Messuraportti Formnext 2017 Raportin koostanut: Nico Gerres, Joensuu Tiedepuisto Oy
Mikä on formnext? Yksi maailman merkittävimmistä ainetta lisäävään valmistukseen eli AM-teknologioihin keskittyvistä kansainvälisistä messuista ja konferensseista Vuosittain Saksassa Frankfurtissa järjestettävä B2B tapahtuma Keskittyy osien ja tuotteiden tehokkaaseen toteutukseen, niiden suunnittelusta sarjatuotantoon Tapahtuma kasvaa voimakkaasti: Näytteilleasettajia 470, 33 maasta (2016 307) Kävijämäärä 21.492 (2016 13.384) Messualueen koko 28.189 m² (2016 18.702 m²) Tapahtuman yhteydessä järjestetään erillinen maksullinen konferenssi, joka kestää koko messujen ajan sisältäen n. 50 esitystä 4 päiväisen messujen aikana on myös yli 40 maksutonta esitystä. Esitykset pääsääntöisesti yritysesityksiä.
5 Introduction to Additive Technologies Mr Graham Tromans, President, Tromans Associates 7 On the road to high-end Additive Manufacturing with TÜV SÜD! - Mr Gregor Reischle, Additive Manufacturing Program Manager, TÜV SÜD Product Service GmbH 8 10X Faster-Endless Serial 3D Printing - Mr René Gurka, CEO, BigRep GmbH 9 Realizing Competitive Separation Through Additive Manufacturing - Mr Ulf Lindhe, Additive Manufacturing Business Line Manager, Autodesk 13 EliSE - The Fold of Bionic Lightweight Construction for Additive Production - Mr David Leidenfrost, Project Engineer, Alfred-Wegener-Institute Helmholtz-Centre for Polar and Marine Research 14 Boost Additive Manufacturing Transformation from an art to manufacturing science - Mr Tom Craeghs, Research Team Manager, Software R&D, Materialise NV 17 Innovating Technology for 3D Printing - Mr Stephan Kühr, CEO, 3YOURMIND 19 Laser Beam Melting Of Copper And Its Alloys @Fraunhofer ILT - Mr Daniel Heussen, Fraunhofer ILT, Rapid Manufacturing 21 Industrial Coloring Solutions for AM Plastics - Mr Felix Ewald, CEO, Dyemansion 22 Inspection and Simulation of 3D Printed Parts - Mr Martin Kronig, Technical Sales Consultant, Volume Graphics GmbH 23 Create Custom Products within B2B Markets - Dr Ole Bröker, Head of Business Development, trinckle 3D GmbH 24 Advanced Simulation to Leverage the True Additive Manufacturing Potential - Mr Olivier Lietaer, Business Development Engineer of Additive Manufacturing, e-xstream Engineering S.A. 25 Unleash the Possibilities of 3D Printing for Medical Applications - Mr Antonius Köster, CEO, Antonius Köster GmbH & Co. KG 26 Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing - Moderator: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Panelists: Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP 35 Otoksia ja huomioita messuilta
Introduction to Additive Technologies Mr Graham Tromans, President, Tromans Associates AM valmistusteknologiat voidaan karkeasti jakaa neljään pääryhmään: SLS (Selective Laser Sintering) Materiaali tyypillisesti granuloidussa muodossa, esim. polymeerit ja hiekka. Laserin avulla sintrataan granuloidut parttikelit yhteen ja kappale rakentuu kerroksittain. Yhteen liittyvät 2D rakenteet muodostavat lopullisen geometrian. Teknologiaa hyödynnetään myös metalleihin, kuten teräs, titaani, alumiini ja arvometallit. Metallit tyypillisesti granuloituina pulvereina. FDM (Fused Deposition Modelling) Materiaali kelalla, langaksi puristettua polymeeria. Materiaali sulatetaan ja levitetään mikrokontrollerein ohjatulla järjestelmällä. Lopullinen geometria muodostuu 2D kerroksista, jotka liittyvät yhteen sulan jäähtyessä. Etuja: Ei jälkikovetuksen tarvetta, suuri materiaalikirjo, edulliset materiaalit, liuotettavat tukirakenteet, ei erikoisvaatimuksia valmistusympäristön suhteen Haittoja: Prosessin hitaus, tukirakenteiden tarve. SL (Stereolithography) Toiminta perustuu fotokemiaan ja UV-laserteknologiaan. Materiaalit nestemäisessä muodossa. Materiaaleja: Uretaanit, akryylit, korkean lämmönkeston materiaalit, elastiset materiaalit, erikoishartsit (korut), täyteaineita sisältävät hartsit, läpinäkyvät kirkkaat hartsit, bioyhteensopivat hartsit Laserilla käsitelty alue kovettuu. Kerroksia rakennetaan edellisten päälle, kunnes osa on valmis. Kun kerros on valmis, tulostusalusta laskeutuu alaspäin. Etuja: Mittatarkkuus, pinnanlaatu, suuri kone- ja materiaalivalikoima. Haittoja: Poistettavat tukirakenteet, liuotinaineet, uuttaminen, valmistuksesta syntyvä jäte, osien vääntyminen / kiertyminen, kosteus- ja UV-herkkyys, UVjälkikäsittely 3DP (3Dimensional Printing) Prosesseja kahta eri päätyyppiä. Tulostuspäät hyvin samantyyppisiä kuin toimistotulostimissa käytettävät standardityypit. Tekniikka voi perustua sideaineen käyttöön, jolla jauhemuodossa oleva materiaali sidotaan yhteen. Tämä on ainoa tekniikka, jolla on mahdollista valmistaa läpivärjättyjä osia. Toinen tekniikka perustuu tulostettavan UV-kovetteisen fotopolymeerin käyttöön. Tekniikka mahdollistaa materiaalien sekoittamisen tulostuspäässä, jonka avulla materiaaliominaisuudet muokattavissa tuotekohtaisesti. Myös kahden eri materiaalin käyttö yhtä aikaa mahdollista esim. 2k-ruiskuvaluosan jäljittelemiseksi.
