Lagere cost per part de hefboom voor additive manufacturing

Additive Industries is klaar voor de groei. Vanuit de nieuwe huisvesting in een oude Philipsfabriek op Strijp T wil het met de MetalFab1 een top 3 positie in een aantal belangrijke markten veroveren. Want over vijf jaar is 3D metaalprinten in meer sectoren van de maakindustrie een mainstream technology, voorspelt CEO Daan Kersten. Lagere cost per part zal deze groei aanjagen. Dat is de hefboom die 3D metaalprinten mainstream gaat maken.

Dit onderdeel van de uitlaat is een van de onderdelen die het Alfa Romeo Sauber F1 team 3D print.

Vanaf de start, zes jaar geleden, hebben Jonas Wintermans en Daan Kersten gezegd dat als er één regio in de wereld is waar alles voor een industrieel 3D metaalprintsysteem aanwezig is, het Brainport regio is. De beide oprichters van Additive Industries schrijven hun succes deels hieraan toe. Want ondertussen staan er 20 Metalfab1 AM-systemen bij een aantal klanten die in hun industrietak een toppositie bekleden. Er werken ruim 70 medewerkers bij het bedrijf. De beide oprichters zijn ervan overtuigd dat 3D metaalprinten komende jaren een mainstream technologie wordt in de metaalbewerking. Over vijf jaar wordt 3D metaalprinten breder ingezet dan alleen aerospace en medische industrie, zegt Daan Kersten.

Big data gaan voor de grootste groei van de productiviteit in 3D metaalprinten zorgen

Sneller iteraties maken


Hij wijst ter illustratie naar het Alfa Romeo Sauber F1 team. Het Zwitserse raceteam heeft vorig jaar de eerste twee Metalfab 1 systemen in Eindhoven gekocht; afgelopen voorjaar werd het derde systeem gekocht. Tijdens de F1 races rijden de - dit seizoen - rood witte F1 wagens met al 15 3D geprinte onderdelen aan boord. Bijvoorbeeld de uitlaat. Of een arm van de voorwielophanging. “Ze kunnen dankzij 3D printen lichter en stijver ontwerpen”, legt Daan Kersten uit. “Maar ze kunnen vooral sneller iteraties maken.” En dat geeft in de hoogste klasse van de autosport de doorslag.

De tijd tussen races is kort. Als de design engineers hun nieuwe ontwerpen direct kunnen printen in metaal, testen in de windtunnel en dan produceren op de Metalfab1, winnen ze kostbare tijd die zich in de race terugbetaalt. Tijdens de opening van de nieuwe huisvesting stond naast de F1 racewagen de auto van het Eindhovense Formula E raceteam URE. Additive Industries heeft hiervoor de behuizing van de elektromotor geprint, met geïntegreerde koelkanalen voor een betere koeling van de permanent magneetmotor.

Alternatief voor gieten

De racewereld loopt voorop in de automobielindustrie. De productie van gewone auto’s zal volgen als het om additive manufacturing gaat, verwacht Daan Kersten. “Als mede dankzij elektrisch rijden de volumes omlaag gaan en wij de snelheid van onze systemen kunnen verhogen, zodat de kostprijs per product minder wordt, kunnen we het gat dichten.”

Additive Industries gaat dan rechtstreeks concurreren met de gietindustrie. Cruciaal voor de toekomst van de AM-industrie is volgens de CEO van Additive Industries dat de kostprijs per onderdeel omlaag gaat. Hoe lager de kostprijs, des te eerder wordt het omslagpunt bereikt waarop ook economisch gezien 3D printen voordeliger is.


Hogere productiviteit, lagere kostprijs


Om de kostprijs te verlagen, moet de productiviteit omhoog. De machines moeten sneller worden. Er zijn nog genoeg mogelijkheden om de productiviteit te verhogen.





Een volledig Metalfab 1 industrieel AM-systeem bestaat uit zo’n 32.000 onderdelen, waarvan een belangrijk deel uit de regio komt

Een van de toekomstige generaties van de Metalfab1 zal bijvoorbeeld uitgerust worden met lasers met 1 kW vermogen. Een interface waarmee het AM-systeem direct gekoppeld wordt aan een 5-assig bewerkingscentrum is een andere stap waaraan gewerkt wordt. Er moet immers een doorlopend proces ontstaan. “We gaan 5-assig bewerken niet integreren in ons systeem. Dat heeft geen zin. Maar we willen wel een open interface, zodat we kunnen koppelen.” Daarbij wordt ook gekeken naar AGV’s. Ook komt er een machine met een groter bouwvolume, ondanks dat een van de huidige klanten al groter geprint heeft. “Ze hebben buiten het bouwplatform geprint, precies passend in de printkamer. Wij dachten niet dat het ze zou lukken, maar ze doen het”, zegt Daan Kersten.

