Industrieel 3D-printen: waarom WAAM speciaal is ontworpen voor productie

Belangrijke opmerkingen:

• Gecertificeerde productie: Industrieel 3D-printen richt zich op zware toepassingen en gecertificeerde metallurgie voor gebruik in offshore-constructies, marineschepen, energie-installaties en defensiesystemen.

• Onbeperkte schaal: In tegenstelling tot desktop- of prototypingoplossingen die beperkt zijn tot minder dan 300 mm, kan Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) met het M1-systeem onderdelen tot 6 meter printen, of met aangepaste opstellingen tot onbeperkte afmetingen.

• Hoge doorvoercapaciteit: Ondersteunt hoge afzettingssnelheden tussen 2 en 8 kg/u, waardoor 24 uur per dag, 7 dagen per week continu geautomatiseerde productie mogelijk is van onderdelen met een gewicht van meer dan 20 metrische ton.

• Strenge kwaliteitscontroles: Er wordt afgezien van louter visuele controles en in plaats daarvan worden grondige niet-destructieve tests (NDT) uitgevoerd, waaronder ultrasone, radiografische en penetranttests, om te voldoen aan de strenge normen van DNV, ASME en Lloyd’s Register.

• Breed assortiment materialen: Geschikt voor een breed scala aan standaard commerciële lasdraallegeringen, waaronder staal, roestvrij staal, Inconel, brons, koper en aluminium.

Wat houdt industrieel 3D-printen eigenlijk in?

Inzicht in de precieze operationele verschillen tussen prototyping en echt industrieel 3D-printen is van cruciaal belang voor de productieplanning van bedrijven.

Prototyping versus industriële additive manufacturing

Factor	Desktop / Prototyping via 3D-printen	Industriële WAAM (MX3D)
Afmeting van het onderdeel	Minder dan 300 mm	Tot 6 meter met het M1-systeem. Als de afdruk in meerdere delen wordt opgesplitst of als het MX-systeem wordt gebruikt, gelden er in de praktijk geen noemenswaardige afmetingbeperkingen, waardoor de afdruk volledig op maat kan worden gemaakt, afhankelijk van de grootte van de ruimte en de beschikbare installatieruimte.
Materialen	Kunststoffen, een beperkt aantal metalen	Staal, roestvrij staal, Inconel, aluminium en nog veel meer.
Afzettingssnelheid	Gemeten in gram per uur	2–8 kg/u.
Certificeringen	Meestal geen	DNV, ASME, Lloyd’s Register.
Productiepatroon	Op basis van batches, uitsluitend overdag	24/7 ononderbroken industriële productie.
Kosten per eenheid	Lage installatiekosten, hoge kosten per eenheid	Hoge opstartkosten, aanzienlijk lagere kosten per eenheid bij grote productievolumes.
Kwaliteitscontrole	Visuele inspectie	Niet-destructief onderzoek (NDT): UT, RT, PT, MT.
Belangrijkste toepassingen	Prototypes, consumptiegoederen	Scheepvaart, defensie, energie en zware industrie.

Industrieel 3D-printen versus industrieel gieten en smeden

WAAM vervangt traditionele giet- en smeedtechnieken rechtstreeks in verschillende cruciale scenario’s binnen de toeleveringsketen:

• De productie van onderdelen op grote schaal, in kleine oplagen of zeer complexe unieke onderdelen.

• Het vervaardigen van essentiële onderdelen wanneer er geen bestaande gereedschappen of matrijzen beschikbaar zijn.

• Het vervangen van tijdgevoelige reserveonderdelen waarvoor lange levertijden bij de gieterij gelden.

• Het ontwerpen van hoogwaardige componenten waarbij maximale ontwerpflexibiliteit vereist is.

Wat ‘industriële kwaliteit’ eigenlijk betekent voor WAAM

• DNV-certificering: Voldoet volledig aan de strenge normen voor offshore- en maritieme techniek.

• Voldoet aan de ASME-normen: metallurgisch ontworpen voor veeleisende drukapparatuur en omgevingen met hoge belasting.

• Niet-destructief onderzoek (NDT): ultrasoon onderzoek (UT), radiografisch onderzoek (RT) en penetrantonderzoek (PT) worden in elke productiefase strikt toegepast.

