Embraer: innovatie door additive manufacturing

Embraer, de op twee na grootste vliegtuigbouwer ter wereld, gevestigd in Gavião Peixoto in São Paulo, onderscheidt zich door zijn baanbrekende innovatie op het gebied van additive manufacturing met behulp van industriële 3D-printers van dddrop. Er werd een succesvol project uitgevoerd waarbij creativiteit en geavanceerde productie van composietmaterialen via 3D-printing werden gecombineerd.

3D printen in de geneeskunde

3D printtechnologie is in opkomst in de medische sector. Steeds meer ziekenhuizen schaffen 3D-printers aan voor gebruik in hun dagelijkse medische praktijk. Beeldvormingstechnieken zoals computertomografie (CT) en magnetische resonantie beeldvorming (MRI) worden gebruikt om modellen te maken op basis van de anatomie van de patiënt en te helpen bij een gepersonaliseerde behandeling. 3D-printen biedt veel meer mogelijkheden door de veelzijdigheid in materialen, de constructie van complexe vormen en de visualisatie van theoretische ideeën. Het Radboudumc gebruikt 3D-printen dagelijks om gepersonaliseerde behandelingen te creëren.

Geïndividualiseerde behandeling

Een van de 3D-printtoepassingen in het Radboudumc is de elektronenbundelbestraling voor niet-melanoom huidkanker [1]. Een dddrop Leader Twin Machine wordt gebruikt om op efficiënte wijze een persoonsspecifieke weefselequivalente materiaalopbouw, een bolus genaamd, te maken: Er wordt een CT-scan gemaakt en daarmee wordt een bolus ontworpen die de tumor goed bedekt. Rondom de bolus wordt een omhulsel gemaakt dat 3D wordt geprint en daarna opgevuld met siliconenrubber. Uiteindelijk wordt het omhulsel verwijderd en is de bolus klaar voor gebruik tijdens de bestralingsbehandeling.

Materialen

Het Radboudumc gebruikt PLA voor het printen van de schelpen. PLA heeft de voorkeur vanwege de lage glasovergangstemperatuur, waardoor de siliconenrubber bolus gemakkelijk uit het omhulsel te verwijderen is. Printen met PLA heeft het voordeel dat het bijna niet krimpt bij afkoeling, waardoor de geometrische integriteit tijdens het printen behouden blijft. Bovendien is PLA goedkoop en biologisch afbreekbaar, wat bijdraagt aan de andere bovengenoemde voordelen.

Radboudumc en dddrop

Sinds de aanschaf van de dddrop Leader Twin machine in 2016 houdt het Radboudumc nauw contact met dddrop. Ze maken continu gebruik van het dddrop-serviceplan om optimale printresultaten te behalen en antwoord te krijgen op hun 3D-printvragen. dddrop is erg blij om op deze manier een bijdrage te leveren aan de gezondheidszorg en blij om het supportteam de kans te geven om zich te verdiepen in medische toepassingen die het leven van vele individuen verbeteren. Meer informatie over verschillende 3D-printtoepassingen in het Radboudumc is te vinden op https://www.radboudumc.nl/en/research/radboud-technology-centers/3d-lab. [1] Canters, R. A., Lips, I. M., Wendling, M., Kusters, M., van Zeeland, M., Gerritsen, R. M., … Verhoef, C. G. (2016). Klinische implementatie van 3D-printen bij de constructie van patiëntspecifieke bolussen voor elektronenbundelradiotherapie voor niet-melanoom huidkanker. Radiotherapie en Oncologie, 121(1), 148-153. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2016.07.011

3D printen in de muziekindustrie

Als 3D-printen een toegankelijke en populaire productietechniek wordt, wenden steeds meer industrieën zich tot deze techniek voor ontwikkelingen. De muziekindustrie is niet anders. De oprichter van het bedrijf, Andre Kamperman, zag een toekomst voor zich waarin hij verschillende principes van akoestiek en geluidstechniek kan toepassen op luidsprekerontwerpen, wat uiteindelijk zal leiden tot beter klinkende luidsprekers en een meeslepende geluidservaring. De nieuwe, nog nooit eerder vertoonde geluidsgeneratietechniek moest vanaf nul worden gevisualiseerd, dus wendde het bedrijf zich vanzelfsprekend tot 3D-printen. 3D-printen maakte experimenteren, ontwerpcorrectie en snelle productie van onderdelen mogelijk. De flexibiliteit en veelzijdigheid van 3D-printen maakt het een revolutionair hulpmiddel in elke branche en stelt visionairs van elke achtergrond in staat om een verandering teweeg te brengen in hun vakgebied.

Efficiënte productie

Als startend bedrijf dat zich richt op het ontwikkelen van een nieuw product, ligt er een grote nadruk op het implementeren van efficiënte en betrouwbare productiemethoden in de assemblagelijn. VEDDAN gebruikt een krachtige 3D-printeenheid, bestaande uit vier dddrop EVO Twin machines, die kostenefficiënte snelle productie en iteratie van het ontwerp mogelijk maakt. De luidsprekers van VEDDAN maken gebruik van 3D-printing om belangrijke onderdelen van de luidspreker zelf te produceren, in plaats van het proces uit te besteden. Hierdoor kunnen ze toezicht houden op de kwaliteit van de onderdelen en snel aanpassingen maken als er iets moet worden veranderd, maar bovenal tijd besparen door een snelle levering omdat de verzend- en verwerkingstijd wegvalt. Binnen enkele uren na het voltooien van het ontwerp van het 3D-model kan een onderdeel worden geassembleerd.

