WAAM -gids
Ongeëvenaarde afzettingssnelheid
Produceer op economische wijze grootschalige industriële metalen onderdelen met een gewicht tot duizenden kilo’s bij hoge afzettingssnelheden van 2 tot 8 kg/u.
Tot 90% kortere doorlooptijden
Voorkom hoge initiële gereedschapskosten en vermijd vertragingen van 6 tot 18 maanden bij het gieten door direct na ontvangst van de bestelling te beginnen met de productie van bijna-eindvormige onderdelen.
Gecertificeerde industriële kwaliteit
De mechanische eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van traditioneel smeedwerk. WAAM-onderdelen zijn volledig certificeerbaar en worden stelselmatig getest volgens wereldwijde normen.
Wat is WAAM?
De complete gids voor additieve fabricage met draadboog
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is een grootschalig 3D-printproces voor metaal waarbij een elektrische boog wordt gebruikt om metaaldraad te smelten en dit laag voor laag via een industriële robotarm aan te brengen, waardoor volledig dichte componenten op industriële schaal worden geproduceerd. Als de snelste vorm van Directed Energy Deposition (DED)combineert WAAM beproefde booglastechnologie met robotbewegingsbesturing en realtime procesbewaking om onderdelen te maken die bijna de uiteindelijke vorm hebben, met een afzettingssnelheid van 2–8 kg/u, wat meer dan 10 keer sneller is dan additieve fabricage op basis van lasers.
De industrialisering van WAAM
De toekomst van de zware industrie
In de loop van enkele jaren is MX3D’s WAAM-technologie uitgegroeid van een laboratoriuminnovatie tot een gecertificeerd, productieklaar fabricageproces voor de zware industrie, waaronder de energiesector, de maritieme sector, defensie en infrastructuur. Door het wegvallen van gereedschappen, mallen en matrijzen biedt het een radicaal alternatief voor traditioneel gieten en smeden, waardoor doorlooptijden met wel 80% worden verkort en een materiaalbenutting van circa 90% wordt gerealiseerd. Als Europa’s toonaangevende WAAM-productiefaciliteit, biedt MX3D geïntegreerde WAAM-systemen, eigen MetalXL-softwareen on-demand printdiensten om in aanzienlijk minder tijd van digitaal ontwerp naar een gecertificeerd metalen onderdeel te gaan
Omdat u standaard lasdraad, gas en verbruiksartikelen kunt gebruiken, liggen de exploitatiekosten (OPEX) voor WAAM aanzienlijk lager dan bij andere 3D-printtechnologieën. Bovendien zijn de materialen wereldwijd verkrijgbaar en scherp geprijsd. Een WAAM-machine is opgebouwd uit standaard lasapparatuur en een industriële robot. Dit zorgt voor een machine met relatief lage CAPEX en een industriële levensduur van meerdere decennia. De kern van een WAAM-machine is een krachtige, volledig geïntegreerde workflowsoftware, MX3D’s MetalXL, die apparatuur, sensoren, rapportage en toolpathing integreert in één uniform en gekwalificeerd systeem.
In deze handleiding
Ontdek het volledige Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)-proces, de industriële toepassingen ervan en de voordelen ten opzichte van traditionele methoden. In deze gids wordt ook ingegaan op materiaalcompatibiliteit, kosteneffectiviteit en industriële certificeringsnormen.
Onze WAAM-gebruikers
Ga aan de slag met WAAM
Hoe werkt additieve fabricage met draadboog?
Het WAAM-proces verloopt volledig digitaal. In plaats van materiaal weg te snijden uit een massief staafstuk of vloeibaar metaal in een mal te gieten, bouwt WAAM onderdelen volledig op vanaf de basis met behulp van een flexibel, softwaregestuurd afzettingssysteem, waardoor het bij uitstek geschikt is voor het op grote schaal 3D-printen van complexe metalen vormen.
Het WAAM-proces stap voor stap
- CAD-ontwerp en topologie-optimalisatie: Het proces begint met een 3D-model. Met WAAM kunt u een bestaand ontwerp kopiëren dat even goed of beter presteert dan een onderdeel dat is vervaardigd door middel van gieten of smeden. Maar ingenieurs kunnen ook topologie-optimalisatie gebruiken om materiaal alleen daar aan te brengen waar het structureel nodig is, waardoor afval en het gewicht van het onderdeel met wel 80% worden verminderd in vergelijking met conventioneel ontworpen componenten.
