3D printen in de maakindustrie

Wat is 3D-Printen?

Het principe van 3D printen ontstond in de jaren 40. De eerste apparatuur om dit proces uit te voeren zagen in de jaren 80 het levenslicht. Wat begon als een veelgebruikte toepassing voor “Rapid Prototyping” (benadering van het uiteindelijke product qua vormgeving dat als voorbeeld diende) evolueerde tot een toepassing dat productierijp is.

De hoge kosten weerhield veel ondernemers om 3D printen toe te passen binnen de onderneming. De laatste jaren zijn de prijzen sterk gedaald waardoor deze toepassing bij veel onderneming weer op de agenda staat.

3D-printen is een productieproces waarbij lagen materiaal worden opgebouwd om een driedimensionaal object te creëren. Dit staat in contrast met traditionele productiemethoden, die meestal materiaal verwijderen (substractive manufacturing) om een vorm te maken. 3D-printers kunnen werken met verschillende materialen, zoals kunststoffen, metalen, keramiek en zelfs biologisch materiaal.

Kansen die 3D-Printen biedt

1. Versnelde productontwikkeling
   • Prototyping: 3D-printen maakt het mogelijk om prototypes snel te produceren, waardoor de ontwikkeltijd van nieuwe producten aanzienlijk wordt verkort.
   • Iteratieve ontwikkeling: Ontwerpers kunnen snel itereren en verbeteren, wat leidt tot betere en meer verfijnde eindproducten.
2. Kostenbesparingen
   • Reductie van materiaalverspilling: 3D-printen gebruikt alleen het materiaal dat nodig is voor het object, wat resulteert in minder afval.
   • Lagere productiekosten voor kleinschalige productie: Voor kleine productieseries kan 3D-printen kosteneffectiever zijn dan traditionele methoden.
3. Designvrijheid en complexiteit
   • Innovatief ontwerp: 3D-printen maakt het mogelijk om ingewikkelde geometrieën en structuren te produceren die met traditionele technieken niet haalbaar zijn.
   • Aanpassingen op maat: Producten kunnen gemakkelijk worden aangepast aan specifieke behoeften van klanten, wat mass customization mogelijk maakt.
4. Decentralisatie van productie
   • On-Demand productie: Bedrijven kunnen producten produceren wanneer en waar ze nodig zijn, wat leidt tot lagere voorraadhoudingskosten en snellere leveringstijden.
   • Lokale productie: 3D-printen maakt het mogelijk om dichter bij de klant te produceren, wat transportkosten en milieubelasting vermindert.

5. Duurzaamheid

• Minder afval: Additieve productie gebruikt alleen het benodigde materiaal, wat resulteert in minder afval.
• Lichtere producten: Door geavanceerde ontwerpen kunnen lichtere producten worden gemaakt, wat leidt tot energiebesparing tijdens transport en gebruik.

Steeds meer hightech- en maakbedrijven zien 3D-printen als een serieuze manier om producten te maken. Na de afgelopen jaren te hebben meegekeken bij de ontwikkelingen op dit gebied, is inmiddels bewezen dat 3D-printen betrouwbaar onderdelen produceert die aan de juiste kwaliteitsnormen voldoen. Naast de voordelen van de technologie zelf, speelt ook de druk op de toeleveringsketen een belangrijke rol. Bij 3D-printen met metalen zijn de levertijden namelijk veel korter dan bij traditionele productiemethoden.

Financiële impact van 3D printen

De financiële impact van 3D printen omvat zowel initiële kosten als lange termijn voordelen. Aanvankelijke uitgaven zijn onder andere de aanschaf van een 3D-printer, variërend van honderden tot miljoenen euro's, licentiekosten voor software, materialen (zoals filamenten, harsen of poeders), onderhoud en energieverbruik, en training van personeel.

1. Financiële Investeringen
   • Apparatuur: De kosten van 3D-printers variëren sterk afhankelijk van de gewenste kwaliteit en grootte, met industriële machines die variëren van tienduizenden tot miljoenen euro's.
   • Materialen: De kosten van printmaterialen kunnen aanzienlijk zijn, vooral bij gebruik van hoogwaardige metalen of speciale kunststoffen.
2. Tijdsinvesteringen
   • Onderzoek en planning: Het implementeren van 3D-printen vereist een grondige evaluatie van bedrijfsprocessen en productontwerpen om te bepalen waar de technologie het meest effectief kan worden ingezet.
   • Testen en validatie: Er moet tijd worden besteed aan het testen en valideren van 3D-geprinte onderdelen om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de vereiste specificaties en normen.
3. Opleiding van personeel
   • Technische training: Medewerkers moeten worden opgeleid in het gebruik van 3D-printers en de bijbehorende software. Dit kan variëren van enkele dagen tot weken, afhankelijk van de complexiteit van de apparatuur.
   • Ontwerpvaardigheden: Ontwerpers moeten worden getraind in 3D-modelleersoftware en de principes van design for additive manufacturing (DfAM).

De financiële voordelen zijn echter significant, zoals:

• kostenbesparing door minder materiaalverspilling
• kostenbesparing door lagere arbeidskosten
• versnelde productontwikkeling door snelle prototyping
• economische haalbaarheid van maatwerk en kleine productieruns
• concurrentievoordelen door complexere ontwerpen en just-in-time productie.

Hierdoor kan 3D printen op de lange termijn aanzienlijke kostenbesparingen en winstverhogingen opleveren.

De kansen van 3D printen

3D printen biedt enorme kansen voor de maakindustrie, van snellere productontwikkeling en kostenreductie tot complexere ontwerpen en duurzaamheid. Hoewel er aanzienlijke investeringen nodig zijn in apparatuur, tijd en personeelstraining, kunnen de voordelen op lange termijn de initiële kosten ruimschoots overtreffen. Door samen te werken met experts, deel te nemen aan opleidingsprogramma's en actief deel te nemen aan de 3D-printgemeenschap, kunnen bedrijven deze technologie effectief integreren en optimaal profiteren van de mogelijkheden die het biedt.

Bedrijven stellen zichzelf steeds vaker de vraag: “Wat maakt ons een aantrekkelijke werkgever?” De inzet van 3D printen kan als magneet werken bij het aantrekken van Young Professionals.

Krijg meer inzicht in de toepassingen van 3D printen

Wil je ontdekken of het inzetten van 3D printen jouw bedrijf de nodige voordelen oplevert? De Smart Makers Academy biedt een kort leertraject waarin de kansen van 3D printen uitgebreid worden belicht. In 7 praktische workshops van 2 tot 4 uur ontwikkel je kennis van de verschillende 3D printprocessen, materialen ontwerpmogelijkheden, materialen, mogelijkheden voor scanning en nabewerking van ontwerpen. In de maaksessie ga je zelf aan de slag om aan de hand van je eigen casus een object te ontwerpen, printen en nabewerken.