Na de start in 2021 groeide de Hengelose NTS-locatie die zich bezighoudt met Additive Manufacturing in no time van drie naar vijtien medewerkers. Dat geeft al aan hoe sterk de vraag naar additieve productie is toegenomen. Deze high-end toeleverancier beschikt naast twee MetalFABG2 3D-printers ook over verschillende CNC-gestuurde bewerkingscentra waardoor “hybrideproductie” mogelijk is. Enkelstuks én series kunnen hierdoor snel, nauwkeurig en efficiënt worden geproduceerd.

‘3D-metaalprinten is wereldwijd aan het doorbreken’, stelt Jochem Aarnink, Manager Operations Additive Manufacturing bij NTS. ‘Niet alleen is het geëvolueerd tot een volwaardige innovatieve productietechniek, maar ook is het dé oplossing voor uitbreiding van de capaciteit in de supply chain van machinebouwers. Punt is wel dat constructeurs “iets anders” moeten gaan denken als ze producten willen gaan printen. Ook moeten ze metallurgische kennis hebben. Zowel bij Design & Engineering, als bij de materiaalkeuze kunnen wij bedrijven dan ook goed ondersteunen. Dit mede door middel van gerichte 3D-trainingen.’

Voordelen van 3D-printen
Bij de NTS-vestiging in Drachten deed al in 2013 een 3D-metaalprinter zijn intrede. Ook was NTS een van de oprichters van AddLab en AddFab. ‘Er is dus al de nodige jaren ervaring binnen de groep met additieve productie’, vertelt Aarnink. ‘We zagen dat de technologie steeds beter werd en inmiddels doen 3D-geprinte metalen onderdelen qua sterkte en duurzaamheid niet onder voor conventioneel (non-additive) geproduceerde componenten.’ ‘Daarbij komen dan de unieke voordelen van 3D-printen. Zo kun je complexe producten met deze techniek als mono-constructie realiseren. Interne koelkanaaltjes  bijvoorbeeld kun je direct aanbrengen en ook ontstaat zo’n product veel sneller. Dit zijn al enkele grote voordelen van 3D-printen. Want ga je dit conventioneel produceren op meer-assige bewerkingscentra, dan moet je het uit verschillende onderdelen opbouwen die je later op elkaar schroef t, last of lijmt. Anders krijg je die koelkanaaltjes er niet in. Ook heb je bij 3D-printen geen materiaalverlies, terwijl als je een kritisch onderdeel gaat frezen uit massief materiaal je soms wel 90% moet weghalen. 3D-printen is bij dit soort producten zowel qua kosten als qua productietijd erg interessant.’

Hoe werkt het?
‘Onze MetalFABG2 3D-printers hebben elk twee kamers met een vlakke grondplaat van 420 x 420 mm’, legt Aarnink de techniek uit. ‘Daarop wordt een dun laagje metaalpoeder aangebracht, waarna in onze printers van Additive Industries (één van de zusterbedrijven van NTS) vier 500W-lasers aan de slag gaan om het poeder selectief te smelten. Dan brengen we weer een laagje poeder aan en zo bouwen we het product laagje voor laagje op. Op die manier kunnen we producten tot 400 mm hoog maken uit RVS 316L, Titanium, Inconell, aluminium, etc. Doordat elke 3D-printer twee kamers heef t, kunnen we de ene kamer bijvoorbeeld alleen voor RVS gebruiken en de andere voor Titanium, waardoor je de kamers niet telkens helemaal schoon hoef t te maken. Dit resulteert in snelle omsteltijden en een kortere doorlooptijd. De laserunit schuif t aan de bovenkant over de kamers. Terwijl je in de ene kamer produceert, kun je het product in de andere kamer lossen en de kamer vervolgens weer klaar maken voor het volgende product. Zo kun je continu op beide 3D-machines produceren.’

Sterk en nauwkeurig
Hoe nauwkeurig is een 3D-metaalprinter en hoe sterk zijn de geprinte producten in vergelijking tot verspaande producten? Aarnink zegt daarover: ‘Bij 3D-printen moet je denken aan toleranties van circa 0,05 millimeter. Soms is dat voldoende, maar vaak moeten we de producten CNC-nabewerken. Dat kan tot op een paar micron nauwkeurig en ook bereik je daarmee de gewenste oppervlakteruwheid. Tussen 3D-printen en afwerken zit veelal een  warmtebehandelingsfase (gloeien in een oven) waarmee je het metaal spanningsvrij maakt en ervoor zorgt dat er een uniforme korrelstructuur ontstaat.

Qua sterkte zijn 3D-geprinte onderdelen tegenwoordig minimaal vergelijkbaar met onderdelen die uit massief materiaal zijn vervaardigd en soms zijn ze zelfs sterker. Daarbij heef t de printrichting invloed op de mechanische eigenschappen en daar houden we dus ook rekening mee. Qua productiesnelheid en kosten is 3D-printen vooral interessant als je heel veel materiaal moet verspanen. Ook kun je met de 3D-printtechniek bepaalde producten maken die simpelweg niet conventioneel geproduceerd kunnen worden. Voor specifi eke applicaties is 3D-printen goedkoper dan conventionele productie en kan de doorlooptijd ook aanzienlijk worden verkort. Logisch dus dat de vraag naar 3D-geprinte producten de komende jaren nog flink zal toenemen!