Introduction to Additive Technologies Mr Graham Tromans, President, Tromans Associates Laitteistojen hinnat vaihtelevat suuresti riippuen konetyypistä ja teknologiasta. Alla joitakin esimerkkejä eri konevalmistajien hintatasoista: Laitevalmistaja Laitetyyppi / teknologia Hintahaarukka 3D Systems Inc Vat Polymerization, $5k - $1 million Hangzhou Shining 3D Tech Co., Ltd Stereolithography, $120k - $150k Wuhan Binhu Mechanical & Electrical Co. Ltd. SLA-SL $100k - $161k Laitevalmistaja Laitetyyppi / teknologia Hintahaarukka EOS GmbH $400k - $1.5 million SLM Solutions GmbH 250k - 1.5 million Renishaw Plc Powder Bed Fusion (Metals), $513k 3D Systems Inc Direct Metal Laser Sintering $200k - 700k Concept Laser GmbH 159k - 1.5 million Arcam AB 600k - 800k Laitevalmistaja Laitetyyppi / teknologia Hintahaarukka Stratasys, Ltd Material Extrusion, $10k - $400k Beijing Tiertime Technology Co., Ltd Fused Deposition Modelling, FDM $20k - $70k
On the road to high-end Additive Manufacturing with TÜV SÜD! Mr Gregor Reischle, Additive Manufacturing Program Manager, TÜV SÜD Product Service GmbH TÜV Süd on kansainvälisesti toimiva saksalainen palveluyritys, jonka pääkonttori sijaitsee Münchenissä. Se on julkinen yritys, joka alkuperänsä mukaan voidaan luokitella tekniseksi testausorganisaatioksi. Se tarjoaa laajan valikoiman palveluja, jotka keskittyvät testaukseen ja sertifiointiin. TÜV Südillä on maailmanlaajuisesti lähes 24 000 työntekijää ja sen liikevaihto oli vuonna 2016 2,3 miljardia euroa. Huomioita esityksestä: AM-teknologiat (materiaalia lisäävä valmistus) mahdollistavat toimitusketjujen vallankumouksellisen muutoksen tuoden energiansäästöjä. Tuotteiden valmistuksen on mahdollista tapahtua entistä paikallisemmin ja valmistus voi tapahtua vain todellisen tarpeen mukaan. AM-teknologioiden hyödyntämisen yleistymisen hidasteena kolme pääsyytä: Koulutuksen puute. Ei ole tarpeeksi keskittynyt valmistusedellytyksiin, eikä osata tarpeeksi hyödyntää teknologian suomia mahdollisuuksia. Puutteellinen standardisointi. Lähinnä vain perusasioita kattava Luottamuspula uusia valmistusteknologioita kohtaan. Uusi prosessi, liikaa tuntemattomia tekijöitä, ei suoraan verrattavissa perinteisempiin tuotantomenetelmiin. TÜV SÜD Additive Manufacturing: Setting up an additive production https://www.youtube.com/watch?v=9y6zfenfntw
10X Faster-Endless Serial 3D Printing Mr René Gurka, CEO, BigRep GmbH BigRep GmbH on vuonna 2014 perustettu yritys, joka valmistaa 3D tulostuslaitteistoja suurien kappaleiden valmistukseen. Suurimman tulostimen rakennustilavuus 1m³. Tulostimen toiminta perustuu FDM-teknologiaan (Fused deposition modelling) ja tulostettavat materiaalit ovat kestomuoveja. Yleisimmin käytettävät polymeerit PLA ja PETG. BigRep GmbH:lla on 70 työntekijää ja yhtiön pääkonttori sijaitsee Berlin-Kreuzberg:ssa. Huomioita esityksestä: Globaalisti on kymmenkunta yritystä, joilla on pitkä historia AM-teknologioihin liittyen ja jotka ovat pitkään määrittäneet alan kehityssuuntia. Viime vuosina on markkinoille tullut paljon uusia alan yrityksiä, joista moni saavuttanut nopean kasvun perustuen uusiin innovaatioihin. Alan uudet toimijat pakottaneet myös pidempiaikaisia toimijoita panostamaan entistä enemmän kehitykseen. 50% kustannuksista ainetta lisäävään valmistukseen perustuvassa tuotannossa muodostuu manuaalityöstä. Automaatioaste ja Inline-laadunvalvonta on vielä heikolla tasolla. Tärkeimmät kehityskohteet: Hinta, automaatio, laatu 2040 mennessä paikallisesti valmistetut 3D-tulostetut tuotteet voivat vähentää kansainvälistä kauppaa 40% nykyisestä. Alkuperäinen viite: ING report 2017 3D printing: a threat to global trade https://think.ing.com/reports/3d-printing-a-threat-to-global-trade/
Realizing Competitive Separation Through Additive Manufacturing Mr Ulf Lindhe, Additive Manufacturing Business Line Manager, Autodesk Autodesk, Inc. on yhdysvaltalainen monikansallinen ohjelmistoyritys. Pääkonttorin sijainti San Rafael, Kalifornia. Yhtiöllä on toimipisteitä ympäri maailmaa. Yhtiön liikevaihto on noin 2 mrd. $ ja se työllistää yli 9.000 henkilöä. Huomioita esityksestä: Räätälöidyillä palvelutuotteilla on mahdollista saavuttaa korkeampi elinkaariarvo ja tuotto. AM-menetelmät tuovat mahdollisuuksia tämäntyyppisten tuotteiden valmistukseen. PERSONOINTI KOLLABORATIIVINEN SUUNNITTELU JOUSTAVA VALMISTUS ASIAKASKOKEMUS KETTERÄ TUOTEKEHITYS LISÄPALVELUT PALVELUTUOTE = KORKEAMPI ELINKAARIARVO KONSEPTOINTI SUUNNITTELU VALMISTUS MYYNTI TUOTANTO & ALASAJO = KIINTEÄ TUOTEARVO PERINTEINEN TUOTE-ELINKAARI
Realizing Competitive Separation Through Additive Manufacturing Mr Ulf Lindhe, Additive Manufacturing Business Line Manager, Autodesk Huomioita esityksestä: Lisäävään valmistukseen perustuvan liiketoiminnan käynnistäminen nähdään usein haasteellisena johtuen uuden teknologian integroinnin aiheuttamista kustannuksista ja epävarmuustekijöistä. Uudella teknologialla täytyy olla saavutettavissa merkittävä lisäarvo, jotta kynnys teknologian käyttöönottoon madaltuu. Kustannukset ja riskitekijät on pyrittävä minimoimaan. Arvo, sekä saavutettavissa oleva hyöty maksimoimaan. Kustannus + Riski = Hinta + Lisäarvo
Realizing Competitive Separation Through Additive Manufacturing Mr Ulf Lindhe, Additive Manufacturing Business Line Manager, Autodesk Huomioita esityksestä: Esimerkkejä keinoista kustannusten ja riskien minimoimiseksi, sekä saavutettavissa olevista tekijöistä arvon ja hyödyn maksimoimiseksi. Yhdistäminen komponenttien lukumäärän vähentäminen Optimointi tuote ja prosessit Keventäminen materiaalitarpeen vähentäminen Valvonta laatukustannusten minimointi Pakkaaminen tilankäytön optimointi Verifikaatio Teknologiatieto Simulointi Paino Polttoaineenkulutus Markkinoilletuontiaika Sidottu pääoma Yrityskuva Elinkaarikustannus Jäähdytys Varastointi Erilaistuminen Monitoimisuus Hiilijalanjälki Suorituskyky
Realizing Competitive Separation Through Additive Manufacturing Mr Ulf Lindhe, Additive Manufacturing Business Line Manager, Autodesk
EliSE - The Fold of Bionic Lightweight Construction for Additive Production Mr David Leidenfrost, Project Engineer, Alfred-Wegener-Institute Helmholtz-Centre for Polar and Marine Research EliSE on Alfred Wegener instituutin kehittämä teknologia, joka juontaa juurensa yli kymmenen vuotta sitten tehtyyn tutkimukseen. Tutkimuksen pohjalta on koottu tietokanta biologisista rakenteista ja materiaaleista. Biologisia rakenteita analysoimalla voidaan saavuttaa merkittäviä etuja kevyiden ja lujien rakenteiden suunnittelussa. EliSE AM keskittyy AM-teknologioilla valmistettaviin tuotteisiin, joiden suunnittelun perustana on bioniset kevyet rakenteet. Lisätietoja http://elise.de/en/elise/am/ Yhteistyössä citim GmbH:n kanssa valmistettu polkupyörä, jonka paino -60% alkuperäisestä. Yhteistyössä Volkswagen Osnabrück GmbH:n kanssa toteutettu A-pilarin vahvikkeiden tuotemuutos. Paino 4,1kg 1,1kg, osien lukumäärä 12kpl 4kpl. Hirschvogel Automotive Group:n kanssa toteutettu olka-akselin optimointi. Paino -40%.