- DPQ / DPS: De gebruiker van het MX3D WAAM-systeem kiest een gekalibreerde en gecertificeerde MetalXL-parameterset die voor elke specifieke legering is samengesteld en getest om 100% kwaliteit na het printen te garanderen.
- Slicing en planning van gereedschapspaden: Het 3D-model wordt in afdrukbare lagen gesneden. De MetalXL-software berekent het optimale robotgereedschapspad specifiek voor het WAAM-proces, waarbij rekening wordt gehouden met lasparameters en -strategieën, kwalificatie-eisen, warmteontwikkeling en het vermijden van botsingen.
- Robotgestuurde afzetting: Een industrieel WAAM-systeem (zoals het M1- of MX-systeem) maakt gebruik van een elektrische lichtboog om standaard metaaldraad te smelten, waarbij het gesmolten materiaal laag voor laag op een bouwplaat wordt aangebracht. De afzettingssnelheden variëren van 2 tot 8 kg/u, afhankelijk van het materiaal en het gebruikte boogproces.
- Koeling tussen de lagen en monitoring tijdens het proces: WAAM genereert aanzienlijke warmte. Geïntegreerde sensoren volgen thermische gegevens in realtime en pauzeren of passen het depositieproces autonoom aan om ervoor te zorgen dat het materiaal afkoelt tot de juiste interpass-temperatuur, wat cruciaal is voor de mechanische eigenschappen. Meerdere andere sensoren en meetpunten worden gebruikt om te controleren of een print binnen de grenzen werkt die door de ingenieur zijn vastgesteld op basis van beschikbare kwaliteitsnormen.
- Nabewerking (CNC-bewerking): Het resulterende near-net-shape-onderdeel heeft een gegolfd oppervlak dat kenmerkend is voor WAAM. Het ondergaat gerichte CNC-bewerking op functionele raakvlakken om de uiteindelijke toleranties te bereiken. Afhankelijk van de toepassing kunnen de geprinte oppervlakken zonder bewerking acceptabel zijn.
ARC DED
Booglasprocessen die bij WAAM worden toegepast
Hoewel het principe van laag-voor-laag draadafsetting hetzelfde blijft, kan WAAM gebruikmaken van verschillende lasstroombronnen, afhankelijk van de vereiste afzettingssnelheid, het materiaal en de kwaliteit van het onderdeel:
- GMAW (gas-metaalbooglassen / MIG/MAG): De meest gangbare en snelste methode binnen WAAM. Hierbij wordt gebruikgemaakt van een afsmeltende draadelektrode en beschermgas, waarmee een neersmeltingssnelheid tot 15 kg/u kan worden bereikt. Ideaal voor onderdelen van koolstofstaal, roestvrij staal en aluminium.
- GTAW (Gas-Tungsten-Arc-Welding / TIG): Maakt gebruik van een niet-verbruikbare wolfraamelektrode met afzonderlijk aangevoerde draad. Aanzienlijk langzamer dan GMAW, maar biedt uitzonderlijke boogcontrole en superieure oppervlaktekwaliteit, geschikt voor toepassingen die een hoge integriteit vereisen. Doorgaans wordt WAAM met TIG vergeleken met laser-draadoplossingen, aangezien beide een vergelijkbare lage neersmeltingssnelheid hebben, maar een verfijnde oppervlakteafwerking bieden.
- PTA (Plasma Transferred Arc): Maakt gebruik van een vernauwde plasmaboog. De veel lagere neersmeltingssnelheden in vergelijking met GMAW en de grotere complexiteit van de apparatuur ten opzichte van GTAW lijken deze techniek echter te beperken tot nichetoepassingen in plaats van snelle, grootschalige industriële bedrukking.
- CMT: Verschillende Cold Metal Transfer-systemen, zoals CMT Fronius of EWM ReACT, bieden een proces dat vanwege de lagere warmte-inbreng nuttig kan zijn voor WAAM, met name voor aluminium en dunwandige constructies. Doorgaans bevat de stroombron in professionele WAAM-systemen, zoals het MX3D M1/MX-systeem, zowel MIG- als CMT-opties.
