Onderdeel van onze Complete gids voor additieve fabricage met draadboog →
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) wordt vaak geprezen om zijn snelheid, schaalbaarheid en duurzaamheid, maar hoe presteert deze technologie eigenlijk op het gebied van kosten? Of u nu een loonwerkbedrijf runt, de inkoop voor een grote OEM beheert of gewoon de mogelijkheden voor additive manufacturing met metaal afweegt: het financiële plaatje is van groot belang. In dit artikel laten we zien hoe WAAM zich verhoudt tot verspanende bewerkingen en op poeder gebaseerde AM-technologieën zoals Laser Powder Bed Fusion (LPBF) of Electron Beam Melting (EBM), en waar de echte besparingen liggen.
WAAM versus machinale bewerking: wanneer is het goedkoper?
Laten we beginnen met traditionele verspaning. CNC-frezen is uitermate geschikt voor het vervaardigen van precisieonderdelen, vooral bij het bewerken van kant-en-klaar materiaal. Maar bij grote of complexe geometrieën kunnen de kosten van subtractieve productie snel oplopen. Verspaning houdt vaak in dat men begint met een te groot blok, waarbij 80-90% van het materiaal wordt verwijderd, wat gepaard gaat met hoge slijtage aan gereedschap, veel tijd en veel afval. Als uw onderdeel afwijkt van de standaard of te groot is, moet u rekening houden met lange doorlooptijden en hoge gereedschapskosten.
WAAM draait die logica om. Omdat het onderdelen additief vervaardigt uit draadmateriaal, is er nauwelijks afval. Je gebruikt alleen het materiaal dat je nodig hebt en je hoeft niet te betalen voor dure matrijzen of op maat gemaakte gereedschappen. Dit maakt WAAM bijzonder kosteneffectief voor kleine tot middelgrote volumes , aangepaste geometrieën en grootformaat onderdelen die onredelijk duur zouden zijn om uit een blok te frezen.
Als uw onderdeel strakke toleranties vereist, wordt WAAM natuurlijk vaak gecombineerd met nabewerking, maar je verwijdert nog steeds veel minder materiaal dan bij volledig CNC-frezen.
WAAM versus poedergebaseerde AM: een heel andere prijsklasse
3D-printtechnologieën op basis van poeder (zoals LPBF en EBM) bieden een hoge resolutie en zijn ideaal voor kleine, gedetailleerde onderdelen. Maar er zijn aanzienlijke kosten aan verbonden: kamers met inert gas, laseroptica, veiligheidsmaatregelen voor het omgaan met metaalpoeder en dure grondstoffen. Sterker nog, kost poedergrondstof vaak 5 tot 10 keer meer per kg dan lasdraad .
WAAM daarentegen maakt gebruik van lasdraad , dat wereldwijd verkrijgbaar is, veiliger op te slaan is en aanzienlijk goedkoper is. De afzettingssnelheden zijn ook hoger; WAAM kan 1-3 kg/uur halen, terwijl LPBF vaak in het bereik van 0,03-0,1 kg/uur werkt. Als uw onderdeel geen resolutie op micronniveau vereist, maar wel volume, snelheid of mechanische robuustheid , zal WAAM waarschijnlijk de kostenrace winnen.
Hoewel 3D-printen met poeder uitblinkt bij onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart of tandheelkundige implantaten, is WAAM de beste keuze als je grote, sterke en certificeerbare onderdelen nodig hebt, zoals scheepsflenzen, drukvaten, op maat gemaakte waaiers of structurele verbindingsstukken .
Totale eigendomskosten: systemen, software en ondersteuning
Een van de voordelen van een investering in een WAAM-systeem is dat u gebruikmaakt van beproefde technologieën: industriële robots, MIG/MAG-lassen en intuïtieve WAAM-besturingssoftware, zoals MetalXL . Deze systemen zijn modulair en schaalbaar, wat betekent dat u klein kunt beginnen en kunt uitbreiden naarmate uw productiebehoeften groeien.
AM-systemen op basis van poeder gaan daarentegen gepaard met een veel steilere leercurve, investeringen in infrastructuur en hogere onderhoudskosten. Ook vereist CNC-bewerking een hoog materiaalverbruik en veel vloeroppervlak als je grote metalen onderdelen produceert.
Als je kijkt naar de totale eigendomskosten (TCO) in ogenschouw neemt, is de combinatie van lage materiaalkosten, hoge afzettingssnelheid en flexibele inzetbaarheid van WAAM een praktische en schaalbare optie voor veel sectoren, met name die welke de overstap maken naar digitale of gelokaliseerde productie.
Waar WAAM de meeste meerwaarde biedt
Kosteneffectiviteit draait niet alleen om euro’s of dollars per onderdeel; het gaat erom welke waarde de technologie oplevert in verhouding tot de kosten. WAAM blinkt uit wanneer:
- U maakt onderdelen op maat of unieke onderdelen
- Je hebt gecertificeerde componenten op grote schaal
- Uw materiaalverspilling is een punt van zorg
- U wilt doorlooptijden verkorten
- Uw productie vereist flexibiliteit en minder gereedschap
Vanuit het oogpunt van het rendement op investering (ROI) verdient WAAM zich vaak al na enkele productieruns van hoogwaardige onderdelen terug, zeker in vergelijking met dure poedersystemen of langdurige CNC-bewerkingscycli.
