3D printen: monteur wordt producent
Naast onderdelen voor de auto- en vliegtuigindustrie produceert en verkoopt GKN ook grondstoffen om metalen onderdelen te produceren. Onder meer de poeders die gebruikt worden om 3D te printen. In deze Powder Metallurgy ligt volgens Markus Josten, global sales director disruptive technologies and markets bij GKN Additive, de toekomst van het bedrijf. GKN opende daarom afgelopen jaar een webshop voor het 3D printen van onderdelen: Instametal.com. Iedereen kan op deze site een CAD-ontwerp uploaden en laten controleren door ingenieurs van GKN. Na het selecteren van het gewenste materiaal en de hoeveelheid te printen onderdelen rolt er een offerte uit. Na goedkeuring en betaling worden de onderdelen geprint en thuisbezorgd. Instametal werkt momenteel aan een netwerk van bedrijven met een geschikte 3D printer om te zorgen voor een wereldwijde dekking. Instametal ging vorig jaar mei van start in Amerika en is inmiddels actief in Duitsland en het Verenigd Koninkrijk. De rest van de wereld volgt later.
Online printshops
GKN verwacht dat grossiers en garagebedrijven in de komende jaren op grote schaal gebruik gaan maken van 3D geprinte onderdelen. “Vrijwel alle autofabrikanten maken al gebruik van de techniek voor de bouw van prototypes, maar het zal niet snel meer duren voordat de eerste onderdelen ook in productiemodellen verschijnen. Het zal daarna ook snel gaan in de aftermarket. Nu moeten geprinte auto-onderdelen nog gehomologeerd worden om te testen of ze aan dezelfde eisen voldoen als het origineel. Maar zodra het originele onderdeel ook een geprint is, hoeft dat niet meer en kun je het volgens exact dezelfde specificaties laten printen.”
Naast bestellen via online printshops als Instametal voorziet GKN dat autobedrijven en automaterialenleveranciers op termijn zelf een printer in huis hebben. “In plaats van het inkopen van een grote voorraad onderdelen, kopen ze dan de rechten in om onderdelen te printen.” Voordat het zo ver is moeten eerst de kosten van 3D printen omlaag en de snelheid omhoog. GKN werkt hiervoor aan nieuwe technieken voor het samenstellen van de poeders en de manier waarop deze verwerkt worden door 3D printers. “Bij de productie van de metaalpoeders willen we gaan werken met water in plaats van dure gassen. En het printen zal steeds minder met lasers en steeds meer met bindmiddelen gaan gebeuren.”
Goedkoper
Met de nu beschikbare grondstoffen en printers is het volgens Josten mogelijk om 15 tot 100 vierkante centimeter per uur te printen, maar loopt dit tussen nu en 2025 op van 1.000 tot 3.000 vierkante centimeter per uur. Een aluminium onderdeel kostte in 2013 gemiddeld nog 8 euro per vierkante centimeter om te printen. Inmiddels is dat 4,5 euro en in 2025 nog 2 euro per centimeter. De metalen die geschikt zijn voor 3D printen zijn legeringen van aluminium, koper, rvs, kobalt, op nikkelbasis en titanium. Op dit moment is het, volgens Josten, nog niet mogelijk om verschillende metalen met elkaar te combineren in een onderdeel.
De productiekosten van metalen onderdelen uit een 3D printer blijven ondanks de nieuwe ontwikkelingen, volgens Josten hoger dan bij traditionele methoden als gieten, persen of smeden. Hier zit volgens hem ook niet het grootste voordeel van printen. “De besparing realiseer je op alle andere gebieden. De snelheid waarmee je onderdelen in productie kunt nemen bijvoorbeeld, omdat je hier niet eerst machines voor hoeft te ontwikkelen. Of de eenvoud waarmee ontwerpen tussentijds gemodificeerd kunnen worden en de enorme besparing op logistiek. Maar een ander groot voordeel is dat je onderdelen die uit verschillende componenten bestaan, nu uit één stuk kunt maken. Zo printen wij een verstuiver voor General Motors uit een één stuk, terwijl deze normaal uit twintig verschillende componenten bestaat. Of een versnellingsbak waarvan we 70 onderdelen terugbrachten tot een. Het nadeel van zo’n constructie kan wel zijn dat je hem niet uit elkaar kunt halen voor reparatie.“
Leverancier wordt producent
Voor OEM’s betekent het 3D printen van onderdelen dat ze tegen lagere kosten kunnen voldoen aan de verplichting om tot vijftien jaar na het einde van de productie van een model onderdelen te blijven leveren. Ze kunnen in kleinere batches produceren, zijn minder kosten kwijt aan het machinepark en hebben nieuw ontwikkelde onderdelen sneller beschikbaar. Voor zowel OEM’s als de aftermarket geldt dat bedrijven eenvoudiger kunnen inspelen op specifieke klantwensen voor het individualiseren van voertuigen. Maar ook dat ze oldtimerbezitters kunnen helpen aan zeldzame onderdelen. Dit wordt nu al gedaan door onder meer Porsche en BMW. Verder hoeven onderdelendistributeurs of grossiers niet meer te investeren in een onderdelenvoorraad, maar doen dit in plaats daarvan in grondstoffen en apparatuur om ze zelf te maken. De besparingen op transport en opslag zijn enorm, voorspelt GKN. Maar hebben ook enorme gevolgen voor de huidige marktpartijen.