MetalXL
De rol van software in WAAM
Hardware alleen is niet voldoende om een gecertificeerd WAAM-onderdeel te produceren. Geavanceerde WAAM-software fungeert als het ‘brein’ van het hele proces. Het MetalXL-platform beheert:
- Haalbaarheidscontrole: Voordat er met het printen wordt begonnen, controleert MetalXL of het onderdeel geschikt is om te printen.
- Baanplanning het genereren van botsingsvrije robotbanen die zijn geoptimaliseerd voor warmteverdeling
- Realtime thermisch beheer regeling van de temperaturen tussen de passages
- Kwaliteitscontrole tijdens het productieproces elke laag registreren voor volledige digitale traceerbaarheid en certificeringsgereedheid
- Adaptieve procesregeling past de lasparameters zelfstandig aan op basis van feedback van sensoren
- Rapportage Om een correcte afdruk mogelijk te maken, moet de software een volledig rapport leveren over alle belangrijke gebeurtenissen, parameterwijzigingen en ingrepen.
Deze softwarelaag zorgt ervoor dat standaard industriële lasapparatuur wordt omgevormd tot een nauwkeurig systeem voor additive manufacturing.
Methoden voor additive manufacturing
Voordelen van WAAM ten opzichte van traditionele productie
De snelle opkomst van draadboog-additieve fabricage in de industrie wordt gestimuleerd door meetbare economische en operationele voordelen die subtractieve fabricage en gieten niet kunnen evenaren.
Factor | WAAM (MX3D) | Laserdraadded (bijv. 2 kW) | Traditioneel gieten | Traditioneel smeden | Laser-PBF (poederbed) |
Afmeting van het onderdeel | 6+ meter | < 2 meters typically | Beperkt door de afmetingen van de matrijs en de fabriek | Beperkt door de afmetingen van de matrijs en de fabriek | < 500 mm typically |
Afzettingssnelheid | 2–8 kg/u | 0,5–2 kg/u | n.v.t. | n.v.t. | 0,1–0,5 kg/u |
Materiaalgebruik | ~90% (bijna-net-vorm) | ~90% (bijna-net-vorm) | Variabele hoeveelheid (afval van subtractieve afwerking) | Laag (hoge verhouding tussen aankoop en verhuur) | 95%+ (met poederrecycling) |
Benodigd gereedschap | Geen | Geen | Mallen, patronen & grote fabriek | Matrijzen, persen en grote fabriek | Geen |
Levertijd (enkel stuk) | Dagen tot weken | Dagen tot weken | Weken tot maanden | Maanden tot jaren | Dagen tot weken |
Grondstoffen | Draad | Draad | Staafstaal / Blokken | Staafstaal / Blokken | Fijn poeder (hoge kosten) |
Maximaal gewicht per onderdeel | Honderden tot duizenden kilo | Tientallen tot honderden kilo’s | Honderden tot duizenden kilo | Honderden tot duizenden kilo | < 5 kg typically |
Traditioneel versus WAAM
Wanneer WAAM beter presteert dan gieten en smeden
WAAM blinkt uit in de productie van grote series met een laag tot gemiddeld volume. Omdat er geen gereedschap nodig is, worden de enorme initiële kosten en doorlooptijden die gepaard gaan met traditionele matrijzen en stempels volledig vermeden.
- Tot 90% kortere doorlooptijd: Terwijl doorlooptijden voor giet- of smeedwerk vaak 6 tot 18 maanden bedragen, maakt WAAM het mogelijk om op de dag dat de order wordt geplaatst te beginnen met de productie van bijna-net-vorm-onderdelen, wat maanden of zelfs een heel jaar bespaart.
- Kwaliteit: WAAM bereikt routinematig mechanische eigenschappen die bijna gelijk zijn aan of gelijk zijn aan die van gesmeed staal en presteert aanzienlijk beter dan traditionele gietkwaliteit.
- Vervanging van verouderde reserveonderdelen: Wanneer originele mallen verloren zijn gegaan of OEM-onderdelen niet meer leverbaar zijn, kan WAAM onderdelen rechtstreeks op basis van een 3D-scan of CAD-bestand namaken, waardoor minimale bestelhoeveelheden komen te vervallen.
- Ongeëvenaarde afzettingssnelheid: Met een afzettingssnelheid van 2 tot 8 kg/u per stroombron produceert WAAM op economische wijze componenten met een gewicht van duizenden kilo's. De Multi-Robot-opstellingen van MX3D vermenigvuldigen deze snelheid voor een nog snellere productie.
