Grundfos: Produkter skal have 3D-printede komponenter

Inde bag en glasrude er den ene af Grundfos’ metalprintere i fuld gang. Lag på lag af ultrafint pulver af værktøjsstål smeltes og formes i en geometri med skarpe kanter.

Slutresultatet skal blive en 3D- printet indsats til støbeforme, der kan reducere cyklustid og forbedre kvaliteten på det sprøjtestøbte emne.

En lignende indsats anvendes allerede i dag til produktionen af et sprøjtestøbt emne, der fremstilles i 150.000 eksemplarer om året. Her har den printede indsats særlige kølekanaler reduceret cyklustiden på emnet med over 50 procent.

Det har givet den midtjyske pumpeproducent blod på tanden. Ambitionen er, at koncernens pumper skal indeholde én eller flere 3D-printede komponenter. Thorsten Brorson Otte, leder af Grundfos’ 3D-print-afdeling, eller additive manufacturing, som koncernen selv benævner området, vil ikke udtale sig om tidshorisonten – men han er fuldstændig overbevist om, at det kan lade sig gøre.

Ikke mindst på grund af det, han kalder en ‘ekstrem’ teknologisk udvikling i de seneste ti år. Det ville tage Grundfos’ ældre metalprinter fra 2008 i omegnen af 50 timer at printe ovenstående støbeindsats, men den nye metalprinter – en Concept Laser-maskine, der kom til Bjerringbro i 2017 – kan klare opgaven på den halve tid, blandt andet fordi den er udstyret med to lasere frem for én. Samtidig kan Grundfos trække langt flere procesparametre ud af de nyeste generationer af maskiner.

»Så jeg tror 100 procent på, det kan lade sig gøre at 3D-printe færdige komponenter i vores slutprodukter,« erklærer Thorsten Brorson Otte.

Satte turbo på i 2016

Man glemmer af og til, at 3D-print på ingen måde er nogen ny teknologi. Grundfos har arbejdet med 3D-print siden midten af 1990’erne og fik sin første polymerprinter in-house i 2005. I 2008 fulgte den første metalprinter.

I 2016 satte man turbo på ambitionen om at anvende 3D-print til andet end prototyper ved at oprette en selvstændig 3D-print-afdeling, og i forlængelse heraf opbyggede Grundfos i løbet af 2017 så et decideret AM-lab i koncernens teknologicenter i Bjerringbro.

Her befinder sig en række polymer- og metalprintere i et afskærmet testmiljø, men planen er altså at trække printerne ud af laboratoriet og helt ud på produktionslinjerne i løbet af de kommende tre år.

»Det er grundlæggende et spørgsmål om at få hele produktions-setuppet op at køre. I dag er det stand-alone-maskiner, og vi skal have fundet ud af, hvordan vi implementerer printerne på en færdig produktionslinje i vores produk­tion,« siger Thorsten Brorson Otte med henvisning til, at der skal bygges en hel forsyningskæde op omkring printeren – fra SAP-integra­tion over logistik til kvalitetssikring.

Værktøjsmagere skal 3D-printe

Men én ting er selve de teknologiske barrierer. For at Grundfos for alvor kan drage fordel af de additive teknologier, er et kulturskifte i organisationen ligeledes påkrævet, anerkender Thorsten Brorson Otte og hans kollega, AM-specialist Jørgen Wilstrup Rasmussen.

»Hele forandringsledelsesdelen er måske den største opgave,« lyder det fra Thorsten Brorson Otte.

Derfor har Grundfos hjemkøbt 20 Makerbot-printere. Forholdsvis billige desktop-printere, der skal stå på skriveborde rundt omkring i organisationen, så udviklere, ingeniører og værktøjsmagere kan blive mere fortrolige med teknologien.

Det er velkendt, at manglen på stærke materialer er en af 3D-print- teknologiens helt store udfordringer – dog mest på polymersiden, ikke på metalsiden, understreger Jørgen Wilstrup Rasmussen. Men derfor må virksomheder som Grundfos også selv tage et ansvar for at komme rundt om materialeudfordringen, siger Thorsten Brorson Otte, f.eks. ved at designe efter funktion frem for efter materiale.

»Ofte vælger vi materialer ud fra, hvad vi har i porteføljen. Men vi har også noget at lære i forhold til at blive bedre til at designe og tænke anderledes, når det handler om materialer,« siger Thorsten Brorson Otte, som understreger, at det både er i udviklingen og i produktionen, at man skal blive bedre til at tilpasse processer og produkter til 3D-print:

»Vores produktion er primært optimeret i forhold til de teknologier, der er tilgængelige, for eksempel sprøjtestøbning eller pladeformgivning. Så det er også et mindset, der skal ændres hos både produktudviklere og produktionsudviklere.«

Det tabte ocean af data

Et andet punkt, hvor Grundfos skal tage meter, er på kvalitetssikringen af de færdige emner, der kommer ud af printeren. Her er der et kæmpe efterslæb i forhold til mere modne teknologier som sprøjtestøbning.

Ifølge Jørgen Wilstrup Rasmussen kan der efterhånden trækkes rigtig mange procesparametre ud af de nyere generationer af printere, men »vi skal lære at bruge dem«, som han udtrykker det.

Grundfos’ 3D-print-specialister står med andre ord over for den samme opgave som rigtig mange produktionsingeniører og maskinmestre rundt omkring: Der kan trækkes rigtig mange data ud af maskinerne, men hvordan anvender man dem rigtigt?

»Der mangler standarder i hele AM-miljøet. Vi som organisation har brug for at blive mere komfortable med de muligheder, der ligger i det nye udstyr i form af dataopsamling, procesparametre osv. Så det er en rejse, vi er på lige nu,« supplerer Thorsten Brorson Otte.

Drømmen om masseproduktion

Tilbage står det simple, men alligevel altoverskyggende spørgsmål, når man snakker 3D-print: Hvorfor overhovedet 3D-printe de færdige emner, når nu man har langt mere gennemarbejdede og modne fremstillingsteknologier til rådighed?

»Vi har en hel klar forventning om, at det kan give noget ekstra for vores kunder at udnytte de nye muligheder, som teknologien giver,« siger Thorsten Brorson Otte uden dog at gå nærmere i detaljer om, hvad de muligheder kunne være.

Men vil det nogensinde kunne betale sig at 3D-printe i store styktal?

»Det er derfor, vi skal have lavet en business case på det. Men det er jeg fuldstændig overbevist om, at det kan. Hvis vi kan fjerne en hel montagelinje, fordi vi ikke længere behøver sætte fire komponenter sammen, men kan 3D-printe os ud af det, kan det jo godt give mening at købe en relativt dyr printer.«

Thorsten Brorson Otte påpeger, at 3D-print allerede benyttes i færdige produkter andre steder i industrien. I Irland 3D-printer virksomheden Stryker hofteimplantater i titanium, høreapparatindustrien har længe brugt 3D-printede komponenter, og så er der selvfølgelig General Electric, der 3D-printer brændstofdyser til jetmotorer:

»Vi må også kunne gøre noget tilsvarende. Vi skal bare finde det rigtige produkt.«