“Toen we met het bedrijf begonnen, hadden we kleine oplages. Gelukkig is 3D-printen heel flexibel. Je kunt iets tekenen en het de volgende dag hebben, dus het R&D-proces wordt versneld.”

Andre Kamperman, VEDDAN.

De kosten spelen ook een belangrijke rol bij de productie van VEDDAN. De VEDDAN-luidsprekers zijn een topproduct voor geluidsliefhebbers, dus daar hangt natuurlijk een hoog prijskaartje aan. 3D-printen stelde VEDDAN in staat om on-demand betrouwbare onderdelen van hoge kwaliteit te produceren, waardoor de productiekosten van de luidspreker en uiteindelijk de retailkosten voor de klant daalden. Als alternatief hadden methoden als CNC-frezen, persen of spuitgieten kunnen worden gebruikt voor deze toepassingen, maar het VEDDAN-team vond 3D-printen het meest kosten- en tijdefficiënt. Dat drukt de productiekosten en verhoogt de winstmarges.

Materialen

VEDDAN heeft goed nagedacht over de keuze van de juiste materialen voor de 3D-geprinte onderdelen. Na het testen van verschillende materialen en het vergelijken van verschillende resultaten, koos het team ervoor om PET-G te gebruiken als het primaire materiaal voor de interne 3D-geprinte onderdelen. PET-G toonde enkele akoestische voordelen ten opzichte van de andere materialen, terwijl de mechanische taaiheid behouden bleef. VEDDAN nam 3D-printen een stap verder met een slimme oplossing om sterkte, gewicht en stevigheid toe te voegen aan de luidsprekerbasis, die geprint is in PET-G. De basis is geprint met minimale tot geen vulling en vloeibare epoxy is in de print gegoten, waardoor de constructiekenmerken uitblinken terwijl de aanpasbare eigenschappen van 3D-printen behouden blijven. Als alternatief zou dit onderdeel CNC-gefreesd zijn, wat de kosten en levertijden zou hebben verhoogd, een slimme oplossing voor een veelvoorkomende ontwerpuitdaging.

VEDDAN and dddrop

The dddrop team is working alongside the VEDDAN team and provides assistance and expert input, and is proud to be a part of such an outstanding project. Implementing 3D printing allows innovators to visualize and bring incredible new designs to life that have the potential to change industries, just as the VEDDAN speaker is set to change the way we listen to music.

Explore more about the VEDDAN speakers at VEDDAN.com

Technical Product Development Engineer Eddy Hoebergen is sinds de overname van de dddrop verantwoordelijk voor de 3D-printer. Het zoeken naar een 3D-printer had niet de hoogste prioriteit. Het bedrijf kocht de printer om covers te produceren voor de stijlen van de nieuwe Verdi-frames. “De dddrop is uitgegroeid tot een machine die voor allerlei toepassingen wordt gebruikt. Onmisbaar! “, zegt Eddy.

Snel prototypes maken met behulp van 3D-print

Nu de printer op de productievloer staat, kan het team experimenteren met nieuwe ontwerpen. Eddy en zijn collega’s zijn verantwoordelijk voor de technische productontwikkeling. Bij het ontwerpen van nieuwe producten is het belangrijk om snel de vertaalslag te kunnen maken van een scherm naar een tastbaar model. Met de dddrop 3D-printer worden prototypes gemaakt met een snelheid die niet te vergelijken is met het uitbesteden van 3D-printen. Het snel kunnen produceren van tastbare producten en het optimaliseren van het ontwerp is een belangrijk proces in productontwikkeling. Nu dit volledig in-house gebeurt, kunnen verschillende ontwerpopties snel worden getest, wat resulteert in een optimaal eindontwerp.

Tegenwoordig worden alle frees- en boorsjablonen in eigen huis 3D-geprint. Dit levert een aanzienlijke tijdsbesparing op omdat uitbesteding en vertraging bij de levering niet langer aan de orde zijn. Dat is echter niet het belangrijkste voordeel: als we naar de kosten kijken, is er een besparing van meer dan 75 procent gerealiseerd. “We gebruiken ongeveer 100 matrijzen productief. Vermenigvuldig dit met 400 euro en ik hoef je niet uit te leggen wat voor kapitaal er bij ons in de kast staat, “zegt Eddy lachend. “Op dit moment liggen de kosten per matrijs, inclusief afschrijving, energiekosten en manuren, rond de 25 euro”.

Wat begon als een test voor het vervaardigen van afdekkappen is bij Berkvens uitgegroeid tot een functionele machine voor prototyping, productie tooling en eindproducten die daadwerkelijk in talloze deuren worden gemonteerd. Met 500.000 deuren en kozijnen per jaar, compleet geleverd van A tot Z, mag Berkvens als bedrijf trots zijn.