Wat is rapid manufacturing ?
Rapid manufacturing is te zien als een uitbreiding van rapid prototyping. Het gaat om het omzetten van een digitaal ontwerp in een echte product om te gebruiken en geen model of prototype. Rapid manufacturing is een logische volgende stap in het maken van producten waarbij geen gereedschap meer nodig is. Dit kan op verschillende manieren met een 3D-printer.
Synoniemen
Rapid manufacturing is een verzamelnaam voor technieken waarmee een product laag voor laag wordt opgebouwd door energie en/of materiaal aan een specifiek punt in de ruimte toe te voegen. Er wordt dus geen materiaal verwijderd zoals bij substractieve productietechnieken als freezen gebeurd.
Rapid is trouwens relatief, want een er is altijd nog tussen de 3 en 72 uur nodig om een product te fabriceren. Synoniemen voor rapid manufacturing zijn solid freeform fabrication, Computer Automated Manufacturing (CAM), layered manufacturing en additive fabrication.
Methoden
- Laminated Object Modeling (LOM): De oudste techniek, plakjes van het object worden van papier of kunststof gemaakt. Deze worden vervolgens aan elkaar gelijmd.
- Stereolithografie (SLA of STL): De een na oudste techniek, gebruikt een laser om vloeistoffen te verharden.
- Selective Laser Sintering (SLS): Een laser smelt laag na laag een poeder tot een vast product. Het sinterpoeder wordt met de toevoertafel omhooggeduwd, terwijl het object zakt.
- Direct Metal Laser Sintering (DMLS): Dit is een variant van SLS waarbij metaalpoeder wordt gebruikt om direct metalen voorwerpen te maken.
- Electron Beam Melting (EBM): Het smelten van metaal poeder laag voor laag met een elektronenstraal in een hoog vacuüm. Levert een zeer sterk object op, veelal van titanium.
- Selective Hot Air Sintering And Melting (SHASAM): Een suikerprinter die geen dure laser gebruikt maar goedkope hete lucht.
- Inkjet technology: Een printer print laag voor laag het materiaal. Veel 3D printers gebruiken deze methode.
- Fused Deposition Modeling (FDM): Deze inkjet-technology maakt gebruik van thermoplastics.
- Polyjet: Deze technologie brengt vloeibare fotopolymeer aan in ultra-dunne lagen. UV-licht hardt elke laag onmiddellijk nadat het is aangebracht.
- Laser Powder Forming (LPF): In de printkop wordt smelt een hoog vermogen laser metaal poeder.
- Solid Ground Curing (SGC)
- Multi Jet Modelling (MJM):Het door middel van wax, laagsgewijs opbouwen van een object. Hiermee kunnen ingewikkelde voorwerpen worden gemaakt, ze zijn echter wel breekbaar.
- Twee-foton polymerisatie: Een vloeistof of gel met blok van verschillende monomeren wordt met twee-foton laser bestraald. Het laserlicht initieert polymerisatie. Wanneer de tracing is voltooid, is na het wegwassen van de ongepolymeriseerde gel het object zichtbaar. Deze substractieve technieken hoort eigenlijk niet in dit rijtje thuis, maar is zeker interessant.
Kenmerken product
Machines voor rapid manufacturing zijn vaak nog duur. Wanneer vormvrijheid en snelheid belangrijk zijn kan dit opwegen tegen deze hoge investering. Rapid manufacturing is interessant wanneer een product over de volgende kenmerken beschikt:
- Kleine serie: Omdat de machines voor rapid manufacturing veelal duur zijn verdienen deze technieken zich het snelst terug bij kleine series. De meeste besparing is te halen in de voorbereiding: instellen machine, fixatie of maken van een mal. Een ander voordeel is het besparen op voorraadkosten.
- Korte levenscyclus: Omdat men nu nog met zwakkere materialen moet werken is rapid manufacturing sneller interessant voor producten met een korte levensduur.
- Nauwkeurigheid minder belangrijk: Rapid manufacturing is vaak minder nauwkeurig en geeft een ribbelig oppervlak vanwege de gelaagde opbouw.
- Vormvrijheid: De vormvrijheid is een van de groot voordelen, alle denkbare geometrie is mogelijk.
- Korte time-to-market: Met name een eerste productie zal sneller zijn dan met conventionele technieken. Ook zijn wijzigingen eenvoudig door te voeren.
- Beperkte afmeting: De meeste machines kunnen maar kleine producten maken, een tussen oplossing is deze onderdelen later aan elkaar monteren.
- Relatief duur: Omdat rapid manufacturing machines duur zijn is het vooral geschikt voor producten met een hoge marktprijs.
Rapid tooling
Rapid manufacturing kan een te grote stap zijn. Een mooie tussenstap is rapid tooling. Het maken van mallen en matrijzen met deze technieken en dan vervolgens een uniek product of kleine serie produceren met het gewenste materiaal.