Boost Additive Manufacturing Transformation from an art to manufacturing science Mr Tom Craeghs, Research Team Manager, Software R&D, Materialise NV Materialise NV on vuonna 1990 perustettu 3D tulostusteknologioihin keskittyvä yritys. Yrityksen tarjontaan kuuluu ohjelmistoratkaisut, sekä insinööri- ja 3D tulostuspalvelut. Yrityksellä on useassa maassa tuotantoyksikköjä ja käytössä on useita eri lisäävään valmistukseen perustuvia valmistusteknologioita. Teknologiat: Stereolitografia (SLA, SL), lasersintraus (SLS), pursotus (Fused Deposition Modeling, FDM), metallien 3D tulostusteknologioita (Direct Metal Laser Sintering / DMLS ja Select Laser Melting / SLM), sekä HP:n kehittämä MJF-teknologia (Multi Jet Fusion). Case study: 3D tulostetut tarttujat automaatioteollisuuteen. Esimerkkitapaus ABB:n YuMi -robottia varten kehitetystä 3D tulostamalla valmistettavasta tarttujasta. Tavoite: Kehittää tarttuja, jonka toiminnallisuus vastaa ihmiskättä ja mahdollistaa paremman tarkkuuden ja toistotarkkuuden kokoonpanossa. Lähtötilanne: Useimmat tarttujat mekaanisia ja saranoituja. Mekanismit usein kuluvia ja huoltoa vaativa. Ensimmäinen tavoite oli suunnitella huoltovapaampi saranoimaton tarttuja. Ratkaisu: Pneumaattisesti toimiva tarttuja joka toiminnallisuudeltaan jäljittelee ihmisen sormien liikkeitä. Painetta ja alipainetta säätelemällä sormimaisten rakenteiden sisäosissa, on mahdollista jäljitellä tarkasti ihmissormien toimintaa esimerkiksi esinettä poimiessa. Haasteet: Monimutkainen rakenne ja muodot, erittäin ohuet seinämänvahvuudet, korkeat toimintavarmuus vaatimukset, kestävyys ja elinikä, sekä muunneltavuus. 3D tulostus tarjoaa ratkaisun haasteisiin. Useiden iteraatioiden jälkeen valikoitui tuotteen optimaaliseksi materiaaliksi TPU 92A-1 ja valmistusmenetelmäksi lasersintraus. Tuotekehityksessä hyödynnettiin voimakkaasti tuotteen ja valmistuksen simulointimenetelmiä, joiden avulla tuotekehitysaikaa saatiin merkittävästi lyhennettyä ja vältyttiin turhilta kokeiluilta.
Boost Additive Manufacturing Transformation from an art to manufacturing science Mr Tom Craeghs, Research Team Manager, Software R&D, Materialise NV Tyypilliset prosessivaiheet AM tuotteen valmistuksessa: Tuotesuunnittelu Prosessivalmistelu 3D Työstöradan valmistelu AM valmistus Jälkityöstö Tuote Orientaatio Tuote Rakennusalusta Skannaus Liike-/ajorata Nopeus Lämpötila Lämpökäsittely Pintakäsittely KPI:t Laatu Kustannus Läpimenoaika Jokaiseen prosessivaiheeseen sisältyy useita muuttujia, joilla vaikutusta koko prosessin suorituskykyyn ja lopputuotteen ominaisuuksiin. Simulointi- ja analysointityökaluja on kehitetty kaikkiin prosessivaiheisiin. Näitä hyödyntämällä pystytään tekemään esimerkiksi seuraavia ennakointeja ja varmistuksia automatisoidusti: Sisäiset jännitykset Tuote-/designvirheen ennakointi Reaaliaikainen automatisointu prosessiohjaus AM prosessidatan analysointi ja laadunvarmistus
Boost Additive Manufacturing Transformation from an art to manufacturing science Mr Tom Craeghs, Research Team Manager, Software R&D, Materialise NV AM valmistusta voidaan edelleen pitää hyvin vahvasti taitoon ja osaamiseen perustuvana erikoisalana, mutta tieteen avulla on pystytty luomaan useita työkaluja jotka tekevät siitä helpommin lähestyttävän ja monistettavan valmistusmenetelmän.
Innovating Technology for 3D Printing Mr Stephan Kühr, CEO, 3YOURMIND 3YOURMIND on vuonna 2013 perustettu yritys. Yritys työllistää tällä hetkellä 40 henkilöä. Pääkonttori Berliinissä, lisäksi viisi muuta toimipistettä (Wroclaw, San Francisco, München, New York, Pariisi). Yritys keskittyy AM-prosessien digitalisointiin teollisen 3D tulostuksen tehostamiseksi, tulostuslaitteistojen käyttöasteen maksimoimiseksi ja teknologian hyödyntämisen yleistämiseksi. Tilausprosessi Tiedosto-optimointi Tulostettavissa? Materiaalit Valmistus tai osto Tiedostonhallinta Alalta puuttuvat standardoidut prosessit ja toiminta hajanaista. Tämä on ollut hidasteena AM-teknologioiden hyödyntämisen yleistymiselle. 3YOURMIND GmbH:n toiminta-ajatus perustuu siihen, että suuresta tuote- ja tiedostomäärästä pystytään nopeasti tunnistamaan soveltuvimmat käyttötapaukset ja koko teollinen 3D tulostusprosessi / -ketju virtaviivaistetaan.
Innovating Technology for 3D Printing Mr Stephan Kühr, CEO, 3YOURMIND Yrityksen visiota ja tavoitteita.
Laser Beam Melting Of Copper And Its Alloys @Fraunhofer ILT Mr Daniel Heussen, Fraunhofer ILT, Rapid Manufacturing Frauhofer ILT (Institute for Laser Technology) on toiminut ainetta lisäävän valmistuksen teknologioiden parissa jo yli kaksi vuosikymmentä. LBM teknologia perustuu laserin hyödyntämiseen materiaalin saattamiseksi sulaan muotoon. Eri valmistajat käyttävät prosessista eri nimityksiä, vaikka kyse on samasta laserprosessista.