- Digitale voorraad: Overstap van fysieke opslag naar digitale bestanden. Met behulp van afgedrukte 'recepten' kunnen vervangende onderdelen op verzoek overal ter wereld worden geproduceerd, waardoor de opslagkosten drastisch dalen.
- Certificering: WAAM is volledig certificeerbaar. MX3D laat prints routinematig keuren volgens strenge wereldwijde normen, waaronder DNV ST B203, API20S en ASME Sectie IX voor drukapparatuur.
- Optimalisatie: Dankzij topologie-optimalisatie kan het materiaalverbruik drastisch worden verminderd. Met een materiaalbesparing tot wel 90% zorgt WAAM voor een aanzienlijke verlaging van de kosten en de milieu-impact, wat met name van cruciaal belang is voor dure of moeilijk te bewerken legeringen zoals Inconel en Duplex.
Traditioneel versus WAAM
Beperkingen en aandachtspunten
Hoewel WAAM zeer krachtig is, is het geen universele vervanging. Als u deze afwegingen begrijpt, kunt u de juiste productiemethode kiezen:
- Oppervlakteafwerking: Als een near-net-shape-proces laat WAAM een geribbeld oppervlak achter. Functionele vlakken vereisen nabewerking voor nauwe toleranties, terwijl niet-functionele gebieden vaak in de afgedrukte staat kunnen blijven.
- Productie in grote volumes: Voor de massaproductie van duizenden identieke onderdelen blijven afgeschreven gietmallen kosteneffectiever. WAAM is zeer concurrerend voor batchgroottes van 1 tot honderden stuks.
- Warmtebeheer: Het printen van grote metalen onderdelen leidt tot restspanning. Dit vereist strikte koeling tussen de printlagen, die autonoom wordt beheerd door MetalXL, en af en toe een spanningsverlagende warmtebehandeling (SRHT) na het printen.
- Resolution: With a minimum wall thickness of 2.5–3 mm, WAAM is unsuitable for extremely fine micro-features (< 1 mm). Laser PBF is better suited for high-resolution needs.
- CAD: WAAM vereist een 3D-CAD-bestand. Als u alleen een fysiek onderdeel of 2D-tekeningen hebt, kan het Print on Demand-team van MX3D het onderdeel reverse-engineeren of 3D-scannen om de vereiste digitale tweeling te creëren.
- Kosten van lasdraad versus gietblokken: Afhankelijk van de specifieke legering kunnen de grondstofkosten van lasdraad hoger zijn dan die van traditionele gietblokken.
- Kwalificatie: Hoewel de WAAM-normen zich snel uitbreiden, bevatten sommige oudere regelgevingscodes nog geen DED-processen. Het kwaliteitsteam van MX3D kan uw specifieke onderdeelkwalificatie actief beoordelen en begeleiden.
WAAM-materialen: welke metalen kunnen worden geprint?
Een van de grootste troeven van WAAM is de grondstof: standaard lasdraad. In tegenstelling tot dure metaalpoeders die in lasersystemen worden gebruikt, is lasdraad zeer toegankelijk, betaalbaar en ondersteund door tientallen jaren aan metallurgische gegevens. WAAM kan vrijwel elke lasbare metaallegering verwerken.
Alle goedgekeurde MX3D-materialen worden aan strenge tests onderworpen en certificering door DNV, Lloyd’s Register en ASME om te garanderen dat de mechanische eigenschappen gelijk zijn aan of beter zijn dan die van gegoten of gesmede equivalenten. Als het door u gekozen materiaal nog niet gekwalificeerd is, kan de kwaliteitsmanager van MX3D een stappenplan opstellen om het materiaal te laten kwalificeren en gereed te maken voor productie.
