3D-printen speelt toenemende rol in onderhoud
Toekomstvisie Brainport Eindhoven maakt nieuwsgierig
Ruben Fokkema is ontwikkelaar van additive manufacturing-ecosystemen voor Brainport Eindhoven en ziet dagelijks de toegevoegde waarde van 3D-printen voor de industrie. Hij legt uit hoe belangrijk het is voor elk bedrijf om op zijn minst de kansen te analyseren. "Businessmodellen veranderen voor iedereen. Ook onderhoudsbedrijven en -afdelingen hebben te maken met mondiale ontwikkelingen zoals grondstoffenschaarste, een verstoorde toeleveringsketen en tekorten op de arbeidsmarkt. 3D-printen kan hier een mogelijke deeloplossing zijn en wint snel aan populariteit. Mis die boot niet."
Lastig te positioneren
Additive Manufacturing (AM) is een term die in de volksmond veelal wordt aangeduid met 3D-printen. Het is een leuke manier om snel prototypes of een eierdopje voor thuisgebruik te maken. 3D-printers worden immers steeds betaalbaarder. Dat deze technologie de afgelopen jaren is doorgegroeid naar een volwassen productietechniek met een ongekende potentie, is veel mensen en bedrijven echter ontgaan.
"Ik merk in veel verhalen die ik lees dat het schijnbaar lastig is om AM te positioneren", geeft Ruben Fokkema aan. "Producten uit de 3D-printer zijn op zich wel bekend, daar kun je niet meer omheen. Minder vaak lees je over serieuze toepassingen van AM in de industrie, terwijl deze wel groeiende zijn. Uit cijfers van het Centraal Bureau voor de Statistieken blijkt bijvoorbeeld dat 16% van de Nederlandse industrie reeds gebruikmaakt van AM. 5% gebruikt de technologie voor het vervaardigen van specifieke mallen of gereedschappen voor derden."
Snel en flexibel
Deze stap is significant en geeft aan dat de tijd van 'spelen' voorbij is. AM is geen exotische productietechniek voor enkelstuks en trendsetters, maar een serieuze, goed te controleren manier om snel en flexibel uiteenlopende producten te maken.
"Vooral wanneer tijdsdruk of een complexe vormgeving een rol spelen, wint AM al snel de businesscase van conventionele technieken", weet Fokkema. "En niet alleen wanneer het gaat om kunststoffen; we zijn inmiddels al zover dat er ook in uiteenlopende metalen is te printen. Bijvoorbeeld in aluminium, titanium en roestvast staal. Maar ook keramiek en zelfs combinaties van materialen zijn mogelijk, waarmee onder andere sensoren of elektronica in producten zijn 'mee te printen'."
Rol binnen de onderhoudswereld
De zojuist genoemde tijdsdruk en complexe vormgeving zijn thema’s die juist binnen de onderhoudswereld de aandacht hebben. Wanneer machines of installaties onverwacht uitvallen, is er immers haast geboden om de stilstand tot een minimum te beperken. Wanneer het uitvallen samenhangt met een defecte component die moet worden vervangen, dan is het maar de vraag of dit onderdeel op voorraad is en hoe snel dit op locatie kan zijn.
"Voor standaardonderdelen als bouten, moeren, lagers en bekende slijtdelen is dit vaak niet zo’n probleem", meent Fokkema. "De monteur heeft ze in zijn bestelwagen of de klant heeft ze zelf op voorraad liggen. Conform de wet van Murphy is het in kritieke gevallen echter anders. Daarbij geldt dat: hoe belangrijker het is dat de storing snel is opgelost, hoe kleiner de kans dat het onderdeel op voorraad of snel beschikbaar is."
"3D-printen wordt in deze situaties een steeds serieuzere mogelijkheid om direct, ter plaatse het gewenste onderdeel in de gewenste kwaliteit te printen. Dit is een goede oplossing wanneer het gaat om een standaardproduct waarvan de printfile bekend en beschikbaar is. Maar zeker ook wanneer een monteur creatief moet zijn om een installatie tijdelijk te repareren tot mogelijk het originele onderdeel beschikbaar is. In dat geval biedt 3D-printen de mogelijkheid om de hiervoor benodigde onderdelen of hulpstukken ter plaatse te ontwerpen en te printen."
PraktijkVoorbeeldEN
Reserveonderdelen produceren
Dat het geen 'wilde dromen' zijn die Fokkema oppert, blijkt onder meer uit een recent persbericht van Daimler Buses. Dit bedrijf biedt de busbedrijven Mercedes-Benz en Setra de mogelijkheid om zelf snel en goedkoop met behulp van AM reserveonderdelen te produceren. Gewoon vanuit hun eigen vestiging voor hun eigen voertuigen. Met dit initiatief wil de fabrikant een einde maken aan tijdrovende verzendingen van onderdelen.
Hoewel deze beslissing misschien verrassend lijkt, is dit niet de eerste keer dat Daimler Buses overgaat op additive manufacturing. Sinds 2017 printte het bedrijf meer dan 780 vervangende onderdelen voor zijn voertuigen in 3D en vorig jaar ontwikkelde het al het mobiele 3D-printcentrum Omniplus in een container, om zo de toegang tot 3D-geprinte onderdelen voor zijn klanten te vereenvoudigen.