Laser Beam Melting Of Copper And Its Alloys @Fraunhofer ILT Mr Daniel Heussen, Fraunhofer ILT, Rapid Manufacturing Kuparin prosessointi laserilla on esimerkiksi työkaluteräkseen verrattuna haastavaa. Haasteena mm. säteen heijastuminen (työkaluteräksen heijastavuus 25%, K220 kupariseoksella 53%), sekä heikompi absorboivuus yhdistettynä korkeampaan lämmönjohtokykyyn (työkaluteräs λ = 25 W/mK, K220 kupari λ = 240 W/mK). Kuparin prosessointi vaatii suurempaa lasersäteen tehoa.
Industrial Coloring Solutions for AM Plastics Mr Felix Ewald, CEO, Dyemansion DyeMansion GmbH on vuonna 2013 perustettu yritys joka tarjoaa pintakäsittely- ja värjäyslaitteistoja, sekä palveluita pulveripohjaisten 3D tulostettujen muoviosien käsittelyyn. Alun perin yritys keskittyi 3D tulostettujen puhelimen kuorien valmistukseen. Vuonna 2015 uuden pääomasijoittajan investoitua yritykseen, yritys alkoi keskittymään laitteistoratkaisujen kehittämiseen. Tällä hetkellä yrityksellä on noin 400 asiakasta ja asiakaskunta koostuu monesta teollisuudenalasta esim. silmälasivalmistajia, autonvalmistajia, sekä lääketieteellisten välineiden ja urheiluvälineiden valmistajia. Huomioita esityksestä: Yrityksen värjäyspalvelu: Käytännössä kaikki RAL ja Pantone värikarttojen värit mahdollisia. Muoviosan materiaali vaikuttaa lopulliseen ulkonäköön ja värivalikoimaan. Värivalikoima suurin valkoisilla osilla, kun taas esim. harmaita osia värjättäessä rajoittuvat värit lähinnä tummiin ja harmaan eri sävyihin, sekä mustaan. Myytävät laitteistot: Teollinen värjäyslaitteisto AM muoviosille perustuen yrityksen kehittämään värjäysteknologiaan. Puhalluslaitteistoja tulostettujen kappaleiden jälki- ja pintakäsittelyä varten. Näkemyksiä polymeerien 3D tulostuksen kehityssuunnasta: Tulostimet nopeutuvat (SLS, MJF, HSS ) Materiaalivalikoima laajenee Edullisempia materiaaleja Tuotantovolyymien ja jalostusarvon kasvu. Korkean arvon tuotteiden ja palveluiden lisääntyminen.
Inspection and Simulation of 3D Printed Parts Mr Martin Kronig, Technical Sales Consultant, Volume Graphics GmbH Volumegraphics GmbH kehittää ohjelmistoja teollisuuteen 3D tietokonetomografia datan analysointiin ja visualisointiin. Tietoa voidaan hyödyntää esimerkiksi laadunvalvonnassa, mittauksessa, vahinkoanalyysien teossa ja tuotekehityksessä. Yritys aloittanut toimintansa 1997. Toimipisteitä viidessä eri lokaatiossa (Saksa, USA, Japani, Singapore ja Kiina). Huomioita esityksestä: CT-kuvausta (tietokonetomografiaa) käytetään 3D tulostettujen tuotteiden tarkastuksessa useasta syystä. Syynä mm. tuotteiden monimutkainen geometria, piilossa olevat muodot ja ei-toivottu huokoisuus. 3D malli koostuu useasta CT-skannatusta 2D projektiosta. Digitaalisen mallin avulla voi tarkastella tuotteen sisäisiä geometrioita ja materiaali ominaisuuksia tuotetta rikkomatta. Kaikki CT teknologialla kuvattavissa olevat tuotteet koosta ja materiaalista riippumatta ovat käsiteltävissä yrityksen luomilla ohjelmistoilla. Soveltuu mm. metalli-, muovi- ja komposiittituotteille. Ohjelmiston avulla mahdollista havainnoida ja analysoida automatisoidusti virhetyyppejä ja ominaisuuksia kuten huokoisuutta ja sulkeumia, kuitujen orientaatiota ja kuitukeskittymiä ja tuotteen geometrisia muotoja. Ohjelmiston avulla virheistä ja ominaisuuksista saatavilla yksityiskohtaista dataa. Ohjelmiston avulla myös tuotteen mekaanisten ominaisuuksien simulointi mahdollista.
Create Custom Products within B2B Markets Dr Ole Bröker, Head of Business Development, trinckle 3D GmbH 2013 perustettu yritys, joka ensimmäisenä Saksassa toi markkinoille online-3d-tulostusalustan. Lisäksi yritys tarjoaa 3D tulostettavien tuotteiden valmistusta. Palvelun tarkoitus on helpottaa, virtaviivaistaa ja automatisoida tuotteiden suunnittelu-, hankinta- ja toimitusprosessia. Huomioita esityksestä: 41% AM-teknologiaa hyödyntävistä yrityksistä nimeää tärkeimmäksi teknologian hyödyntämistä tukevaksi tekijäksi kustomoitavuuden. Muita tärkeitä tekijöitä tuotesuunnittelun vapaus (tuotegeometria) ja toiminnallinen integrointi (esim. komponenttimäärän pienentäminen, osien yhdistäminen) Perinteinen prosessiketju tuotekustomoinnissa: Konfiguraatiot noudattavat pitkälti samaa kaavaa. CAD-suunnittelija tekee tuotemuutokset tuotteen valmistus toimitus asiakkaalle. Muutoksen teko sitoo aina suunnittelijaa. Yrityksen visio tulevaisuuden prosessiketjusta: Online-3D tulostusalusta jota tuotesuunnittelun tehostamiseksi voidaan hyödyntää räätälöityjen 3D tulostusmallien suunnittelussa automatisoimalla toistuvia manuaalisia suunnittelutoimintoja. Tuotteen konfigurointi mahdollista ilman erityistä CAD osaamista, mikä mahdollistaa myös sen, että asiakkaille voidaan antaa mahdollisuus tehdä itse tuotekonfiguraatioita. 1x CAD-suunnittelija 1 CAD-suunnittelija 1 CAD-suunnittelija 1 CAD-suunnittelija Konfiguraattori-ohjelma 3D tulosteen valmistus 3D tulosteen valmistus 3D tulosteen valmistus Online-3D-tulostusalusta Konfiguraatio 3D tulosteen valmistus Asiakas 1 Asiakas 2 Asiakas 3 Konfiguraattori-ohjelma Asiakas 1 Asiakas 1 Asiakas 1 Asiakas 1
Advanced Simulation to Leverage the True Additive Manufacturing Potential Mr Olivier Lietaer, Business Development Engineer of Additive Manufacturing, e-xstream Engineering S.A. e-xstream Engineering on ohjelmisto- ja insinööripalveluja tarjoava yritys. Yrityksen fokus on edistyneiden materiaalien mallintamisessa. Yritys on perustettu 2003 ja on osa Hexagon konsernia. Muovi- ja komposiittituotteiden valmistus AM menetelmillä on muuttumassa pikamallien valmistuksesta teolliseksi massatuotannoksi. Kehitystä rajoittavia tai hidastavia tekijöitä on kuitenkin olemassa. Esimerkiksi saatavilla olevien edistyneiden materiaalien rajallinen valikoima, uskonpuute valmistusprosessia kohtaan (joka usein johtuu tiedon- ja/tai osaamispuutteesta) ja epävarmuus tuotesuunnitteluun ja lopputuotteen ominaisuuksiin liittyen. Väärät valinnat voivat johtaa korkeisiin tuotannon kokonaiskustannuksiin. AM teknologioiden kehityksen ja hyödyntämisen yleistymisen tueksi yritys tarjoaa kokonaisvaltaista simulaatioalustaa, jossa pyritään yhdistämään materiaalitiedettä, prosessisimulaatiota ja rakenneanalyysia. Kohderyhmänä loppukäyttäjät, materiaalitoimittajat ja laitteistovalmistajat. Simuloinnin hyödyntäminen: Materiaalivalmistajat voivat hyödyntää simulaatioita uusien AM-materiaalien kehitystyössä. Käyttäjille tarjolla koko ajan kasvava portfolio muovi- ja komposiittimateriaaleja valmistus- ja tuotesimulointia varten. Laitevalmistajat ja loppukäyttäjät voivat hyödyntää prosessisimulaatiota valmistettavuuden arvioinnissa ja prosessin optimoinnissa. Rakenneanalyysi auttaa tuotesuunnittelussa lopullisen tuotteen mekaanisten ominaisuuksien ymmärtämisessä ja mahdollistaa rakenteen optimoinnin haluttujen ominaisuuksien mukaisesti.