Belangrijkste materialen | Veelvoorkomende cijfers | Belangrijkste kenmerken | Typische toepassingen |
Koolstofstaal en laaggelegeerd staal | ER70S-6, ER80S-D2, ER80S-Ni1, ER80S-Ni2 | Hoge sterkte, uitstekende lasbaarheid | Constructieonderdelen, gereedschap voor zwaar gebruik |
Roestvrij staal | 316LSi, 308LSi, 410NiMo, 17-4PH | Uitstekende corrosiebestendigheid | Maritieme infrastructuur, voedsel- en chemische verwerking |
Duplex / Super Duplex | 2209, 2205, 2594 | Hoge treksterkte + corrosiebestendigheid | Olie- en gaskleppen, chemische verwerking, offshore |
Inconel (nikkellegeringen) | 625, 718 | Hittebestendig en oxidatiebestendig | Energieturbines, lucht- en ruimtevaart, nucleaire componenten |
Aluminium | 5356, 2319, 5183, 4018, 4046, 6063 | Lichtgewicht, met een hoge sterkte-gewichtsverhouding | Autoconstructies, architectonische elementen |
Brons (koperlegeringen) | CuSn₆, CuSi₃, CuAl₈, CuAl₈Ni₆, CuNi 70/30 | Hoge slijtvastheid, weerstand tegen vastlopen | Scheepsschroeven, zware lagers |
Sectoren en toepassingen
Waar wordt WAAM gebruikt?
Additive manufacturing met draadboog biedt een essentiële digitale oplossing voor de toeleveringsketen van sectoren die kritieke onderdelen nodig hebben, zoals de nucleaire sector, defensie, olie en gas, gereedschapbouw en de scheepsbouw. Hierdoor kunnen deze sectoren overstappen van fysieke opslag en inkoop met lange levertijden naar on-demand, digitaal gestuurde productie. Door verouderde gereedschappen en traditionele productieknelpunten te omzeilen, stelt WAAM sectoren zoals energie, maritiem en infrastructuur in staat om lokaal gecertificeerde, grootschalige componenten te produceren. Deze overgang verlaagt niet alleen de kosten van extreme stilstandtijd drastisch, maar waarborgt ook fundamenteel de toeleveringsketen voor bedrijfskritische onderdelen.
Verdediging
WAAM waarborgt de operationele paraatheid van het leger door de productie op aanvraag van verouderde of moeilijk verkrijgbare reserveonderdelen mogelijk te maken. Door kwetsbare wereldwijde toeleveringsketens te omzeilen, krijgt de defensiesector de strategische autonomie om missiekritieke onderdelen precies op het juiste moment te verkrijgen.
Architectuur en infrastructuur
WAAM bevrijdt architecten van de beperkingen van standaardstaalprofielen. Door de productie van topologisch geoptimaliseerde constructieverbindingen en complexe organische geometrieën mogelijk te maken, zorgt WAAM voor een revolutie in de bouw, wat wereldwijd is bewezen door ’s werelds eerste 3D-geprinte stalen brug in Amsterdam. Maar ook een kunstenaar.
Automobielindustrie
WAAM versnelt de ontwikkeling van voertuigen door snel grote structurele prototypes, op maat gemaakte gereedschappen en onderdelen in kleine series te produceren. Ingenieurs kunnen gebruikmaken van topologie-optimalisatie om assemblages te vereenvoudigen en lichtgewicht constructies te printen die het totale voertuiggewicht verlagen zonder dat dit ten koste gaat van de mechanische sterkte.
Energie & Offshore
WAAM maakt een einde aan de extreem lange levertijden voor gesmede energiecomponenten door middel van lokale productie op aanvraag. Dit vermindert de stilstandtijd voor offshoreplatforms en raffinaderijen drastisch, terwijl het partnerschap van MX3D met Framatome aantoont dat het bedrijf klaar is voor veeleisende nucleaire toepassingen.
Maritieme sector & scheepsbouw
Of het nu gaat om het vervaardigen van enorme bronzen schroeven of het snel vervangen van beschadigde romponderdelen en roercomponenten, WAAM helpt scheepsvloten om hun operationele paraatheid te behouden. De mogelijkheid om gecertificeerde onderdelen vlakbij de scheepswerf te printen, vermindert vertragingen bij de verzending en stilstand van schepen.
Productie en gereedschap
Fabrikanten gebruiken WAAM voor het printen van op maat gemaakte mallen, zware bevestigingsvoorzieningen en gereedschapsinzetstukken. Het is ook zeer effectief voor het repareren van matrijzen, waarbij nieuw materiaal op versleten matrijzen wordt aangebracht in plaats van een volledig nieuw gereedschap te vervaardigen, wat aanzienlijke tijd- en kostenbesparingen oplevert.
WAAM versus lasergebaseerd 3D-printen (PBF en Laser DED)
Om de juiste technologie voor additive manufacturing met metaal te kiezen, is het belangrijk om inzicht te hebben in de fundamentele verschillen tussen systemen op basis van draad en poeder, en tussen boogenergie en laserenergie.
