10 redenen waarom 3D printen voordeliger is dan spuitgieten!

Ik krijg steeds vaker de vraag of het wel rendabel is om meerdere aantallen ineens te printen van een 3D ontwerp. 3D printen lijkt zich in eerste instantie niet te kunnen meten met een populaire productiemethode als spuitgieten maar toch is er een groeiend aantal bedrijven dat de stap durft te nemen. Kortom, serieproductie met 3D printen is sterk in opkomst.

Waarom die bedrijven dat doen? Ik leg het je uit aan de hand van deze Top 10:

      1. Minder eisen aan het 3D ontwerp.bol-300
        Om te kunnen 3D printen heb je voldoende aan een digitaal 3D ontwerp dat geschikt is om te printen. In de praktijk is dit eenvoudiger dan het ontwerpen voor spuitgieten. Wel zijn er, afhankelijk van het materiaal waarmee je print, bepaalde voorwaarden zoals wanddikte en spacing. Simpel gezegd kun je met een paar muisklikken een ontwerp klaar hebben dat geprint kan worden. Oké, voor wat toegevoegde waarde aan het product zul je zeker wat meer tijd kwijt zijn, maar de eisen voor 3D printen vallen in het niet bij die voor het spuitgieten.
        Voordeel: minder tijd nodig om het 3D ontwerp vorm te geven.

      2. Geen mal nodigmal-300
        Zodra je digitale 3D model klaar is kun je direct produceren en kun je soms dezelfde dag nog het eindproduct in je handen houden. Dit in tegenstellingen tot het spuitgieten waarin de doorlooptijd van concept tot eindproduct toch gauw enkele maanden in beslag kan nemen. De keuze voor het type mal is afhankelijk van product, materiaal en de oplage, en de ervaring leert dat je te maken hebt met hogere faalkosten. En zeker bij de zogenaamde low-volume mallen moet er regelmatig geoptimaliseerd worden.
        Voordeel: lagere opstartkosten voor project en snellere doorlooptijd van concept tot product.

      3. Minder voorraadprinting-300
        Je print alleen wat je nodig hebt. Het is niet nodig om grote voorraden aan te leggen van je product omdat de doorlooptijd van order tot product relatief beperkt is. Wanneer je gebruik maakt van mallen ben je genoodzaakt om grote aantallen af te nemen om het product rendabel te krijgen. En het bijbestellen kost meer tijd en is alleen interessant bij grotere aantallen. 3D printen heeft deze noodzaak veel minder. Je kunt beginnen met enkel stuks of enkele tientallen en later uitbreiden naar honderdtallen of zelfs duizendtallen afhankelijk van het volume van het object. Een ideale manier om de markt te verkennen en de kansen voor een nieuwe product te onderzoeken omdat je niet direct genoodzaakt bent een hoge afzetmarkt aan te boren. In mijn volgende blog ga ik verder op onderzoek uit naar de grens van het toelaatbare als het gaat om serieproductie met 3D printen.
        Voordeel: Minder magazijn ruimte en minder druk op je cashflow (gespreid investeren).

      4. Ontwerp is makkelijk aan te passenkid-3d printing-300
        Geen nieuwe mal aan schaffen maar toch eenvoudig aanpassing doen aan het ontwerp en deze direct doorvoeren in je productiemodel. Dat kan met 3D printen. En dat ook nog eens zonder noemenswaardige kosten. Moet het gaatje net even op een andere plek? Moet er andere tekst op? moet het ontwerp iets groter of juist kleiner? Voor de 3D printer geen probleem… 
        Voordeel: super flexibel en tegen zeer lage kosten modificaties doorvoeren.

      5. Lichtgewicht ontwerpen3d printed brace
        Afhankelijk van de gekozen printtechniek is het mogelijk flink te besparen op materiaal door alleen daar materiaal te gebruiken waar het nodig is. Zo kan een bijvoorbeeld een hoeksteun uit de 3D printer tot misschien wel 60% tot 70% besparen op materiaal tov van een conventionele hoeksteun. En dat terwijl de draagkracht hetzelfde blijft. Met name in de luchtvaart wordt dit principe al veel toegepast. De besparing die daarmee gerealiseerd wordt op brandstof is enorm.
        Voordeel: besparing op materiaal met veel bijkomende extra voordelen.