Unleash the Possibilities of 3D Printing for Medical Applications Mr Antonius Köster, CEO, Antonius Köster GmbH & Co. KG Yritys on erikoistunut orgaanisten muotojen prosessointiiin. Sovellusalueina esimerkiksi lääketiede, taide ja ergonomia. 3D tulostus voi muuttaa lääketieteen teknologisia markkinoita merkittävällä tavalla. Esimerkkejä miten 3D tulostusta mahdollista hyödyntää: Diagnosointi. Esimerkiksi aivoskannauksen pohjalta luotuja 3D tulostettuja malleja on hyödynnetty diagnosoinnin tukena (Viite: TechCrunch 4. lokakuuta 2017 https://techcrunch.com/2017/10/04/3d-printing-brain-scans-helps-doctors-with-a-tricky-diagnosis/) Leikkaus- ja hoitosuunnitelmat. Fyysinen malli mahdollistaa tarkemman etukäteissuunnittelun ja vaativien toimenpiteiden harjoittelun. Luusiirteet ja implantit. Ortopediset laitteet, kuten tuet. Proteesit, esimerkiksi raaja- ja hammasproteesit. Skannausteknologiat ovat usein merkittävässä roolissa 3D tulostuksen hyödyntämisessä lääketieteessä. Skannaustekniikoita on suuri määrä eri käyttö- ja sovellustarkoituksiin.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP AM-teknologioiden hyödyntäminen teollisessa tuotannossa on lisääntynyt voimakkaasti. Panelistien näkemyksiä teknologian kehityskaareen liittyen. Phil DeSimone, Carbon3D, Inc: Carbon perustettiin vuonna 2014 ja tuolloin vielä useat toimijat keskittyivät kuluttajille suunnattuihin 3D tulostimiin. Yritys valitsi eri lähestymisnäkökulman. Yrityksessä uskotaan siihen, että kuluttajat ennemmin ostavat 3D tulostettuja tuotteita suurilta OEM-valmistajilta, kuin valmistavat tuotteita itse. Erityisesti viimeisen kahden vuoden aikana on korostunut trendi kuluttajatuotteiden valmistamiseksi AM-tekniikalla. Esimerkkinä tästä Carbon3D:n ja Adidas AG:n tänä vuonna käynnistynyt yhteistyö kengän välipohjan valmistamiseksi 3D tulostamalla (esittelyvideo: https://www.youtube.com/watch?v=zxe-icw28n8). Arvion mukaan ensi vuoden loppuun mennessä Adidas tulee olemaan maailman suurin 3D tulostusta teollisessa mittakaavassa hyödyntävä yritys tuotantovolyymeihin perustuen. Vuosittaisten tuotantovolyymien ennustettaan kasvavan miljooniin kappaleisiin lähivuosina. Usealla muulla teollisuudenalalla on tämän myötä herännyt suuri kiinnostus AM-teknologioita kohtaan, etenkin niiden hyödyntämiseksi suurivolyymisten tuotteiden massatuotantomenetelminä. 2017-2018 on selvä käännekohta, AM-teknologiat aletaan nähdä todellisina massatuotantomenetelminä monilla teollisuudenaloilla ja tuotanto tulee lisääntymään kiihtyvään tahtiin. Tämä on avannut lukuisia keskusteluja ja sovelluksia teknologioille haetaan joka puolella. Seuraavan 6-12 kk aikana on tulossa mielenkiintoisia tuotejulkistuksia usealla teollisuudenalalla tähän trendiin liittyen.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Ramon Pastor, HP: Teknologian todellinen potentiaali on teollisen tuotannon sovelluksissa ja kilpailu perinteisempien tuotantomenetelmien, kuten esimerkiksi muoviosien valmistuksessa ruiskuvalun kanssa tulee kiristymään. AM-teknologiat tulevat enenevissä määrin pärjäämään tässä kilpailussa ja ovat monissa tapauksissa jo nyt massatuotantomenetelminä kilpailukykyisiä, kun teknologian etuja osataan hyödyntää oikeissa sovelluskohteissa. Välttämättä tuotemuutosten tekoonkaan ei aina ole tarvetta kilpailuedun saavuttamiseksi. On löytynyt useita sovelluksia, joissa esimerkiksi ruiskuvaluosa on muutettu AM.teknologialla valmistettavaksi tuotemuutoksia tekemättä ja päätös on perustunut puhtaasti taloudellisiin näkökantoihin. AM teknologioiden suurena etuna on myös suunnitteluvapaus, eli pystytään valmistamaan tuotteita joita ei aiemmin ollut mahdollista valmistaa. Teknologian hyödyntämisen yleistyminen tulee siis myös lisääntyvissä määrin vaikuttamaan tuotekehitykseen ja suunnitteluun. Lisäksi AM-teknologioiden hyödyntämisen yleistyminen teollisessa tuotannossa tulee vaikuttamaan myös toimitusketjuihin merkittävällä tavalla. Patrick Dunne, 3D Systems Corporation: AM-teknologioiden hyödyntämisen yleistyminen teollisuudessa on pohjimmiltaan ollut jatkuvaa pidempiaikaista kehitystä. Viimeisten vuosien kehitys on luonnollista jatkumoa tälle. 1990 luvulla teknologiaa alettiin hyödyntämään esimerkiksi vahamallikaavauksessa prototyyppien ja pienien sarjojen, sekä tuotegeometrialtaan monimutkaisten metallituotteiden valmistuksessa. 1990 luvun lopussa alettiin teknologiaa hyödyntämään esimerkiksi kuulokojeiden valmistuksessa ja hammaslääketieteessä. Viimeisen 15 vuoden aikana kehitys on nopeutunut ja sovellusalueet laajentuneet. Aiemmin painopiste oli ehkä enemmän teknologian hyödyntämisessä kustomoinnissa. Nyt on painopiste siirtynyt enemmän siihen, että teknologiaa hyödynnetään monimutkaisten, aiemmin hankalasti valmistettavissa olevien rakenteiden ja geometrioiden toteutukseen. Esimerkkinä metalliset rakenteet, missä tuotteen painonvähennys voi tuottaa merkittävän lisäarvon.