Iværksætter: Tankevækkende, at state of the art-3D-print skal kvalitetssikres manuelt
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Når du tilmelder dig nyhedsbrevet, accepterer du både vores brugerbetingelser og at Mediehuset Ingeniøren og IDA group ind i mellem kontakter dig angående events, analyser, nyheder, tilbud etc. via telefon, SMS og e-mail. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Iværksætter: Tankevækkende, at state of the art-3D-print skal kvalitetssikres manuelt

Addifab
Foto: Addifab

Ambitionen er klar hos iværksættervirksomheden Addifab: Fra at være en operatørafhængig, isoleret maskine, der står i et hjørne af produktionen og spytter prototyper ud, skal 3D-printeren rykkes ud midt på fabriksgulvet som en integreret produktionsteknologi, der kan producere et relativt højt antal emner med meget større reproducerbarhed og meget højere kvalitet end i dag.

Det kræver et helt økosystem omkring selve printeren i form af eksempelvis robotautomatisering og efterbearbejdnings-processer som rensning og efterhærdning, hvor tolerancerne skal sidde lige i skabet.

Dén viden og dét økosystem er Addifab, stiftet i december 2014, nu i færd med at opbygge i sit værksted og laboratorium i Jyllinge nord for Roskilde.

3D-prints store begrænsning

Mens administrerende direktør Lasse G. Staal viser rundt i produktionen, bliver et 3D-printet emne taget ud af den printer, som Addifab selv har bygget op fra bunden af blandt andet mekanik og elektronik fra tyske Bosch.

Emnet består af en række helt små nålespidser, der er 3 millimeter lange, 0,75 millimeter i diameter og med en kanal på 0,35 millimeter, der løber gennem hele emnets længde.

»Forudsætningen for, at man kan printe sådan et emne, er, at man virkelig har styr på sin produktionsproces. Ikke bare selve printprocessen, men også renseprocessen og efterhærdningsprocessen,« lyder det fra Lasse G. Staal, som tilføjer:

»En af teknologiens store begrænsninger i dag er, at 3D-print er en meget manuel proces. Vores ambition er at automatisere og integrere processen, så man har en produktionsegnet printproces, der kan køre 24/7 365 dage om året.«

’Det er da et interessant paradoks’

Ordene ’automation’ og ’integration’ lugter jo fælt af Industri 4.0, men rent faktisk mener Lasse G. Staal, at det er helt misforstået at tale om 3D-print i samme åndedrag som Industri 4.0 og digitalisering – i hvert fald som teknologien er i dag.

»3D-print bliver hurtigt en del af dialogen, når man snakker Industri 4.0 og digitalisering. Men det kan godt give anledning til lidt undren. Industri 4.0 handler i høj grad om informationsintegration og muligheden for at kunne kigge på tværs af en værdikæde. Ud af de ni kernteteknologier, der udgør Industri 4.0, er 3D-print sådan set det eneste produktionselement. Men det er, som det er i dag i hvert fald, en fritstående maskine, der ikke rigtig deler informationer med resten af fabrikken - det er da et interessant paradoks.«

Det er netop det paradoks, Lasse G. Staal og hans kolleger i Addifab vil forsøge at gøre op med ved at integrere 3D-print med det resterende produktionsudstyr – og samtidig dokumentere, at printeren beviseligt kan printe til kvalitet, som Lasse G. Staal udtrykker det. Også selvom der skal printes 5.000 eller flere helt identiske emner.

»Det er da lidt tankevækkende, at vi har state of the art-3D-printere, som stadig fordrer, at du polerer emnerne manuelt, kvalitetssikrer dem manuelt, eller printer emner, som efterfølgende skal udsættes for metallurgiske analyser, fordi du ikke kan producere til kvalitet,« siger han.

Udviklingsprojekt til 13 millioner kroner

Lasse G. Staal har grundlagt Addifab sammen med CTO Jon Jessen og Peter Lund Sørensen i december 2014, og i dag er de foruden dem selv otte fuldtidsansatte.

Alle tre ejere har en fortid i medico- og høreapparatsbranchen, og derfor er det da også primært emner til netop de brancher, de i første omgang arbejder med – blandt andet formstøbte silikonepropper til høreværn. Procesmaterialet, der anvendes til silikonestøbningen, er en kommercielt tilgængelig fotopolymer, som er et af de materialer, forskere på DTU også arbejder med.