• Volledige traceerbaarheid: Uitgebreide digitale registratie van verwarmingsnummers van draad, realtime procesparameters en afzettingsgegevens.

WAAM: Het industriële 3D-printproces met metaal

Hoe WAAM werkt

Bij Wire Arc Additive Manufacturing wordt een robuuste lasrobotarm gebruikt om metaaldraad laag voor laag aan te brengen, waardoor grote structuren worden opgebouwd die al bijna de uiteindelijke vorm hebben. Het gehele proces wordt aangestuurd door speciaal ontwikkelde software (MetalXL), die de aanbrengparameters in realtime bewaakt om absolute structurele integriteit en maatnauwkeurigheid te garanderen.

De M1- en MX Industrial WAAM-systemen van MX3D

Om bedrijven te voorzien van zelfstandige, interne productiecapaciteiten, levert MX3D kant-en-klare M1- en MX-robotsystemen voor metaal-AM.

Specificaties van het hardwaresysteem

Functie	Systeemspecificaties M1	Specificaties van het MX-systeem
Type toepassing	Complexe middelgrote tot grote onderdelen	Zware onderdelen voor grootschalige toepassingen
Bouwvolume	Groot voor zijn klasse (2200 x 1400 x 1700 mm)	Volledig aanpasbaar (>2000 mm)
Gewicht opbouwen	Tot 750 kg (1600 lbs)	Van 1.000 tot 20.000 kg (2.220 tot 44.000 lbs)
Productieschaal	Middelgroot tot groot flexibel	Grootschalige 24/7 industriële
Robotica	Robotarm met hoge productiviteit	Uitgebreide robotica met hoge laadcapaciteit
Stroombron	Geavanceerde geïntegreerde voeding	Industriële stroombron voor zwaar gebruik
Integratie van werkprocessen	Volledig geïntegreerd met de eigen MetalXL -workflow	Volledig geïntegreerd met de eigen MetalXL-workflow
Print Control	Geavanceerde, volledig traceerbare monitoring	Industriële, volledig traceerbare besturing
Configuratie	Beste kant-en-klare oplossing	Volledig op maat gemaakte configuratie
Beschikbare uitbreidingen	3D-scanner, warmtebeeldcamera en actieve koeling	Op aanvraag verkrijgbaar
Materiaalassortiment	Alle lasbare legeringen en opstellingen met meerdere draden	Alle lasbare legeringen en opstellingen met meerdere draden
Voetafdruk	2600 x 3000 x 3300 mm	Groot (>3000 mm in alle afmetingen)

Productiefaciliteit in Amsterdam

• Er zijn meer dan 15 WAAM-robots die 24 uur per dag, 7 dagen per week continu in bedrijf zijn.

• Beschikt over een volledig door DNV gecertificeerde industriële productieomgeving.

• Beschikt over uitgebreide mogelijkheden op het gebied van niet-destructief onderzoek (NDT), waaronder ultrasoon onderzoek (UT), radiografisch onderzoek (RT) en penetrerend onderzoek (PT), die zowel in eigen beheer als via gecertificeerde inspectiepartners worden uitgevoerd.

Toegang tot Industrial WAAM

Optie 1: Bestel gecertificeerde onderdelen rechtstreeks als contractproductiedienst bij de vestiging van MX3D in Amsterdam.

Optie 2: Schaf een M1- of MX-systeem aan om het volledige geautomatiseerde WAAM-productieproces in eigen beheer te nemen.

Toepassingen van WAAM-3D-printen in de industrie

Energie, olie en gas

WAAM wordt ingezet voor de productie van zware drukvaten, klephuizen, grote flenzen en onderzeese verdeelstukken. Door gebruik te maken van hoogwaardige duplex- en superduplex-draadsoorten zijn deze onderdelen volledig DNV- en ASME-gecertificeerd voor veeleisende omgevingen met hoge belasting.

Maritieme sector & scheepsbouw

Scheepsbouwers maken gebruik van WAAM voor enorme constructieonderdelen, op maat gemaakte aandrijfonderdelen en reserveonderdelen die op aanvraag worden geleverd, om de stilstandtijd van schepen drastisch te verminderen. De onderdelen worden doorgaans geprint met SS316L en duplex roestvrijstaalsoorten die geschikt zijn voor maritieme toepassingen.