      6. Interlocking partsbox
        Volledig functionerende scharnieren printen zonder assemblage? Het kan. Een kastje met een deksel dat direct uit de printer te gebruiken is zonder assemblage is alleen mogelijk met 3D SLS printen. Ook andere ‘interlocking’ onderdelen zijn voor deze printer geen probleem. Mits de toleranties maar goed zijn. Door te werken met interlocking parts kun je flink besparen op de kostprijs van een object omdat de kostprijs in de meeste rekenmodellen wordt bepaald door het volume dat het object inneemt in de printer.
        Voordeel: besparing op assemblage kosten en realiseren van volume voordeel in de printer (= extra kostenbesparing).
         
      7. Mass Customizationglasses-300
        Door de juiste software tools genereer je op basis van een standaard model in een handomdraai gepersonaliseerde producten. Allemaal net even wat anders waardoor ze nog persoonlijker worden. Denk aan eigennamen of logo’s toevoegen aan een product. Zo kun je elk product echt uniek maken.
        Voordeel: product krijgt persoonlijke meerwaarde voor de gebruiker.

      8. Minder afval
        no-wasteJe houdt geen producten over als je minder hebt verkocht. Dus geen rest voorraad omdat je alleen laat maken wat je verkoopt. En bij de productie wordt het restmateriaal direct hergebruikt (uitzondering hierop is de FDM printer). In tegenstelling tot spuitgieten waar overtollige randen afgesneden moeten worden en dit materiaal via een bewerkingsproces pas hergebruikt kan worden.
        Voordeel: hoger rendement op grondstoffen en lagere Carbon Footprint.

      9. Productie in of dichtbij huisglobe-300
        Bij conventionele productiemethoden komt het eindproduct nog vaak vanuit de andere kant van de wereld (lees: China). Met 3D printen snij je dat transport er tussen uit. De productie vindt dichtbij of zelfs in huis plaats. Buiten de aanvoer van grondstoffen en het bezorgen van het eindproduct van de klant wordt er veel minder energie verspilt.
        Voordeel: Lagere Carbon Footprint.

      10. It’s a new thing!excited-300
        De opmars van 3D printen is niet te stuiten. Iedereen heeft ondertussen wel iets ge-3Dprint in handen gehad en de komende jaren zullen er steeds meer geprinte producten op markt komen. Maar de komende jaren is het voor veel mensen nog steeds een leuk nieuw ding. Buiten de gekke opvallende objecten die je niet zou kunnen maken zonder een 3D printer, komen er steeds meer alledaagse producten op de markt die niet zichtbaar uit een 3D printer komen. Maar toch leveren ook deze producten bij de klant positieve reacties op. “Oh, kan dat ook al? Goh, wat leuk!”. En last but not least… ze zijn bijzonder omdat ze in de toekomst gemaakt zijn. Speciaal voor jou!

Zijn er dan geen nadelen? Jawel!

      • Om slim gebruik te maken van de kostprijsberekeningen voor 3D printen moet je anders ontwerpen. Alleen op die manier kun je de prijs laag houden en de strijd aangaan met spuitgieten.
      • Afhankelijk van de gewenste uitstraling kost de nabewerking meer tijd dan bij conventionele producten.
      • Bij sommige printtechnieken is het duidelijk te zien dat het product uit een 3D printer komt.
      • Bij met name de FDM techniek is de kans op fouten tijdens het printen relatief hoog. Deze techniek leent zich dan ook het minst voor het printen van series.
      • Voor échte bulk productie is het nog niet interessant. De productietijd en kosten leggen het dan af tegen de conventionele technieken. Er komen echter wel steeds meer metaalprinters op de markt die tegen zeer concurrerende prijzen kleine metalen onderdelen in zeer grote aantallen kunnen printen.

De volgende keer geef ik je tips hoe je snel kunt bepalen of het wel of niet financieel interessant is om serieproductie met 3D printers te overwegen. Of te wel, op zoek naar de grens van het toelaatbare!

Interview met Dutchict

Dutchict start eind 2014 met een kennisplatform voor bedrijven waarin gezamenlijk onderzocht wordt welke kansen 3D printen biedt voor hun branche. Barry Schulte is als 3D printing specialist uitgenodigd als voorzitter deel te nemen aan het platform. Speciaal voor de lancering interviewen we Barry.

Wat betekent 3D printing voor jou?
3D printing betekent voor mij vrijheid van productie. Als ontwerper was je vaak afhankelijk van ‘derden’ die wel of geen heil zien in jouw product. 3D printen geeft ontwerpers de mogelijkheid eigen producent te worden. Ofwel met eigen printers of met printercapaciteit die je elders inhuurt.