Laser Powder Bed Fusion (LPBF/PBF) maakt gebruik van een laser om fijn metaalpoeder selectief te smelten in een afgesloten kamer. Hoewel PBF een uitzonderlijke resolutie biedt voor kleine, zeer complexe onderdelen (zoals medische implantaten of turbinebladen), kent het inherente beperkingen:
WAAM werkt in een open ruimte, waardoor het onderdelen van meterslang kan printen met snelheden die tot 100 keer hoger liggen dan bij PBF. Bovendien is WAAM, dankzij de doorgaans lagere investerings- en exploitatiekosten in vergelijking met lasersystemen, de duidelijke economische keuze voor grootschalige industriële componenten.
Kenmerk | WAAM (Arc DED) | Laser-PBF | Laser-DED |
Bouwvolume | Meters (vrijwel onbeperkt) | < 350 mm | < 0.5 meter typically |
Afzettingssnelheid | 2–10 kg/u | 0,1–0,5 kg/u | 0,2–2 kg/u |
Grondstof | Overschrijving (goedkoop, veilig) | Poeder (duur, gevaarlijk) | Poeder of draad |
Resolutie | oppervlakteruwheid van 1 mm | elementen van 0,05–0,1 mm | 0,5 mm oppervlakteruwheid |
Het meest geschikt voor | Grote, kritische onderdelen met een eenvoudige tot gemiddelde complexiteit | Kleine, complexe onderdelen | Kleine en middelgrote complexe onderdelen |
Veiligheid | De gebruikelijke lasprocedures zijn van toepassing | Uiterste voorzichtigheid geboden (gezondheids- en explosiegevaar) | Hoog veiligheidsrisico door het gebruik van een laser |
CAPEX (hardware) | Laag tot gemiddeld | Zeer hoog | Hoog |
Drukkosten (OPEX) | Laag (>5 keer goedkoper dan poeder-/laser-AM) | Zeer hoog (duur poeder) | Hoog |
Draden of poeders
WAAM versus lasergebaseerd 3D-printen (PBF en Laser DED)
Kosten
Lasdraad kost aanzienlijk minder dan verstoven metaalpoeder; het is vaak 5 tot 10 keer goedkoper per kilo.
Veiligheid
Draadmateriaal brengt geen risico’s op inademing of explosie met zich mee, in tegenstelling tot fijne metaalpoeders, waarvoor speciale ventilatie, aarding en persoonlijke beschermingsmiddelen vereist zijn.
Materiaalefficiëntie
Wire bereikt tijdens het printen een materiaalopvangpercentage van bijna 100%. Bij poedersystemen gaat materiaal verloren door overspray en is er een recyclinginfrastructuur nodig.
Beschikbaarheid
Lasdraad is een wereldwijd gestandaardiseerd product dat bij tientallen leveranciers verkrijgbaar is. Voor metaalpoeder voor additive manufacturing zijn er vaak maar weinig leveranciers en zijn de levertijden lang.
Is WAAM rendabel? Een blik op de economische aspecten
Het rendement op de investering in draadboog-additieve fabricage wordt bepaald door drie factoren: het elimineren van gereedschapskosten, het verminderen van grondstofverspillingen het verkorten van doorlooptijden
De exacte kosten zijn afhankelijk van de machinetijd, de materiaalkeuze, de geometrie van het onderdeel en de vereisten voor de nabewerking. Door gebruik te maken van een ‘near-net-shape’-aanpak bedraagt het materiaalefficiëntie ongeveer 90%, waardoor de enorme verspilling wordt voorkomen die optreedt bij het frezen van een onderdeel uit een massief blok, waarbij tot wel 90% van het dure ruwe materiaal als spanen verloren kan gaan.
Voor losse onderdelen en kleine series maakt WAAM de investering van $ 10.000 tot $ 100.000+ in gereedschap, die nodig is voor gieten of smeden, overbodig. Doordat er geen dure matrijzen hoeven te worden afgeschreven, zorgt WAAM ervoor dat op maat gemaakte industriële onderdelen en spoedeisende vervangingsonderdelen al vanaf het allereerste exemplaar een positief rendement opleveren.