"AM biedt mogelijkheden om in de ontwikkelfase snel een functioneel prototype te maken en de time-to-market sterk te verkorten"
"Busbedrijven moeten zich eerst registreren bij de 3D Printing License eShop en aangeven over welke 3D-printers zij beschikken. Vervolgens kopen ze een gecodeerde 3D-printlicentie om digitale bestanden van de gewenste onderdelen te verkrijgen. Zodra het printen is voltooid, verloopt de licentie zonder dat de gegevens worden opgeslagen", klinkt het bij Daimler Buses.
"Op deze manier kunnen alle bedrijven met voertuigen van ons zelf hun eigen 'mini-onderdelenfabriek' creëren; vergelijkbaar met streamingplatforms en met het idee dat deze altijd en overal kan worden gebruikt. Op dit moment zijn er meer dan honderd onderdelen van de meer dan 1.500 printbare componenten beschikbaar als printbestand voor licentiehouders. Wanneer transportbedrijven een specifiek onderdeel willen maken dat hun eigen 3D-printers niet toelaten, kunnen de partners van Omniplus ook worden ingeschakeld om het printwerk voor hen te doen."
"Met deze nieuwe toepassing kan de componentenfabrikant zijn onderdelen sneller beschikbaar maken door supply chain-problemen te beperken. Daarvan profiteren ook onderhoudsbedrijven en toeleveranciers, terwijl alle partijen kosten besparen. Ideaal dus om te kunnen produceren op afwijkende tijdstippen wanneer de tijdsdruk hoog is. De aanpak is wat dat betreft geschikt voor alle bedrijven die wereldwijd leveren en de complexiteit van de toeleveringsketen willen vereenvoudigen", stelt Fokkema.
Zelf engineeren
Een ander voorbeeld is te vinden in sectoren waar elke minuut stilstand veel geld kost en er bij storingen dus alles aan gelegen is om een machine of installatie zo snel mogelijk weer 'up & running' te krijgen. Zo’n sector is de petrochemie.
Fokkema: "Dit zijn de wat meer uitzonderlijke situaties, maar de voorbeelden zijn bekend van onderdelen die op een booreiland stuk gaan en waarbij de toelevering van nieuwe onderdelen problemen geeft. Zo ken ik een geval van een boorplatform in Nigeria dat stillag. Het inschakelen van een ontwikkelteam om het probleem op te lossen in combinatie met de productietijd van het betreffende onderdeel zou veel te lang duren."
"Er is toen gekozen voor een oplossing waarbij het onderdeel is 'gere-engineered', door met een digitale camera foto’s en filmpjes te maken en deze om te zetten in een model. Uiteindelijk is dit met een 3D-printer geproduceerd en vervolgens direct geïnstalleerd. Het lijkt een dure oplossing, en dat is het ook, maar die kosten wegen zeker niet op tegen de kosten van de stilstand van een boorplatform."
Dichter bij huis
Maar nu terug naar de Benelux-bedrijven en onze eigen onderhoudsafdelingen. Wat moeten zij met 3D-printen?
Fokkema: "Ik beweer zeker niet dat het eenvoudig is om vanuit het niets opeens iets zinnigs te doen met 3D-printen. Ik zeg wel dat het verstandig is om uit te zoeken óf er mogelijkheden zijn; het liefst op de korte termijn. Zoals ik al eerder aangaf, is 3D-printen iets dat de aandacht heeft van de industrie en dit negeren, betekent dat je de kans loopt de spreekwoordelijke boot later te missen. Zeker in deze tijd."
Fokkema doelt op het feit dat de wereld snel verandert en dat bedrijven mee moeten veranderen om hun bestaansrecht zeker te stellen. "AM biedt mogelijkheden om in de ontwikkelfase snel een functioneel prototype te maken en de time-to-market sterk te verkorten. Toen corona uitbrak, was het dé manier om direct en zonder veel problemen sluitclips voor mondmaskers of andere medische voorzieningen te printen."
"Een mooie case vind ik tevens een gieterij die 3D-printen gebruikt voor het snel produceren van speciale mallen. De corebusiness – het gieten – blijft corebusiness. Maar de mogelijkheid om snel en flexibel te reageren op vragen uit de markt zijn met het toevoegen van AM sterk verbeterd. Daarbij geldt voor alle sectoren: wanneer de behoefte groot is en het betreffende product niet beschikbaar – geen onbekend fenomeen in de onderhoudswereld – dan heb je de businesscase al snel rond."
"Tot slot noem ik verschillende geopolitieke ontwikkelingen die een voedingsbodem voor AM vormen. Denk bijvoorbeeld aan grondstoffenschaarste, maar ook aan de verstoorde leveringsbetrouwbaarheid van componenten in een totale keten, onder andere door de oorlog in Oekraïne. AM zou ook hier een deeloplossing kunnen zijn."