Is 3D printing net zo’n grote verandering als computers en internet?
Nu nog niet. Computers hebben al een verandering teweeg gebracht die vele malen groter is dan 3D printing tot nu toe. Computers en internet hebben het werkterrein van de mens flink veranderd. De maatschappelijke impact daarvan is zichtbaar op veel terreinen. Informatie delen is nog nooit zo makkelijk geweest. Denk aan social media, wikipedia, crowdfunding maar ook de Arabische lente. Allemaal ontwikkelingen in gang gezet door het bestaan van de computer en internet. Zonder computers zou het internet en 3D printing niet bestaan. Dus in die zin is de verandering wellicht minder groot. Maar toch zal de impact van 3D printing op termijn enorm zijn. Het gaat niet alleen de industrie, maar ook de zorgsector de komende decennia revolutionair veranderen. Produceren wat je nodig hebt wanneer je het nodig hebt. Of het nou een bumper voor je auto is of een nieuwe nier… ‘u vraagt, wij printen’.

Hoe ver is het 3D printen nu ?
3D printing heeft vooral de laatste decennia al een behoorlijke ontwikkeling doorgemaakt. Maar terwijl het in de huidige vorm eigenlijk al sinds de jaren 80 staat staan we nog steeds in de kinderschoenen. De acceptatie in de industrie gaat enorm hard op het moment. Zeg maar gerust ‘stormachtig’. Als je de ontwikkelingen probeert bij te houden begint het zo af en toe flink te duizelen. Daarbij wel opgemerkt dat veel ontwikkelingen in de onderzoeksfase zitten. Steeds meer bedrijven realiseren zich dat ze iets willen/kunnen/moeten met 3D printen maar weten nog niet precies wat. Ze gaan op onderzoek uit, en proberen dingen uit. Dat gaat soms op grote schaal (denk bijvoorbeeld aan autofabrikanten) maar biedt ook veel ruimte en mogelijkheden voor start-ups. De 3D printing markt stond de afgelopen decennia voor rapid-prototyping maar verschuift nu in rap tempo naar productie. De kwaliteit van sommige printers is dermate goed geworden dat je er productiemodellen mee kunt maken. Nu is dat alleen nog interessant voor kleinere oplages omdat klassieke fabricage het nog wint op kostprijs.

Wat is de grootste verandering doormiddel van 3D printen tot nu toe?
De grootste ontwikkeling moet in mijn ogen nog komen, maar tot nu toe is de grootste verandering denk ik merkbaar in de industrie.
Steeds meer producten die je tegenwoordig koopt zijn eerst als prototype geprint. Productieprocessen worden daardoor flink ingekort. Daarnaast biedt het ontwerpers veel meer ruimte om te experimenteren en worden producten hierdoor vaak mooier en slimmer (hoewel je daar ook over kunt twisten).

Wat is de grootste verandering die eraan zit te komen?
Een belangrijke ontwikkeling zal zijn dat 3D printers in staat zijn te ‘produceren’ en op kostprijs te concurreren met klassieke fabricage. Ik verwacht overigens wel dat dit nog decennia gaat duren want met de huidige technieken gaan we dit mijns inziens niet realiseren. Er zal dus verder gezocht worden naar nieuwe technieken.

Waar staat 3D printing over 5 jaar?
Over 5 jaar heeft elk huishouden wel iets in huis dat ge-3D print is maar 3D printers zullen nog steeds niet massaal in de huiskamer staan. Daar is het toepassingsgebied dan nog te beperkt voor. Er zijn naast de grote online 3D printshops wel meer lokale printershops waar je je eigen design of aangepast design laat printen in een materiaal naar keuze. Daarnaast staan we denk ik aan de vooravond van een eerste shake down bij de start-ups van nu. De blauwdruk voor 3D printing is nu nog niet duidelijk voor veel bedrijven maar de roadmaps zijn tegen die tijd wel duidelijk uitgezet. De komende 5 jaar zal er nog veel voortgeborduurd zijn op de huidige technieken die verfijnd zullen worden. Wel verwacht ik op korte termijn een grote ontwikkeling in het bioprinten. Bruikbaar huidweefsel, nieren, lever of ander levend materiaal zal worden ingezet. Nog niet op grote schaal, maar ze zijn over 5 jaar denk ik wel klaar voor de grote sprong.  Een andere interessante gedachte vind ik vooral dat wij nu nog niet weten of kunnen voorspellen wat het eindstation van 3D printen is. Ons brein kan het nog niet overzien… Evolutie in volle gang.

Wat wil je zelf bereiken en maken met 3D printing?
Voor mij betekent 3D printing productie- en design vrijheid. Ik bepaal zelf wat ik maak en niemand die mijn daar in kan belemmeren. Geen torenhoge ontwikkelingskosten, geen ellenlange doorlooptijden. Vandaag het idee, morgen tekenen, overmorgen printen en binnen een week kun je jouw product op het internet te koop aanbieden aan de hele wereld.