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Näkemyksiä siitä kuinka voidaan edesauttaa AM teknologioiden hyödyntämisen yleistymistä. Phil DeSimone, Carbon3D, Inc: Konsultointi ja kouluttaminen. Asiakkaiden tietoisuuden lisääminen AM teknologioihin, niiden mahdollisuuksiin ja kustannuksiin liittyen. Myynnillisessä asiakaspalvelussa kouluttamisen merkitys korostuu merkittävästi. Aktiivisesti haettava kentältä teknologialle käyttö- ja sovelluskohteita, jotka jalostetaan liiketoiminnaksi. Valmistusteknologiaa kohtaan olevien väärinkäsitysten korjaaminen. Esimerkiksi 3D tulostuksen tuotekustannus käsitetään usein siten, että se on valmistuseräkoosta riippumaton. Tämä käsitys on väärä. Tuotantovolyymien kasvaessa, yksikkökohtaiset tuotantokustannukset voivat laskea aivan kuten muilla teollisuudenaloilla. Tämä pätee erityisesti nestemäisisiä materiaaleja käytettäessä, joihin Carbon3D keskittyy. Heillä otettu käyttöön porrastettu hinnoittelu. Jokaista 10.000 litraa kohti hinta laskee 25%. Tämä kannustaa asiakkaita etsimään uusia sovelluskohteita 3D tulostamiselle. Keskittyminen oikeisiin sovelluskohteisiin. 3D tulostus tuskin koskaan tulee korvaamaan esimerkiksi ruiskuvalua täysin, jota vastaan on tietyissä sovelluskohteissa ja volyymeissa mahdotonta kilpailla. Järkevintä on keskittyä sovelluskohteisiin, joihin AM teknologia tarjoaa epäreilun edun verrattuna vaihtoehtoisiin valmistusteknologioihin. Asiakkaan tukeminen läpi prosessin teknologian käyttöönotossa ja tuotannon ylös ajossa.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Ramon Pastor, HP: Muutosvastaisuuden vähentäminen. Asiakasta on usein haasteellista vakuuttaa uuden teknologian mahdollistamista hyödyistä. Design muutoksia ei välttämättä tarvita. Kynnystä uuden teknologian käyttöönottoon voidaan madaltaa jos tuotemuutoksen teko ei ole välttämätöntä. Aluksi voikin olla hyvä tapa lähteä liikkeelle siten, että pyritään etsimään sovelluskohteita jotka eivät vaadi tuotemuutoksia. Näitä sovelluskohteita on mahdollista löytää, ei ehkä miljoonien kappaleiden tuotantovolyymeissa, mutta esimerkiksi satojen tuhansien kappaleiden volyymit voivat olla kilpailukykyisesti valmistettavissa jo tänä päivänä 3D tulostamalla. Lisäarvon tarjoaminen. Esimerkiksi tuotteen personoitavuus, tuotekehitys- ja valmistusketjun lyhentäminen. Patrick Dunne, 3D Systems Corporation: Kaikki perustuu arvolupaukseen. Jos uuden teknologian käyttöönotto ei tuota muuta arvoa kuin uutuusarvoa, ei se ole hyvä perusta uuden teknologian käyttöönotolle. Ensin selvitettävä mitä ongelmaa yritetään ratkaista uuden teknologian avulla. Minkä tahansa uuden teknologian kyseessä ollessa; jos se ei ratkaise ongelmaa se ei tuota arvoa. Jos löytää mahdollisuuden arvolupauksen täyttämiselle, voi uuden teknologian tarjoama potentiaali olla merkittävä. Esimerkki avaruusteknologian sovelluksesta, jossa AM-teknologia mahdollistanut merkittävän arvolupauksen täyttämisen. Alkuperäiseen valamalla valmistettavaan osaan verrattuna AM teknologialla valmistettuna tuotteen valmistuskustannus kymmenkertaistui. AM-teknologian mahdollistama tuoteoptimointi mahdollisti kuitenkin tuhatkertaisen säästön polttoaineenkulutuksessa tuotteen elinkaaren aikana.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Esimerkkejä tuotemuutoksista, joita siirtyminen AM-teknologiaan on mahdollistanut ja mitä arvoa muutos on tuottanut. Phil DeSimone, Carbon3D: Case: o Asiakas elektroniikka-alan yritys. o Tuotteen vuosivolyymi 50.000 80.000 kpl. o Alkuperäinen tuote kokoonpano, joka koostui kuudesta ruiskuvalamalla valmistettavasta komponentista. o Kulumisen tai hajoamisen takia noin neljän kuukauden välein oli tarve korvata tuote uudella. Tuote suunniteltiin uudelleen 3D tulostamalla valmistettavaksi. Tuotemuutoksella saavutetut edut: o Tuotteen valmistus yhdestä osasta, ei kokoonpanoa. o FEA analyysin perusteella parempi suorituskyky, tarve korvata tuote uudella noin 12kk välein. o Valmistuskustannus -40% alkuperäisestä. Case: o Adidaksen kanssa tehty yhteistyö uuden tyyppisen välipohjan luomiseksi. o Tutkimuksen mukaan tuoteinnovaatio mahdollistaa sen, että kenkä on 20 astetta viileämpi kahden tunnin pidon jälkeen ns. perinteiseen kenkämalliin verrattuna. Tämä on merkittävä arvoa tuottava tekijä esimerkiksi maraton juoksijoille. Lisää esimerkkejä yrityksen kotisivuilla: https://www.carbon3d.com/stories/
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Ramon Pastor, HP: Case: Alkuperäinen tuote viidestä muoviosasta koostuva kokoonpano. Tuote suunniteltiin uudelleen 3D tulostamalla valmistettavaksi. Tuotemuutoksella saavutetut edut: o Tuotteen valmistus yhdestä osasta, ei kokoonpanoa. o Tuotteen valmistuskustannukset 1/5 alkuperäisestä. o Tuotteen toiminnallisuuden parantuminen o Tuotteeseen liittyvän hyväksyntäprosessin nopeutuminen. Asiakastutkimuksen perusteella yleisellä tasolla puhuttaessa erottuu kolme päätekijää, jotka vaikuttavat 3D tulostusteknologian käyttöönottoon: Tuotteen saaminen nopeasti markkinoille. Teknologian tarjoamat mahdollisuudet tuotesuunnitteluun. Pystytään suunnittelemaan tuotteita, joita ennen ei ollut mahdollista valmistaa. Useista osista koostuvien kokonaisuuksien muuttaminen yhdeksi osaksi. Design on valtava kiihdyttäjä ja mahdollistaja. Asia johon tulevaisuudessa kiinnitetään entistä enemmän huomiota on pakkaamisen huomioiminen suunnittelussa, eli tuotesuunnitteluvaiheessa jo huomioidaan eri komponenttien pakkaus tilan säästämiseksi. Lisäksi kiinnitetään enemmän huomiota toimitusketjuun, tulostetaan tarvittavat osat yhdessä batchissa ja batchi optimoidaan valmistettavuudeltaan, Kanban malli.