Kostencomponent | Het voordeel van WAAM |
|---|---|
Gereedschap | Geen — er zijn geen mallen, stempels of patronen nodig |
Materiaalverspilling | ~10% afval (tegenover 40–90% bij CNC-bewerking van blokken) |
Afdruktijd | Hoge afzettingssnelheden verkorten de printtijd |
Nabewerking | Alleen functionele oppervlakken moeten met CNC worden afgewerkt |
Voorraad | Digitale bestanden vervangen fysieke opslag |
Besparing op doorlooptijd | Snellere marktintroductie = snellere omzetgeneratie |
Normen en kwaliteitsborging
Kunnen WAAM-onderdelen worden gecertificeerd?
WAAM-onderdelen evenaren of overtreffen de mechanische eigenschappen, treksterkte, vloeigrens, rek en vermoeidheidslevensduur van hun gesmede of gegoten tegenhangers. MX3D heeft met succes audits doorstaan, onderdelen gekwalificeerd en/of certificeringen behaald op basis van de volgende normen:
- DNV-certificeringDNV-ST-B203: voor de classificatie van additief vervaardigde onderdelen door DED
- ASME Sectie IX Voor drukhoudende apparatuur in de energiesector / VS
- API 20S Voor additief vervaardigde metalen componenten in de olie- en gasindustrie
- Lloyd’s Register Voor maritieme en offshore constructieonderdelen
- PED Voor drukhoudende apparatuur in de energiesector / EU
Normen en kwaliteitsborging
Digitale traceerbaarheid
Door continue digitale procesbewaking te integreren, garandeert MX3D volledige traceerbaarheid voor elke geprinte laag, waarbij meer dan 60 parameters worden bijgehouden. Elk onderdeel wordt geleverd met een volledige digitale tweeling waarin alle lasparameters, thermische gegevens en inspectieresultaten zijn vastgelegd, wat het audit- en certificeringsproces voor eindklanten vereenvoudigt.
Klaar om WAAM te ontdekken voor uw project?
MX3D exploiteert de grootste WAAM-productiefaciliteit van Europa, met 15 robotsystemen die 24 uur per dag, 7 dagen per week gecertificeerde productie verzorgen in Amsterdam. Of u nu een kant-en-klaar WAAM-systeem voor uw eigen faciliteit of op maat geprinte hoogwaardige onderdelen, ons engineeringteam staat klaar om u te helpen doorlooptijden te verkorten, kosten te besparen en uw productie op te schalen.
Neem contact op
Veelgestelde vragen
Wat is Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)?
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is een proces voor grootschalig 3D-printen van metaal waarbij een robotlasarm wordt gebruikt om gesmolten draad laag voor laag aan te brengen, waardoor onderdelen op industriële schaal worden vervaardigd. Het behoort tot de Directed Energy Deposition (DED)-familie van additieve fabricage en wordt gebruikt voor de productie, reparatie en prototyping van metalen onderdelen in diverse sectoren, waaronder de energiesector, de maritieme sector, defensie en infrastructuur.
Hoe werkt additieve fabricage met draadboog?
WAAM werkt door standaard metaallasdraad in een elektrische boog te voeren (meestal MIG of CMT), waardoor de draad smelt en op een bouwplaat wordt aangebracht. Een robotarm volgt een door software gegenereerd bewerkingspad en bouwt het onderdeel laag voor laag op. Sensoren houden de temperatuur in realtime in de gaten om consistente materiaaleigenschappen te garanderen. Na het printen worden de functionele oppervlakken met CNC-machines bewerkt tot de uiteindelijke toleranties zijn bereikt.
Wat zijn de nadelen van draadboog-additieve fabricage?
Hoewel WAAM zeer efficiënt is voor grote onderdelen, levert het een oppervlakteafwerking op die op de functionele vlakken nabewerking met CNC vereist. Daarnaast is zorgvuldig thermisch beheer nodig om restspanningen tot een minimum te beperken, biedt het een lagere resolutie (minimale wanddikte van 2,2 mm) in vergelijking met laser-PBF (0,1 mm), en is het niet rendabel voor massaproductie in zeer grote series van meer dan enkele honderden identieke onderdelen.
Wat is het verschil tussen GMAW en WAAM?