Wat is het meest bizarre dat tot nu toe is geprint?
In Japan kun je tegenwoordig bij de pretecho een 3D scan laten maken van de foetus en laten printen in 3D. Niet iets waar ik nou snel aan denk bij 3D printen, maar kan me wel voorstellen dat sommige papa’s en mama’s het geweldig vinden.

Wat zouden wij op het gebied van 3D printing goed in de gaten moeten houden?
Ik zou zeker kijken welke bedrijven toonaangevend zijn in je eigen branche en volgen wat zij doen met 3D printing. Daarnaast een aantal nieuwsbronnen (bijvoorbeeld 3dprintingindustry.com en 3ders.org) selecteren die de ontwikkelingen op de voet bijhouden. Inspiratie komt vaak uit onverwachte hoek. Bepaal voor jezelf in ieder geval welke concurrentie/bedreiging en kansen 3D printing voor je eigen bedrijfstak biedt. Niet alleen nu maar vooral over 5 of 10 jaar. Dan kun je dan altijd nog bepalen wat je met die informatie doet. Ik zie geen reden om er mee te wachten.

Exploring possibilities: de 3D community van Dutchict

Eind 2014 zijn we vol enthousiasme gestart met de 3D community van Dutchict. Met deelnemers uit de Automotive industrie, Reclamewereld, Architectuur, Watermanagement, Land- en Tuinbouw en ICT is er een mooie ‘brede’ groep ontstaan.

In mijn eerste blog voor de community sprak ik o.a. over de onbegrensde mogelijkheden en mogelijke ethische discussies die gevoerd (gaan) worden. Na de aftrap waren alle deelnemers het er wel over eens: ‘3D printing gaat de wereld veranderen en het is goed om nu te onderzoeken wat het voor je eigen organisatie voor impact gaat hebben’. Als je 3D printing aan den lijve ondervind beginnen de mogelijkheden en uitdagingen zich te ontvouwen, word je bekend met de materie en ben je langzaam maar zeker in staat om in te schatten hoe 3D printing jouw organisatie kan aanvullen of juist bedreigen. Want één ding werd de deelnemers wel duidelijk: ‘er kan nu al zoveel meer met 3D printing als dat we vooraf dachten’. En de ontwikkelingen gaan nu al in hoog tempo en dat tempo zal alleen maar toenemen. Daar waar nieuwe bedrijven gaan ontstaan zullen andere bedrijven plaatsmaken omdat ze niet tijdig gereageerd hebben op de ‘nieuwe’ bedreiging. Tijd voor actie dus…

Na afloop van de 1e ronde tafel sessie zijn de deelnemers nieuwsgierig aan de slag gegaan met de Duplicator 4 die ze mee naar huis kregen. De duplicator 4 is een 3D printer (type FDM) die je tegenwoordig tegen komt in de betere computerwinkel. Aan de achterzijde zit een rol plastic draad (filament) en de geprinte objecten kenmerken zich door een licht zichtbare opbouw van ‘laagjes’ plastic en veelal een unikleur. Een wat recentere ontwikkeling zijn printers die 2 kleuren kunnen printen en zo ook onze Duplicator 4. Een 2 koppige printer waar je dus twee kleuren prints mee kunt maken of water oplosbaar ‘support’ materiaal laat mee printen zodat er complexere ontwerpen geprint kunnen worden. Een mooie basis om lekker mee te gaan stoeien …

Adem in, adem uit
Via het 3D community platform van Dutchict kunnen de deelnemers ervaringen uitwisselen en kun opgedane kennis delen. Ik kan u bij deze melden dat de eerste ervaringen op zijn zachts gezegd niet soepel verliepen. Maar ja, als je net begint met 3D printen dan verwacht je niet dat er nog zoveel afhankelijkheden zijn om een goede print te maken. Want voor een goed resultaat zijn veel zaken belangrijk, maar een paar van de belangrijkste zijn toch wel:

  1. het bouw platform moet goed worden afgesteld
  2. de keuze van ondergrond op de bouwplaat moet afgestemd zijn met het materiaal waarmee geprint wordt.