Verdediging

Industrieel printen biedt volledige onafhankelijkheid van de toeleveringsketen voor cruciale defensiecomponenten. Het maakt de snelle, op aanvraag gebaseerde productie mogelijk van vervangende reserveonderdelen en grote constructie-elementen, waarbij gebruik wordt gemaakt van geavanceerde legeringen en hoogwaardig staal.

Automobielindustrie

Versnelt hoogwaardige engineering door het vervaardigen van op maat gemaakte assemblagegereedschappen, grootschalige prototypeconfiguraties van voertuigchassis en robuuste constructieonderdelen voor zware voertuigen.

Architectuur & Bouw

Met WAAM kunnen bouwkundig ingenieurs op maat gemaakte staalknooppunten, complexe vrije-vormgeometrieën en unieke architectonische elementen rechtstreeks op basis van digitale coördinaten vervaardigen. De geoptimaliseerde vakwerkconstructie en het Veranda-terras zijn toonaangevende voorbeelden van wat er met WAAM op het gebied van civiele techniek kan worden gerealiseerd.

Productie en gereedschap

Deze technologie is bij uitstek geschikt voor de productie van op maat gemaakte zware mallen, industriële opspanningen, productiematrijzen, gespecialiseerde gietvormen en complexe prototypegereedschapsinzetstukken van koolstofstaal en hoogwaardig gereedschapsstaal.

Kunst & Design

Maakt het mogelijk om gedetailleerde, op maat gemaakte metalen sculpturen van elke omvang te creëren, met onbegrensde ontwerpmogelijkheden. De Cucuyo-bar, de 6 meter hoge „Tresse Tower“ en het Veranda-terras zijn het perfecte bewijs van de combinatie van geometrische vrijheid en structurele integriteit.

Beschikbare materialen voor industriële WAAM

Grootschalige industriële WAAM-systemen maken gebruik van standaard lasdraden uit de handel, waardoor engineeringteams over een breder scala aan geschikte legeringen kunnen beschikken.

Materiaal	Belangrijkste industriële toepassing	Voorbeelden van beoordelingen (bijgewerkt vanuit MX3D)
Roestvrij staal & Duplex	Maritieme sector, energiesector, verwerking van chemische vloeistoffen.	308LSi, 316LSi, Duplex 2209, Duplex 2205, Superduplex 2594, martensitisch 410NiMo en precipitatiehardend 17-4PH.
Aluminium	Maritieme bovenbouw, lucht- en ruimtevaart, architectuur op maat.	2319, 5356, 5183, 4018, 4046 en 6063.
Inconel / nikkellegeringen	Omgevingen met hoge temperaturen, gespecialiseerde energiesectoren.	Inconel 625 en Inconel 718.
Constructiestaal en koolstofstaal	Zware constructiewerkzaamheden, industriële bouw, maatwerkgereedschap.	Zacht staal: ER70S-6, ER80S-D2, ER80S-Ni1, ER80S-Ni2.   Hoge sterkte: NiMo, NiCrMo, ER100S-G, ER110S-G, ER120S-G.   Overige: maragingstaal, gereedschapsstaal Fe3 en Fe8.
Brons en koper	Toepassingen in de scheepvaart, warmtewisselaars, industriële bussen, scheepslagers en decoratieve architecturale afwerkingen.	CuSn₆, CuSi₃, CuAl₈, CuAl₈Ni₆ en CuNi 70/30.

Industriële certificeringen voor WAAM

MX3D hanteert strenge internationale kwaliteitsnormen om te waarborgen dat aan de wettelijke voorschriften wordt voldaan voor kritieke toepassingen in de zware industrie:

• DNV-certificering: Uitgebreide materiaal- en proceskwalificatie voor veeleisende offshore- en maritieme toepassingen.

• ASME: Volledige naleving van de normen voor zware drukapparatuur en industriële toepassingen met hoge belastingen.

• Lloyd’s Register: Er worden strenge certificeringsprotocollen toegepast voor componenten van maritieme kwaliteit en voor het verlengen van de levensduur van activa.

