraami

Cold Spray Impact innovations, Ruiskutuspää 130 k, Koko järjestelmä: 500 k Pinnoitus materiaalit Metallit, seos-metallit, seosmateriaalit (metalli ja keraami, komposiitit) Perusmateriaali: Metalli, muovi, lasi, keraami

Jauhepetimenetelmät ECN Laserflex Conflux Erona jauhepetimenetelmään on se, että jauhe on sekoitettuna nesteeseen. Seos voidaan levittää joko kerroksittain, tai tietyille alueille. Useampi metalliseos mahdollistaa funktionaalisesti seostettujen osien valmistamisen. Menetelmän hyödyiksi on mainittu mm: Pienemmät sisäiset- ja jäännösjännitykset Homogeeninen mikrorakenne (ei tarvitse pehmeäksihehkutusta) Monimetallitulostus.

Fotopolymerisointimenetelmät Admatec Admetalflex Käyttää Metallijauheen ja UVkovettuvan polymeerihartsin seosta kappaleiden tulostamisessa. Hartsi kovetetaan DLP tekniikalla Tulostuksen jälkeen kappaleista pestään muovi pois, jonka jälkeen kappale sintrataan uunissa. Admatec:in aiempi tulostin käyttää samaa menetelmää keraamikappaleiden tulostamisessa.

Silikonitulostus Keyence Agillista 3000: 42-50 k German Reprap LAM: Tulossa, testaus menossa Ecco kenkävalmistajan kanssa)

Silikonitulosteet esimerkkejä

Arburg Freeformer Hinta Freeformer: 150 k Tulostusalue 230 x 135 x 250 mm Menetelmä Materiaalin pursotus / ruiskuvalu suuttimesta Materiaalit Mikä tahansa ruiskupuristus muovipelletti 99% materiaalitiheys tulostetuilla kappaleilla https://www.arburg.com/us/us/products-andservices/additive-manufacturing/freeformer-system/

Arburg Freeformer

Adira The World s Largest Metal Part Printer Maailman suurimman jauhepedin alueen omaava tulostin Jauhepeti (Metalli) Tiled Laser Melting (TLM) Skaalattavissa oleva tekniikka, käsittelee jauhepedin osat peräjälkeen paikallisella ilmastonhallinnalla.

Gefertec Hinta 400-750 k Tulostuskoko 0.06-3 m³, 200-3000 kg Menetelmä CNC + kaarihitsaus langalla, 3D Metal Print (3DMP) Materiaalit Lankamateriaalit http://www.gefertec.de/en/

Gefertec

WASP Hinta Delta Wasp 2040 Turbo : 2.3 k / 3 k (ceramic) Tulostusalue : ø200 x 400 mm Menetelmä FFF Materiaalit pla, abs, petg, asa, hips, flex, tpu,pp, abs+pc, nylon, nylon +carbon, ceramics Ceramics 3Dprinting http://www.wasproject.it/w/en/3d-printing/

XYZPrinting Hinta Da Vinci Color: 3 k Tulostusalue 200 x 200 x 150 mm Menetelmä FFF, Color texture inkjet printing Materiaalit 3DColor-inkjet PLA, PLA, Tough PLA, PETG

XYZPrinting

Aurora LABS Hinta S-Titanium Pro: 50 k Tulostusalue 200 x 200 x 500 mm Menetelmä Jauhepetimenetelmä (Metallin sintraus/sulatus), Suorakerrostusmenetelmä Materiaalit SS316L, SS304, SS309, Inconel625, NiBSi, Iron, Ti-G5&CP, Bronze, AlSi7Mg, AlSi10Mg, Maraging steel, Alexium 21 Multimateriaalitulostus ja tulostuksen aikainen seostus suorakerrostusmenetelmällä 300w heikkotehoinen laser = hidas 3 materiaalisäiliötä www.auroralabs3d.com

Anisoprint Hinta Composer : 5 k Tulostusalue A4/A3/A2 x 148 mm Menetelmä FFF, CFC Materiaalit PETG, Carbonfiber PLA, ABS, Nylon, PC, etc. Continuous carbonfiber 3dprinting

Stratasys Voxelprint J750 multimateriaalitulostin + Crabcad http://investors.stratasys.com/news-releases/news-release-details/stratasys-sets-newstandard-voxel-controlled-3d-printing-new http://www.stratasys.com/software

HP Tulossa: Halvempi, pienempikokoinen tulostin Metallitulostus Väritulostus

SLM SLM 800 Tulostusalue: 280 x 500 x 850 mm

Digital metal Erikoistunut pienten metallikappaleiden tulostukseen

www.savonia.fi