Naast deze zijn er nog veel meer zaken van belang maar met deze twee kun je het als ‘newbe’ druk genoeg hebben. Adviezen gaan heen en weer over het forum, maar wat voor de een werkbare oplossing is, blijkt voor een ander niet zo te zijn. Waar je met de 2D printers zonder probleem een kladje, normale of optimale kwaliteit uitprint blijkt dat bij de 3D variant nog helemaal niet zo vanzelfsprekend. Duidelijk is dat 3D printen dus niet voor de gemakzuchtigen onder ons is. Gelukkig bestaat de deelnemende groep uit volhouders die zich niet laten tegenhouden door een warboel van mislukte prints en frustratie. En dus hebben we na een paar weken al mooie ontwerpen en prints voorbij zien komen. En daarmee is de eerste hobbel voor de deelnemers genomen en kunnen we langzaam onze horizon gaan verbreden.

Vooroplopen
Early adopters lopen graag achter nieuwe ontwikkelingen aan. Wetende dat ze daarbij te maken krijgen met producten die nog niet uit ontwikkeld zijn. 3D printen is daarin, zoals de deelnemers ervaren, niet anders. Maar door het samen te ontdekken maakt het de adoptie wel eenvoudiger en maakt het de interne discussies op de werkvloer transparanter. Je weet nu tenslotte waar je het over hebt. En dat is precies waar het bij deze community om gaat: het (h)erkennen van de kansen, mogelijkheden en bedreigingen van 3D printen voor jouw bedrijf.

Verandert 3D Printen de wereld?

Het was ergens in 2012. Ik had een nieuw idee voor een product en was aan het brainstormen met mijn broer hoe ik het kon produceren. ‘Waarom probeer je het niet met een 3D printer?’ stelde hij voor. Tja, 3D printing, daar had ik wel eens van gehoord maar wat je er precies mee kon wist ik niet.

‘Denk je echt dat dat mogelijk is? Ik wil het in keramiek uitvoeren,’ zei ik. ‘Ja, dat kan. Ik gebruik een 3D printer voor mijn prototypes en voer deze eigenlijk alleen in plastic uit, maar keramiek kan zeker ook’, antwoordde mijn broer.

Sindsdien heb ik mij onafgebroken verdiept in de wereld van 3D. De mogelijkheden zijn enorm. Vandaag de dag kun je 3D printen met full-colour zandsteen, nikkel, koper, roestvrijstaal, zilver, goud, en vele andere zeer uiteenlopende materialen. En dan heb ik het nog niet eens over het printen van organen, bijvoorbeeld een stuk huid of een nieuwe lever. Op dit moment zijn de organen nog niet bruikbaar, maar dat is een kwestie van tijd. Stel je eens voor welke impact dat heeft op de gezondheidszorg. Net als de nieuwe schedel die dit voorjaar is getransplanteerd bij een jonge Nederlandse vrouw. Dat is nu al geen sciencefiction meer.

Ik denk regelmatig na over de impact van al deze ontwikkelingen voor mens en maatschappij. Afgezien van het feit dat we nog beter in staat zijn mensen levens te redden en we minder voorraden hoeven aan te houden van artikelen omdat ze met één druk op de knop uit de printer kunnen rollen, komen er ook morele vraagstukken aan de orde. Over het printen van wapens of het printen van vlees. Wat kan en mag wel en wat niet? En hoewel sommige ideeën voor mij beyond ‘dream big’ zijn – denk aan de 3D printers die ze mee willen sturen met de Mars expeditie  om bijvoorbeeld pizza’s te printen – ben ik er van overtuigd dat 3D printen de wereld gaat veranderen. Ik vind deze ontwikkelingen zo inspirerend dat ik besloten heb om mij volledig te richten op het tot leven brengen van mijn ideeën in de 3D wereld.

Ondanks de geweldige ontwikkelingen heb ik ondertussen wel ontdekt dat deze wereld van 3D printen niet alleen maar mooie dingen en futuristische concepten voortbrengt. Frustratie ligt op de loer. Niet elk ontwerp komt zomaar goed uit de printer. Er komt veel ‘trial and error’ bij kijken, met soms onbevredigende resultaten. Het is een leerproces: hoe meer kennis je opdoet, hoe makkelijker je uiteindelijk tot het goede resultaat komt. Het blijft bijzonder om je eigen product, zonder kostbare aanloopkosten en productieprocessen, in je handen te houden.

Dutchict 3D Printing Community
Dutchict heeft mij gevraagd deel te nemen aan hun 3D Printing Community, waar ik met plezier ‘ja’ op heb gezegd. Enerzijds omdat ik graag mijn ervaringen deel met anderen, anderzijds omdat ik enorm benieuwd ben welke mogelijkheden de markt ziet voor 3D printing. Het gesprek met mijn broer heeft aardig wat los gemaakt. Ik ben inmiddels overtuigd dat 3D printing geen hype meer is, maar ik zie nog veel vraagtekens en om mij heen. En dat maakt mij nieuwsgierig.