Hightech ondernemingen uit het Noorden sloegen in 2011 de handen ineen en vormden het Innovatiecluster Drachten. Met als doel: het gebied in en rond Drachten meer bekendheid te geven als innovatieve, technologische en kennisintensieve regio. De resultaten blijven niet uit. De bedrijven wisselen onderling kennis uit, zijn samen aantrekkelijker voor (schaars) technisch personeel en delen kosten. Het project Additive Manufacturing (AM), beter bekend als 3D printen, is daarvan een goed voorbeeld. Vijf bedrijven van het innovatiecluster – Philips, Neopost, Irmato, Norma en BD Kiestra – nemen daaraan deel. Welke voordelen biedt het samenwerkingsverband?

“Ons bedrijf houdt zich bezig met Electro Chemical Machining”, zegt Kees de Regt, System Architect van Irmato. “Het aardige van 3D printen is dat je uit een CAD-file meteen de complexe vorm van ECM-gereedschap kunt opbouwen. Bij de ECM-technologie is bovendien een gelijkmatige toevoer en verdeling van de procesvloeistof essentieel. Met AM zijn de daarvoor noodzakelijke stromingskanalen veel beter vorm te geven dan met bestaande maaktechnieken mogelijk is.”

3D printen in metaal is echter nog geen gesneden koek. Het is lastiger dan 3D-printen in kunststof. Kees de Regt: “Ieder bedrijf zoekt daarin z’n eigen weg. Irmato heeft echter niet voldoende slagkracht en middelen om geheel zelfstandig deze technologie uit te werken. De andere bedrijven in het innovatiecluster hebben meer expertise in huis. Het innovatiecluster heeft verschillende partijen bij elkaar gebracht. Samen kun je meer bereiken dan ieder afzonderlijk.”

Martin Pater, Innovatiemanager Norma Groep, kan dat beamen: “Norma is gespecialiseerd in het verwijderen van materiaal. We kijken voortdurend naar slimme, nieuwe technologieën die aansluiten bij onze competenties, zoals 3D-printen. Daarbij bouw je materiaal op en hoef je minder te verspanen (weghalen). Met het innovatiecluster verenigen we onze slagkracht met die van grote spelers, zoals Philips en Neopost. We zijn geen concurrenten, maar versterken elkaar. De samenwerking is een optimale vorm van kennisdelen. Nederland loopt achter op het gebied van 3D-printen in metaal; met het innovatiecluster kunnen we een inhaalslag maken.”

Nieuwe kansen

“Samen kom je verder”, vindt ook Klaas Stuiver, Manager Tooling & Prototyping van Neopost. “De samenwerking is meteen ook de kracht. Het biedt heel veel potentie om elkaar op deze manier te helpen om verder te komen. Waar je anders vaak niet verder komt en zelf het wiel opnieuw moet uitvinden, kun je nu binnen het cluster snel de juiste richting samen bepalen en vandaaruit verder uitbouwen. Bovendien ben je als innovatiecluster een veel interessantere partner voor de leveranciers van 3D printers. Samen kun je de technologie verder ontwikkelen en invloed uitoefenen.”

Uiteindelijk doel van het project is om een 3-D ‘shared facility’ op te zetten in Drachten. Hier kunnen bedrijven allerlei onderdelen en gereedschappen in 3D-printen met metaal. Volgens Klaas Stuiver biedt 3D-printen met metaal veel kansen en voordelen voor het bedrijfsleven. “Je kunt relatief snel je eerste prototype bouwen en zichtmodellen maken. Ook kun je onderdelen maken die voorheen niet te produceren waren. Een van de vele voordelen die je kunt realiseren met Additive Manufacturing in metaal is een enorme gewichts- en materiaalbesparing. Je hoeft namelijk alleen de contouren te printen, waardoor er holle ruimtes ontstaan. Ook is het logischer om organisch gevormde onderdelen te printen. Gewichtsbesparing is voor bewegende delen een belangrijke topic: hoe zwaarder onderdelen zijn, hoe meer kracht en moeite het kost om deze te versnellen en te vertragen.”

Ook het in één keer maken van samenstellingen met geïntegreerde functies is een mogelijkheid. Als voorbeeld noemt Klaas een Bahco moersleutel. Deze bestaat uit vijf losse onderdelen die vervolgens worden geassembleerd. “Met Additive Machining kun je de gehele sleutel in één keer in geassembleerde toestand printen, waardoor je veel tijd bespaart.”

Daarnaast bestaat er nu de mogelijkheid om een onderdeel te produceren zonder dure gereedschappen en matrijzen. “Additive Machining is geen vervanger voor bestaande productietechnieken”, aldus Klaas, “maar wel een goede aanvulling. In de meeste gevallen zul je de bestaande technieken naast het aanmaken via AM nodig blijven hebben.

Oppervlakteafwerking is onder andere nog een issue. Omdat onderdelen worden opgebouwd door het samensmelten van zeer kleine poeders, in een variatie van 5 micron tot maximaal 60 micron, zie je dat terug in de oppervlakteruwheid.”

Meer efficiency

Lucas Boelen van Philips CL scout naar nieuwe opkomende fabricagetechnologieën, zoals 3D printen. Waarom gebruikt Philips Additive Machining in metaal? Lucas: “Het is geschikt voor bijvoorbeeld spuitgietmatrijzen. Met 3D-printen kun je direct onder het oppervlak allerlei gekromde koelkanalen aanbrengen. Daardoor koelt een product sneller af en verhoog je de efficiency van het spuitgieten. Met traditionele technieken zijn dergelijke koelkanalen niet mogelijk. Een tweede voordeel is dat een 3D-geprinte matrijs gecombineerd kan worden met Rapid Heat Cycle Technology. Daarmee kun je mooie hoogglansspuitgietproducten produceren.”

Groot voordeel van het innovatiecluster is volgens hem synergie. “3D printen biedt nieuwe kansen. Bij het ene bedrijf is kennis van nabewerkingstechnieken hoogstaand, terwijl een ander bedrijf een sterke competentie heeft op metallografie. Het samengaan van deze competenties en resources creëert waarde voor alle partijen in het project. In het innovatiecluster leer je dan van elkaar. Bovendien delen we investeringen en ondersteunen we elkaar ook met het gebruik van bepaalde apparatuur. Zo stellen wij onze elektronenmicroscoop ter beschikking voor onderzoek naar het oppervlak van 3D-geprint metaal. En verder is het ook gewoon leuk om met andere hoogwaardige technologische bedrijven in de omgeving samen te werken!”