GMAW (Gas Metal Arc Welding) is een traditioneel lasproces dat wordt gebruikt om bestaande metalen onderdelen aan elkaar te bevestigen. WAAM maakt gebruik van hetzelfde principe van boog en draad, maar voegt daar robotbesturing en gespecialiseerde software aan toe om systematisch lagen aan te brengen, waardoor volledig nieuwe 3D-vormen vanaf nul worden opgebouwd in plaats van onderdelen aan elkaar te bevestigen.
Kunnen WAAM-onderdelen worden gecertificeerd voor industrieel gebruik?
Ja. Onderdelen die met draadboog-additieve fabricage (WAAM) zijn vervaardigd, worden regelmatig gecertificeerd door toonaangevende classificatiebureaus, waaronder DNV, Lloyd’s Register, ASME en API. Aangezien WAAM is gebaseerd op de beproefde fysica van het booglassen, maken de kwalificatieprocedures gebruik van bestaande lasnormen. MX3D heeft DNV-gecertificeerde onderdelen geleverd voor maritieme en energietoepassingen.
Welke materialen kunnen in WAAM worden gebruikt?
WAAM kan vrijwel elke lasbare metaallegering printen, waaronder koolstofstaal, roestvrij staal (316L, 308L), duplex- en superduplex roestvrij staal, Inconel (625, 718), aluminiumlegeringen, brons en nog veel meer. Als grondstof wordt standaard lasdraad gebruikt, dat wereldwijd verkrijgbaar en voordelig is en waarvoor tientallen jaren aan metallurgische certificeringsgegevens beschikbaar zijn.
Wat is de afzettingssnelheid van WAAM?
De afzettingssnelheden bij WAAM variëren doorgaans van 2 tot 15 kg/u, afhankelijk van het materiaal, het type boogproces (MIG, TIG of plasma) en de geometrie van het onderdeel. Hierdoor is WAAM 10 tot 100 keer sneller dan op laser gebaseerde additieve fabricageprocessen (0,1–0,5 kg/u) en de enige methode voor additieve metaalproductie die snel genoeg is om op economische wijze onderdelen met een gewicht van honderden kilo’s te produceren.
Wat is het verschil tussen PBF en DED?
Bij Powder Bed Fusion (PBF) wordt een dunne laag metaalpoeder over een bouwplatform verspreid en wordt deze met behulp van een laser- of elektronenstraal selectief gesmolten, waardoor onderdelen met een hoge resolutie tot ongeveer 500 mm kunnen worden geproduceerd. Directed Energy Deposition (DED), waaronder WAAM, voert materiaal (draad of poeder) rechtstreeks in een gefocusseerde energiebron (boog, laser of elektronenstraal), waardoor veel grotere onderdelen met hogere afzettingssnelheden kunnen worden geproduceerd, maar met een lagere resolutie. WAAM is de snelste en meest kosteneffectieve DED-variant.
Wat is het verschil tussen LPBF en WAAM?
LPBF (Laser Powder Bed Fusion) blinkt uit in de productie van kleine, complexe onderdelen met fijne details (tot 0,1 mm), maar is beperkt tot bouwvolumes van minder dan 500 mm en afzettingssnelheden van 0,1–0,5 kg/u. WAAM kan onderdelen van meer dan 6 meter produceren met een snelheid van 2–15 kg/u, waarbij gebruik wordt gemaakt van goedkope draad in plaats van duur metaalpoeder. LPBF is ideaal voor beugels voor de lucht- en ruimtevaart en medische implantaten; WAAM is ontworpen voor grote industriële componenten zoals drukvaten, propellers en structurele knooppunten.
Is er een verschil tussen Cladding en WAAM?
Nee, beide maken gebruik van dezelfde techniek en wetenschap, een lasvoeding en doorgaans een robot of industriële manipulator. WAAM-systemen zoals de M1 van MX3D kunnen elk oppervlak scannen en dit oppervlak ‘printen’ of bekleden. Aangezien de onderliggende software van een WAAM-systeem automatisch complexere geometrieën aankan, is het in staat om complexere geometrieën te verwerken dan de meeste bekledingssystemen. En u kunt met dezelfde machine extra elementen op een onderdeel 3D-printen (hybride printen). Een WAAM-systeem kan dus een flexibelere machine zijn.
Klaar om uw productiecapaciteiten uit te breiden?
Of u nu uw faciliteit wilt uitbreiden met een kant-en-klaar WAAM-systeem of onderdelen op aanvraag wilt laten produceren door ons deskundige team, MX3D biedt de kwaliteit die u zoekt.