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Patrick Dunne, 3D Systems Corporation: Yleisellä tasolla. Kun suunnittelijat teollisuudenalasta riippumatta saadaan ymmärtämään, että melkeinpä mitään korrelaatiota ei ole tuotteen kompleksisuuden ja kustannuksen välillä avaa se huikeita mahdollisuuksia. Joissain tapauksissa tuotekustannusta voi pienentää kompleksisuutta lisäämällä, esimerkkinä ontot rakenteet. Kun suunnittelijat huomaavat, ettei heitä enää rajoita samat tekijät kuin monissa perinteisissä valmistusmenetelmissä, johtaa se vääjäämättä siihen, että suunnitellaan aiempaa parempia tuotteita. Koska aiemmin on paljon rajoitettu suunnittelijoiden mahdollisuuksia toteuttaa ideoita ja luoda uusia innovaatioita, on teknologian mahdollistama muutos kaikessa suhteessa valtava. Näkemyksiä AM-teknologioiden vaikutuksesta tulevaisuuden työpaikkoihin ja teolliseen tuotantoon globaalisti. Patrick Dunne, 3D Systems Corporation: Vaikutus monessa suhteessa samantyyppinen kuin tuotannon automatisoinnilla. Kokoonpano- ja manuaalityön tarve vähenee. Tulevaisuudessa valmistus on entistä riippumattomampaa matalan kustannustason työvoimavaltaisista prosesseista. Tämä asettaa uuteen valoon sen, missä valmistus tapahtuu. Ramon Pastor, HP: Valmistusta tulee palaamaan takaisin alueille, joilta sitä on aikoinaan menetetty esim. USA ja Länsi-Eurooppa. Tuotanto tulee kuitenkin olemaan hyvin erimuotoista kuin se tuotanto joka siirtyi pois. Todennäköisesti tulevaisuudessa tulee olemaan nykyistä enemmän pieniä tehtaita ja valmistusyksiköitä. Toiminta ja tuotanto tulee olemaan nykyistä ketterämpää ja hajautetumpaa. Valmistus tapahtuu lähempänä, siellä missä tuotteita tarvitaan.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Phil DeSimone, Carbon3D, Inc: Kuljetuskustannusten nousun, sekä vienti- ja tuontiverotuksen kiristymisen seurauksena valmistusta halutaan tehdä entistä paikallisemmin. Tuotteita valmistetaan siellä, missä niiden käyttäjät ovat. AM teknologioiden etuna on myös se, että valmistus ei useinkaan vaadi suuria tiloja ja tuotanto on moniin muihin teknologioihin ja tuotantomenetelmiin verrattuna helpommin monistettavissa. Tästä johtuen tuotannon hajauttaminen on usein järkevämpää kuin sen keskittäminen. Trendi on jo nyt nähtävissä. Esimerkkinä tästä yrityksen yhteistyö elektroniikka liitin valmistajan kanssa. Tuotanto 1.25 miljoonan liittimen vuosivolyymin valmistusta varten pystytään käytännössä pakkaamaan merikonttiin. Tuotanto on helposti monistettavissa ja hajautettavissa ympäri maailmaa sinne, missä tuotteita tarvitaan. Näin mahdollista vähentää kuljetus-, vienti- ja tuontikustannuksia. Kuljetusten vähenemisellä myös positiivinen ympäristövaikutus. Manuaalityön tarve vähenee AM-teknologioiden yleistymisen myöstä. Tämän seurauksena työvoimakustannusten merkitys valmistuksessa vähenee. Tällä tulee olemaan merkittävä vaikutus siihen kuinka valmistusta tulevaisuudessa tehdään ja missä se tapahtuu. Esimerkiksi Adidas tekee tuotantoa 3D tulostamalla Saksassa ja USA:ssa ja valmistuskustannusten on todettu olevan sama kuin jos valmistus tapahtuisi Kaakkois-Aasiassa.
Notes of Panel Session: Transformation of Manufacturing Moderator: Panelists: Mrs Debbie Holton, VP of Events and Industry Strategy, SME Mr Patrick Dunne, Vice President of Advanced Application Development, 3D Systems Corporation Mr Phil DeSimone, Vice President of Business Development, Carbon3D, Inc Mr Ramon Pastor, Vice President and General Manager of HP s 3D Multi Jet Fusion Business, HP Panelistien mietteitä merkittävimmistä asioista joihin AM-teknologioiden kehittyminen ja yleistyminen tulee vaikuttamaan isossa kuvassa. Phil DeSimone, Carbon3D, Inc: Muotoilun, tuotesuunnittelun ja materiaalitieteen rooli tulee kasvamaan merkittävästi. Sillä, että voidaan valmistaa paras mahdollinen osa/tuote välittämättä totutuista suunnittelurajoituksista, tulee olemaan suuri vaikutus koko yhteiskuntaan. Ramon Pastor, HP: Muotoilun ja tuotesuunnittelun muuttuminen ja vapautuminen tulee muuttamaan yleisellä tasolla myös ihmisten ajattelu tapoja. Valmistusta jos mietitään, tulee se tulevaisuudessa olemaan nykyistä hajautetumpaa ja tulevaisuudessa prototyyppien valmistus tapahtuu enenevissä määrin samalla tavalla kuin tuotteiden massatuotanto tulee tapahtumaan. Tämä tuo huomattavia etuja. Seuraavan viiden vuoden sisällä todennäköisesti nähdään voimakas trendi, että suursarjatuotantoa tullaan tekemään enemmän ja enemmän 3D tulostamalla, eikä se välttämättä tarkoita aina sitä, että tuotemuutoksia olisi tehtävä. 3D tulostus tulee korvaamaan osittain perinteisempiä valmistusmenetelmiä. Patrick Dunne, 3D Systems Corporation: AM-teknologiat eivät tule poistumaan. Valmistusprosessien nopeutuessa ja materiaalien kehittyessä, teknologian hyödyntäminen yleistyy ja sen käyttö laajenee joka osa-alueelle. Metalliosien valmistuksessa laser-sulatukseen perustuvat menetelmät yleistyvät merkittävästi ja niitä tullaan enenevissä määrin hyödyntämään myös yksinkertaisempienkin osien valmistuksessa. Muoviosien valmistuksessa 3D tulostus tulee yleistymään suurivolyymisten tuotteiden valmistusmenetelmänä, sekä erikoissovelluksissa kuten esimerkiksi äärimmäisen ohutseinämäisten tuotteiden valmistuksessa. Materiaaliominaisuuksien parantuessa todennäköisesti kertamuovit tulevat osittain korvaamaan kestomuoveja useissa sovelluksissa.