• PED (Richtlijn drukapparatuur): Strikte naleving van de Europese Unie-voorschriften voor veiligheidsrelevante drukcomponenten.

• ISO 9001: Gegarandeerde kwaliteitsmanagementsystemen voor alle operationele, software- en hardwareprocessen.

Veelgestelde vragen

Wat is industrieel 3D-printen?

Industrieel 3D-printen is de geautomatiseerde productie van robuuste onderdelen van productiekwaliteit met behulp van gecertificeerde materialen. In tegenstelling tot prototyping op desktopniveau worden hierbij onderdelen voor eindgebruik vervaardigd voor cruciale sectoren zoals de offshore-, maritieme en defensiesector, waarbij gebruik wordt gemaakt van meerassige robotica om compacte onderdelen met een gewicht van duizenden kilogram te bouwen.

Wat is de grootste industriële 3D-printer voor metaal?

De grootste systemen maken gebruik van robotgestuurde WAAM-technologie (Wire Arc Additive Manufacturing). MX3D zet in zijn vestiging in Amsterdam meer dan 15 industriële robotarmen in, die zijn gemonteerd op lineaire railnetwerken, waardoor de continue fabricage mogelijk is van monolithische metalen constructies met een spanwijdte van meerdere meters, zonder fysieke beperkingen van de bouwkamer.

Hoe verhoudt industrieel 3D-printen met metaal zich tot CNC-bewerking?

Terwijl CNC-bewerking een subtractieve methode is die veel materiaalverspilling met zich meebrengt, is WAAM een additief proces waarbij het eindproduct vrijwel direct in de gewenste vorm wordt vervaardigd. Het verlaagt de aanschafkosten van grondstoffen aanzienlijk, maakt de kosten voor op maat gemaakte gereedschappen overbodig en biedt een grote geometrische vrijheid die subtractieve bewerking economisch gezien niet kan evenaren, met name bij grote onderdelen.

Welke materialen kunnen worden gebruikt bij industrieel 3D-printen?

Industriële WAAM-systemen maken gebruik van standaard lasdraden voor commercieel gebruik. Hieronder vallen hoogsterkte koolstofstaal, constructiestaal van roestvrij staal (zoals 316L), corrosiebestendig duplex- en superduplexstaal, lichtgewicht aluminium en nikkel-superlegeringen zoals Inconel 625 en 718.

Welke certificeringen zijn vereist voor industriële 3D-geprinte metalen onderdelen?

Kritieke onderdelen vereisen een grondige validatie door een onafhankelijke derde partij. Afhankelijk van de sector moeten onderdelen voldoen aan de DNV-normen voor de maritieme/offshore-sector, de ASME- en PED-voorschriften voor drukapparatuur, de voorschriften van Lloyd’s Register voor de scheepsbouw, en moeten ze voldoen aan het overkoepelende ISO 9001-kwaliteitsmanagementkader.

Is 3D-printen met metaal in de industriële sector rendabel?

Ja, met name bij grootschalige, in kleine oplagen geproduceerde of zeer complexe geometrieën. Door dure maatwerkmallen over te slaan, afval van grondstoffen te verminderen en logistieke cycli terug te brengen van maanden tot weken, zorgt industrieel 3D-printen voor een enorme besparing op kapitaaluitgaven en beperkt het de dure stilstandtijd van bedrijfsmiddelen in de zware industrie.

Klaar om uw productie op industriële schaal uit te breiden?

Om uw projecten in de zware industrie om te zetten naar grootschalig 3D-printen met metaal, heeft u een ervaren partner nodig met bewezen succes in de praktijk. Of u nu rechtstreeks robuuste industriële onderdelen wilt bestellen of een geautomatiseerde robotcel in uw eigen fabriek wilt implementeren: MX3D biedt de technologie en gecertificeerde expertise.

• Vraag een offerte aan voor een lopend project: Vraag een offerte aan →

• Ontdek geavanceerde hardware-integratie: Ontdek MX3D WAAM-systemen →

• Gecertificeerde onderdelen op aanvraag bestellen: Bestel onderdelen op aanvraag →