Big data de grote belofte


De grote vooruitgang qua productiviteit, reproduceerbaarheid en kwaliteit van de printjobs zal echter vooral komen van big data. Software dus. Met het risico dat hij afgerekend wordt door zijn werktuigbouwkundige engineers, maakt Daan Kersten duidelijk dat softwareontwikkeling eigenlijk de core business is van het bedrijf. Die houdt men dan ook in eigen huis. De komende jaren zal er vooral veel kennis voortvloeien uit de analyse van alle data van de printprocessen. Data van klanten die Additive Industries verzamelt via het Additive World platform. Big data analyse staat nog slechts aan het begin van de ontwikkelingen in de AM-industrie, schat Daan Kersten in. “We hebben slechts het topje van de ijsberg gezien.”


Klanten zijn verrassend open


Via het Additive World platform verzamelt de fabrikant data over het gebruik van de 20 systemen bij de klanten. Hij is verrast over de bereidheid bij de klanten om data te delen. “Ook de klant die buiten het bouwplatform print, deelt deze kennis met de community.” Wat hij en Jonas vooraf bedacht hadden, blijkt in de praktijk uit te komen. Additive Industries heeft zich met de eerste systemen vooral gericht op de marktleiders, met veel ervaring met additive manufacturing. “Dat helpt ons sneller te ontwikkelen.” Opnieuw terug naar de klant die groter dan de bouwplaat printte op de Metalfab 1. Daarvoor had hij onder andere de gasflow gemodificeerd. “Dat hebben wij ondertussen in de machine aangepast en bij andere klanten hebben we de machine geupgraded.” Openheid moet van beide kanten komen, dan profiteert iedereen daar maximaal van. Met die aanpak heeft Additive Industries de achterstand die het in de beginjaren op andere spelers had, snel kunnen goed maken. “Daarbij hebben we het voordeel dat we een jong bedrijf zijn. Hierdoor hebben we het big data verhaal sneller opgepakt dan andere.”

Eén Metalfab haalt productiviteit 4 tot 6 middenformaat printers


Het belangrijkste doel blijft echter: lagere kostprijs per geprint onderdeel. Dat is de hefboom die nodig is om 3D printen een mainstream technology te maken. Daan Kersten vindt Sauber het goede voorbeeld: “Ze printen onderdelen die ze eerst in kunststof printten tegenwoordig met metaal op onze machine. Omdat de prijs per onderdeel zo laag is.” De Metalfab1 haalt de productiviteit van zo’n 4 tot 6 middenformaat 3D metaalprinters. De openheid die Additive Industries zelf aan de dag legt, ziet hij terug bij de klanten. Van de 20 machines in het veld, kunnen de service engineers in Eindhoven er 19 overnemen, zelfs op afstand starten. Dat het bij die ene Metalfab1 niet gebeurt, komt door strikte regelgeving waar deze klant aan gebonden is. De service engineers werken specifiek voor een klein groepje klanten, waar ze wekelijks contact mee hebben. Dan worden data over Overall Equipment Effectiveness gedeeld. “Want onze machines zijn gewoon een productiemachine”, merkt Daan nuchter op. Het liefst ziet hij de service engineers komende jaren doorgroeien naar een rol van productivity consultant, die de klant helpt de prestaties van de Metalfab 1 te maximaliseren. Daan Kersten: “Ons enige doel is blije klanten maken. Die printen meer en kopen meer machines. Dat kunnen we alleen als we de kosten per onderdeel verder verlagen.”

Van sigaren naar 3D metaalprinters


Jonas Wintermans, mede-oprichter samen met Daan Kersten, schetste in zijn toespraak bij de officiële opening nog eens de - korte - bestaansgeschiedenis van Additive Industries. In 2012 gestart, omdat beiden zagen dat het metaalsmeltproces weliswaar complex is, maar de machinebouw zelf niet. “Alle kennis voor het opto-mechanisch systeem en de toeleveranciers is in deze regio beschikbaar”, aldus Jonas. Zo kan het gebeuren dat een bankier (Jonas) en een strategie consultant (Daan) zonder technische kennis een bedrijf uit de grond hebben gestampt dat over enkele jaren in kernmarkten bij de top 3 van metaalprinterfabrikanten wil horen. De families van de beide oprichters hebben hun wortels in de Brabantse sigarenindustrie: de familie Kersten in Willem II, de familie Wintermans in Agio. Het investeringsfonds van de familie Wintermans is de belangrijkste financier van Additive Industries. Precies op het moment dat het idee voor Additive Industries ontstond, had de familie Wintermans besloten om de dividenden uit de decennialange sigarenproductie te gaan investeren in hightech bedrijven in de regio.


Premier Mark Rutte verrichtte de officiële openingshandeling van de nieuwe huisvesting van Additive Industries. R&D, sales, productie en support zijn nu bij elkaar op een plek. Daan Kersten (rechts onder) toont onder andere het materiaallaboratorium waar de metaalpoeders voor klanten geanalyseerd worden.