Otoksia ja huomioita messuilta: Voxeljet AG 3D tulostuksen hyödyntäminen suurien kappaleiden valumuottien valmistuksessa. Voxeljet AG ja ranskalainen ilmailuteollisuuden alan yritys Sogeclair ovat kehittäneet yhteistyössä kevytrakenteisen lentokoneen oven prototyypin. 3D tulostuksen mahdollistama bioninen rakenne tekee ovesta 30% alkuperäistä kevyemmän lujuusominaisuuksien kärsimättä. Tuotteen valmistuksessa on yhdistetty useampaa valmistusteknologiaa, sillä näin suurikokoisten osien valmistus alumiinista tai titaanista lasersintraamalla ei ole tällä hetkellä vielä taloudellisesti järkevää. Tuotteen valmistus: Valumallin 3D tulostus pulverimuodossa olevasta PMMA:sta (kuva vasemmalla) pinnan tiivistäminen vahalla keraaminen pinnoitus aihion sulatus kappaleen valu. Autodesk Lentokoneen istuimen runko-osan prototyyppi. Autodesk:n ja Aristo Cast:n yhteistyössä toteuttama PoC projekti, jonka tavoitteena yhdistää uuden ja vanhan valmistusteknologian etuja. Tässä tapauksessa 3Dtulostuksen ja valun. Osan valmistaminen suoraan 3D tulostamalla ei nykyteknologialla ole vielä järkevästi toteutettavissa. Runko-osan rakenne ja geometria optimoitu Netfabb ohjelmistoa hyödyntäen. Tavoitteena painon minimointi lujuusominaisuuksien heikentymättä alkuperäiseen osaan verrattuna. Tuotegeometrian optimointi mahdollisti 30% painonpudotuksen, jonka elinkaarivaikutus polttoainekulutukseen merkittävä. Lisätietoja PoC projektiin liittyen: http://blogs.autodesk.com/inthefold/light-weight-airplane-seat-can-save-airlines-200000000-dramaticallyreduce-carbon-emissions/
Otoksia ja huomioita messuilta: BigRep GmbH 3D tulostin, jonka tulostusalueen koko 1m³. Mahdollistaa suurikokoisten kappaleiden 3D tulostuksen kestomuoveista. Yleisimmin käytetyt polymeerit PLA ja PETG. Esimerkiksi tuotesuunnittelijat ja muotoilijat voivat hyödyntää laitteistoa suurikokoisten tuotteiden prototyyppien ja näköismallien valmistuksessa. Additive Industries B.V. Modulaarinen AM-laitteisto metalliosien valmistukseen. Linja voi koostua esim. useasta AM-yksiköstä, jotka varustettu 1-4 laserilla, lämpökäsittely-, irrotus- (kappaleen irrotus rakennusalustasta), varastointija poistoyksiköstä (operaattori ei joudu kosketuksiin pulverin kanssa). Maksimi kappalekoko 420x420x400 mm sisältäen tulostusalustan.
Otoksia ja huomioita messuilta: Renishaw plc Lasereiden lukumäärän vaikutus valmistusnopeuteen. Kaikissa jaksonaika sama. Yhdellä laserilla rakennusnopeus 584 kerrosta / 19h, neljällä laserilla 2222 kerrosta / 19h. Optimaalinen valmistuksessa käytettävä lasereiden lukumäärä arvioitava tapauskohtaisesti. Arburg Patentoitu APF-prosessi (Argurg Plastic Freeforming) mahdollistaa ruiskuvalussa käytettävien granulaattien käytön 3D tulostettavien muoviosien valmistuksessa. GE Additive Projekti A.T.L.A.S (Additive Technology Large Area System) on GE Additive:n käynnissä oleva ohjelma, jonka päämääränä on kehittää seuraavan sukupolven AM-prosesseja suurikokoisten metallikappaleiden valmistukseen. Yritys julkisti formnext 2017 messuilla uuden suuren kokoluokan koneen metalliosien valmistukseen. Kuvan tuote valmistettu kyseisellä koneella. Koneen tulostusalue 1.1 x 1.1 x 0.3m (x,y,z). Lisätietoja: https://www.ge.com/additive/pressreleases/ge-additive-unveils-first-betamachine-its-project-atlas-program
Otoksia ja huomioita messuilta: Concept Laser GmbH 3D tulostettuja teräksisiä muottiinserttejä esittäen eri ratkaisuja jäähdytyskanavistojen toteutukseen. Autodesk Under Armour:n markkinoille tuoma harjoituskenkä, jonka keskipohja valmistetaan 3D tulostamalla. 3D Systems Esimerkkejä 3D tulostuksen hyödyntämisestä autonvalmistuksessa prototyyppien ja esituotantosarjojen valmistuksessa. Alfa Romeo Stelvion visuaalista ja toiminnallista testausta varten valmistettu etuvalon proto, sekä Giulia mallin esituotantosarjan ovipaneeli, jonka valmistuksessa hyödynnetty 3D tulostusta.
Otoksia ja huomioita messuilta: Airbus APWorks GmbH Sähkömoottoripyörän prototyyppi. Runko toteutettu optimoituna bionisena rakenteena. 3D tulostaminen mahdollistaa monimutkaisen geometrian valmistuksen. Runko valmistettu jauhepetimenetelmällä. Rakenteen ansiosta moottoripyörän kokonaispaino on vain 35kg. Desktop Metal Esimerkkejä 3D tulostettavista metallilaaduista. Desktop Metal on 2015 perustettu yli $200 miljoonan rahoituksen kerännyt yhdysvaltalaisyritys. Yritys kehittää metallien 3D tulostuslaitteistoja ja materiaaleja. Materiaalit pohjautuvat ennestään markkinoilla oleviin metallin ruiskuvalussa (MIM) käytettäviin metallipulvereihin. Etuna hinta ja saatavuus. Hyödynnettävää teknologiaa kutsutaan nimityksellä SPJ (Single Pass Jetting). Massatuotantoon soveltuva laitteisto tulossa markkinoille 2019. EOS GmbH Ruiskuvalumuotin hybridi muotti-insertit, jotka mahdollistavat jäähdytyskanaviston ja -prosessin optimoinnin, sekä edullisemman valmistuksen. Valmistusaika 8h (5 inserttiä).
Contact information Nico Gerres Development Expert, Innovation Services +358 400 433 118 nico.gerres@tiedepuisto.fi Joensuu Science Park Ltd Länsikatu 15, 80110 Joensuu, Finland Tel. +358 13 267 7110, Fax +358 13 263 7111 info@tiedepuisto.fi www.tiedepuisto.fi www.facebook.fi/joensuuntiedepuisto www.youtube.com/jtiedepuisto