Onderdelen die de helft of zelfs driekwart lichter zijn. Je kunt ze nu vrij eenvoudig creëren dankzij Design for Additive Manufacturing (DfAM) in combinatie met 3D metaalprinten.

Vaak hebben deze lichtgewicht onderdelen een complexe geometrie en/of interne kanalen. Denk aan netvormige ontwerpen of onderdelen met complexe interne functies zoals conforme koelkanalen. Dit soort onderdelen zijn lastig of helemaal niet te maken met conventionele productietechnieken als frezen, snijden en/of boren.

Zwaarwegende voordelen!

Kies je voor lichtgewicht metalen onderdelen die 3D geprint zijn, dan heb je doorgaans minder materiaalverspilling, een kortere productietijd en lagere productiekosten. Vullingsdichtheid en wanddikte kun je ook optimaal afstemmen om zo de prestaties van een onderdeel nog verder te verbeteren.

Kijk maar eens naar het onderstaande voorbeeld van een houder voor op de transportband. Door redesign in DfAM en het toepassen van 3D metaalprinten is het onderdeel ruim driekwart lichter geworden!

Origineel ontwerp: 210 gram

3D geprint redesign: 50 gram

Check hieronder ook drie aansprekende voorbeelden uit de praktijk hieronder. Deze onderdelen zijn ontworpen met DfAM en vervolgens geproduceerd met behulp van een 3D printoplossing van Desktop Metal.

Voorbeelden van 3D geprinte lichtgewicht onderdelen van metaal

APG End-of-Arm Tool (EOAT)

Het toonaangevende Amerikaanse bedrijf APG gebruikt EOAT’s om nokkenassen* vast te houden tijdens een inductiewarmte behandelingsproces. EOAT’s, ook wel eindeffectoren genoemd, zijn apparaten die aan het uiteinde van een robotarm worden bevestigd. Ze zijn ontworpen om te dienen als robotpolsen die interactie hebben met de omgeving.

De oorspronkelijke EOAT’s van de robotarmen van APG waren gemaakt van staal en daardoor behoorlijk zwaar. Met als gevolg dat ze vrij snel sleten en eerder aan vervanging toe waren.

Om productielijnen zo min mogelijk stil te laten staan, heeft APG er nu voor gekozen om de EOAT’s te ontwerpen met DfAM en vervolgens te 3D printen met Studio System™ van Desktop Metal. Hierdoor is ook het mogelijk om direct interne kanalen aan het onderdeel toe te voegen tijdens het printprocéde. Door deze aanpak hebben de EOAT’s een veel lager gewicht en slijten ze dus veel minder snel. Andere voordelen zijn kortere doorlooptijden, een efficiëntere productie en lagere productiekosten.

*Een nokkenas is een as die is uitgerust met excentrieken die ervoor zorgen dat een draaiende beweging van de as wordt omgezet in een op- en neergaande beweging.

Steunplaat op maat

Ontwerpers kunnen met behulp van DfAM ook steunplaten met heel veel uitsparingen ontwikkelen. Vervolgens worden deze platen geprint met het Shop System™ van Desktop Metal. Door deze werkwijze wordt het gewicht van dit onderdeel veel lager. Voor de noodzakelijke onderdeelsterkte is gebruikgemaakt van het materiaal staal.

Door lichtgewicht functies toe te voegen, zoals de uitsparingen in dit onderdeel, kan je met 3D printen dus de onderdeelkosten verlagen. Je verbruikt immers aanzienlijk minder materiaal. De overstap van standaard naar 3D print was hier dan ook snel gemaakt.

Egar distributieriem poelie / tandriemschijf

Deze tandriemschijf, ook wel tandwielpoelies genoemd, wordt bevestigd aan een servomotor* en vormt een belangrijk onderdeel van de productieomgeving bij de Canadese fabrikant Egar Tool and Die. Het bedrijf is gespecialiseerd in het produceren van automotive tooling, auto- en productie stempels en lassamenstellingen.

Het ontwerp van deze tandriemschijf is gebaseerd op een constructie die bestaat uit een aluminium extrusie, twee geschroefde eindplaten en een klemkraag. Het onderdeel vergde uitgebreide machinale bewerking.

Door het onderdeel opnieuw te ontwerpen met behulp van DfAM konden de ingenieurs van Egar één geheel maken van de tandriemschijf. En met behulp van 3D metaal printen was het bewerkingsproces assembleren niet meer nodig. Een sterk staaltje van assemblage consolidatie!

Het nieuwe onderdeel weegt nu veel minder. Hierdoor kunnen de servomotoren sneller draaien en dat zorgt weer voor een verbeterde productieomgeving.

*Een servomotor of servomechanisme is een apparaat om automatisch een mechanisch systeem te regelen, zonder directe mechanische verbinding. Bijvoorbeeld, de cruise control van een auto.