Wat zijn de mogelijkheden van 3D printen in metaal?

Naast het printen in kunststof, is het ook mogelijk om te 3D printen in hout, glas, gips én metaal. Vooral het 3D printen in metaal is sterk in opkomst. De verwachting is dat deze trend verder zal doorzetten, met name binnen de automotive, luchtvaart en medische sector. 

Wat zijn de mogelijkheden van 3D printen in metaal?

Op het gebied van printsnelheid, kwaliteit en oppervlakte structuur heeft 3D printen in metaal de laatste jaren een behoorlijke ontwikkeling doorgemaakt. De fysieke eigenschappen zijn voor 99,9% gelijk aan de standaardeigenschappen van metalen.

3D printtechnieken van metaal (powderbed fusion)

Selective Laser Melting (SLM)

Het 3D printen van metalen objecten is een redelijk nieuwe, maar ook zeer complexe techniek. SLM is een poederbedtechnologie waarbij een laag metaalpoeder (bijvoorbeeld titanium, kobalt-chroom, staal, roestvast staal, koper of aluminium) door een laser wordt belicht, waardoor het poeder samensmelt.

Selective Inhibition Sintering

Daarnaast is er een techniek ontwikkeld door onderzoekers van de universiteit van Zuid-Californië, waardoor de kosten van een metaalprinter lager zijn. Met Selective Inhibition Sintering-techniek (SIS) worden alle korrels metaal aan buitenkant van het 3D object behandeld met een anti-sintering vloeistof. Vervolgens gaat het 3D-gesinterde object een speciale oven in, waar de korreltjes aan de binnenkant aan elkaar smelten tot een stevig object.
Hierdoor hoeft de printer niet meer laagsgewijs de gehele inhoud van het object te laseren en verloopt het 3D printen een stuk sneller. Door het gebruik van een inkjettechniek is deze methode een meer betaalbaar alternatief voor de dure laser die in de huidige metaalprinters zit. In de toekomst kunnen 3D metaalprinters hierdoor al vanaf enkele duizenden euro’s op de markt komen.

De toekomst van 3D printen in metaal?

Volgens adviesbureau Roland Berger zal de vraag naar het 3D printen van metalen structuren de komende jaren aanzienlijk stijgen. Roland Berger Strategy Consultants voorspelde zelfs in 2013 al een verviervoudiging van de markt.
Jeroen Althoff, principal bij Roland Berger. “Deze voorspelde groei wordt voornamelijk veroorzaakt door een significante daling in de kosten van het 3D-printen van metaal. De kosten zijn nu nog tien keer hoger dan die van conventionele productiemethoden, vooral door de aanzienlijke aanschafkosten van de printers en doordat de printsnelheid met de huidige techniek nog laag ligt. Uit gedetailleerde analyse van de huidige marktomstandigheden, productiekosten en beschikbare technologieën blijkt dat de kosten van het 3D-printen van metalen structuren de komende tien jaar met 65% zullen dalen. Dit komt doordat de bouwprocessen van 3D printers op den duur efficiënter, sneller en stabieler worden”.

Voordelen 3D printen in Metaal

  • Minimaliseren van de impact op milieu (besparen van materiaal en energie)
  • Verkorten van de ontwikkelingscyclus
  • Produceren op locatie
  • Functioneel testen van kwaliteitsprototypes voor de productie
  • Goed toepasbaar bij complexe organische vormen
  • Kleine series mogelijk
16 June 2016
Laura van den Biggelaar