Addifab har allerede en kommerciel printerplatform på markedet – Add-Line – og i de kommende to et halvt år skal virksomheden i et udviklingsprojekt kaldet 3DIMS være med til at demonstrere, at det er muligt at 3D-printe fuldstændig identiske, industrielt anvendelige emner i fotopolymer og efterfølgende anvende de opsamlede procesdata til at lette indkøringen af nye emner.

Slutmålet er at stå med en – lettere forenklet sagt – selvtænkende 3D-printer, der selv kan analysere sig frem til materialevalg, procesparametre og kvalitetsmål.

Dét arbejde foregår i samarbejde med DTU Mekanik og DTU Compute samt virksomhederne Elos Medtech og Sintex. Projektet er støttet af Innovationsfonden med 13 millioner kroner.

Printerens projektor koster det samme som en lille familiebil

For at kunne nå dertil – en automatiseret, integreret produktionslinje baseret på 3D-print – er der en række faktorer, der skal arbejdes med, forklarer Lasse G. Staal videre.

De CAD-filer, som printeren fodres med, skal processeres hensigtsmæssigt. Råmaterialerne skal komme fra leverandører, der kan dokumentere kvaliteten af materialerne.

Printerens mekaniske komponenter skal være stabile og højtydende. Og selve printerens processeringsteknologi, der er baseret på uv-lys, skal kunne holde et ensartet intensitetsniveau - derfor er Addifabs printer eksempelvis udstyret med closed loop-monitorering af de forskellige parametre.

»Projektoren i vores 3D-printer ligger i samme prisleje som en lille familiebil. Og det gør den blandt andet, fordi closed loop-monitorering og automatisk kalibrering er en del af pakken,« forklarer Lasse G. Staal.

Men derudover spiller efterbearbejdningen, eksempelvis rensning og efterhærdning af de printede emner, i sagens natur også en afgørende rolle for produktkvaliteten. Her ønsker Addifab at sikre, at brugerne får adgang til automatiseret efterbearbejdningsudstyr, der kan kobles på linjen.

Der er et stykke vej at gå endnu, men i Addifabs pilotproduktion er det lykkedes at opnå en stabil repeterbarhed på 5/100 millimeter fra batch til batch.

Tid til at udfordre ’economies of scale’-tankegangen

»Det er ikke raketfysik at bygge en god 3D-printer af gode komponenter. Men hvis intensiteten i en lyskilde ligger og fluktuerer som funktion af temperaturen i lokalet, eller hvis din printerramme står og giver sig på grund af temperaturvariationer, kan din CAD-fil være nok så god. Så vil printerens evne til at omsætte de enkelte datapunkter i filen til et emne, der kan serieproduceres, nok ikke være i top,« siger Lasse G. Staal.

»Vi vil helst ikke skulle basere vores kvalitetssikring på, at emnet efterfølgende skal 3D-scannes eller smides i en målemaskine. Vi vil gerne have en sikkerhed for, at den basale kvalitetssikring er bygget ind i processen.«

Men hvorfor overhovedet 3D-printe eksempelvis støbeforme eller et samlefikstur, kunne man her spørge? Kan det nogensinde betale sig at fremstille større serier på en 3D-printer frem for på en CNC-maskine? Er det ikke netop her, at 3D-print som teknologi risikerer at love for meget?

Ikke hvis man spørger Lasse G. Staal, som peger på øget fleksibilitet og hurtigere time-to-market som to væsentlige argumenter for at kigge i 3D-printets retning.

»De tre uger, du venter på at få en aluminiumsform hjem, koster jo også penge, fordi du parkerer din udvikling imens. Og så låser du dig hurtigt fast på en bestemt geometri på bekostning af fleksibilitet og iteration,« lyder det fra Lasse G. Staal, som opfordrer til, at flere fremstillingsvirksomheder herhjemme tør begynde at udfordre economies of scale-tankegangen.

»Skal vi for enhver pris forsøge at indrette vores udvikling og produktion efter, at vi kommer op i skala og volumen? Eller kunne der udvikles en forretningsmodel på at producere hurtigere og mere fleksibelt, altså ’economies of speed’ frem for ’economies of scale’? Hvis omkostningerne ved at køre flere variationer ikke er så høje, fordi jeg 'blot' skal file på en 3D-printer, kan jeg hurtigere respondere på kundens krav, end hvis jeg først har giftet mig med et fremstillingsmiljø baseret på stålværktøjer.«

Kommentarer (0)