Kosteneffectiviteit: WAAM versus CNC-bewerking versus laser-PBF
Bij het beoordelen van grootschalige metaalproductie moet men, om de werkelijke kosteneffectiviteit te berekenen, verder kijken dan alleen de initiële investering in apparatuur. Inkoop- en engineeringteams moeten de volledige productiecyclus analyseren, met inbegrip van de kosten voor grondstoffen, het materiaalgebruik (de ‘buy-to-fly’-ratio), de bedrijfstijd van de machines en de verborgen kosten voor gereedschappen.
Traditionele subtractieve methoden zoals CNC-bewerking gaan vaak gepaard met een uiterst slechte materiaalbenutting, waarbij soms wel 90% van een ruw blok wordt verspild om de uiteindelijke geometrie te verkrijgen. Laser Powder Bed Fusion (Laser PBF) biedt daarentegen weliswaar een hoge geometrische complexiteit, maar wordt gehinderd door trage bouwtijden, beperkte bouwvolumes en onbetaalbaar dure metaalpoeders.
Robotgestuurde Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) vult deze leemte op. Door gebruik te maken van standaard, in de handel verkrijgbare lasdraad en robotsystemen met een hoge afzettingssnelheid, biedt MX3D een 'near-net-shape'-proces dat materiaalverspilling drastisch vermindert en tegelijkertijd de grondstofkosten laag houdt.
Om u te helpen de financiële haalbaarheid van WAAM voor uw volgende project te beoordelen, biedt de onderstaande tabel een rechtstreekse vergelijking van de kosten en processen tussen robotgestuurde WAAM, CNC-bewerking en laser-PBF.
| Productiemethode | Grondstofkosten per kg | Materiaalgebruik | Machinekosten per uur | Kosten voor gereedschap en instelling | Vereisten voor nabewerking |
| Robotgestuurde WAAM (MX3D M1) | Laag | Hoog | Laag tot gemiddeld | Nul | Bewerking is alleen nodig bij kritische toleranties |
| CNC-bewerking (subtractief) | Laag tot gemiddeld | Laag | Gemiddeld tot hoog | Hoog | Minimaal |
| Laser-PBF (poeder-AM) | Zeer hoog | Gemiddeld | Hoog | Laag | Hoog |
Lees meer over Arc DED en WAAM: WAAM versus gieten en smeden | WAAM versus 3D-laserprinten | Is WAAM kosteneffectief?
Concrete kostenbesparingen: een casestudy van MX3D
Hoewel algemene branchecijfers een nuttig uitgangspunt vormen, komt het werkelijke financiële voordeel van WAAM het best tot uiting in concrete toepassingen. Door over te stappen van traditioneel smeden en subtractief frezen naar ons M1 Metal AM-systeem, realiseren onze klanten stelselmatig een aanzienlijke verkorting van de doorlooptijd en een forse daling van de totale productiekosten.
-
Projectprofiel: Hogedrukpijpleidingklem voor de olie- en gassector.
-
Traditionele productie: Voor de productie van dit gespecialiseerde onderdeel waren traditioneel op maat gemaakte smeedmallen nodig, gevolgd door uitgebreide CNC-bewerking uit een massief blok. Dit resulteerde in een enorme buy-to-fly-ratio, waarbij tot 80 procent van het hoogwaardige materiaal als afval verloren ging, en een doorlooptijd in de toeleveringsketen die opliep tot 16 weken.
-
De MX3D WAAM-aanpak: Met behulp van het M1 Metal AM-systeem werd de zware klem binnen enkele dagen 3D-geprint uit gecertificeerd standaard roestvrij staaldraad. Het bijna-net-shape-print werd vervolgens verzonden voor gerichte CNC-freesbewerking, uitsluitend op de kritieke functionele raakvlakken.
-
Belangrijkste factor voor kostenbesparingen: De kostenbesparing werd voornamelijk gerealiseerd door het wegvallen van de noodzaak voor dure smeedgereedschappen en door het afval van grondstoffen met meer dan 70 procent te verminderen. Bovendien werd de totale productietijd teruggebracht van enkele maanden tot slechts drie weken, wat een enorme meerwaarde biedt in een sector waar stilstand van apparatuur uitzonderlijk kostbaar is.
Is WAAM rendabel? Zeker, mits strategisch ingezet
WAAM is geen wondermiddel voor elke toepassing, maar wanneer het op de juiste projecten wordt toegepast, is het een kostenbesparende technologie . Of u nu gietstukken met een lange doorlooptijd wilt vervangen, materiaalverspilling wilt verminderen of simpelweg grote, functionele componenten sneller wilt produceren, WAAM levert meetbare financiële en operationele voordelen op.
Bij MX3D helpen we bedrijven over de hele wereld om kosten te besparen en meer grip te krijgen door WAAM in eigen beheer te nemen of gebruik te maken van onze on-demand gecertificeerde componentenservice . Benieuwd of WAAM uw productiekosten kan verlagen? Neem contact met ons op. Wij helpen u graag de cijfers door te rekenen.
Neem vandaag nog contact op met MX3D om de WAAM-oplossingen voor uw branche .
