Een gespecialiseerd metaalbewerkingsbedrijf, Droste Bejah B.V., dat zich richt op het buigen en lassen van buis- en kokerproducten, ervaart een knelpunt in het voorbereidingsproces van lasinstallaties. De productie van specifieke lasmallen en hulpstukken vereist nu vaak frezen, wat tijdrovend en kostbaar is. Dit is met name inefficiënt voor de productie van prototypes (lasmonsters) en kleine series. Het doel was om de doorlooptijd te verkorten en de productiekosten van deze hulpstukken te verlagen door Additive Manufacturing (3D-printen) toe te passen.
Stefan Welleweerd van Addivio heeft een gestructureerd onderzoek uitgevoerd om de implementatie van 3D-printen te valideren.
Analyse Huidige Situatie: Eerst zijn de bestaande lasmethoden (MIG/MAG, TIG, Robotisch lassen) en het ontwikkelingsproces voor hulpstukken geanalyseerd .
Technologie- en Materiaalselectie: Door middel van een competitive benchmark analysis is de meest geschikte 3D-printmethode gekozen. De keuze viel op FDM (Fused Deposition Modeling) vanwege de brede materiaalcompatibiliteit, het grote bouwoppervlak en de lage kosten in vergelijking met andere methoden (SLA, SLS).
Hardware-Advies: Het advies resulteerde in de aanschaf van een PrusaXL 3D-printer, met de cruciale toevoegingen en modificaties om verschillende geadvanceerde materialen te kunnen printen
Kritische Tests: De haalbaarheid is gevalideerd door middel van mechanische en thermische testen. Hierbij is gekeken naar:
Thermische Veiligheidsmarge: Er is een minimale, geteste afstand bepaald waartoe het geprinte hulpstuk van de lasnaad moet worden geplaatst om thermische schade (bij lassen op zowel staal als aluminium) te voorkomen. Dit garandeert de duurzaamheid van de geprinte tooling.
Mechanische Stijfheid: Er is een diktemultiplicator vastgesteld op basis van mechanische tests. Dit zorgt ervoor dat het geprinte polymeeronderdeel een vergelijkbare sterkte en stijfheid bezit als het traditionele metalen hulpstuk, ondanks het verschil in materiaal.
Ontwikkeling Ontwerpregels: Op basis van de testresultaten zijn geoptimaliseerde ontwerpparameters vastgesteld voor de gekozen materialen
De succesvolle integratie van 3D-printen creëert een alternatief voor de traditionele gereedschapmakerij:
Geoptimaliseerde Ontwerpparameters: Er zijn praktische, geteste ontwerpregels ontwikkeld, inclusief de vereiste materiaalspecifieke diktefactoren en de minimale veilige afstand van de prints tot de las. Deze regels garanderen dat de 3D-geprinte hulpstukken functioneel en reproduceerbaar zijn onder de zware thermische en mechanische omstandigheden van het lasproces.
Capaciteitsverhoging: De nieuwe methodiek kan worden ingezet om de freesbank te ontlasten van de productie van lasmallen en hulpstukken.
Procesversnelling: 3D-printen wordt strategisch toegepast voor kleine series en prototypes (monsters), wat snelle aanpassingen en een aanzienlijke verkorting van de doorlooptijd mogelijk maakt. De productietijd voor specifieke tooling wordt daardoor flexibeler en kostenefficiënter.