Belangrijke professionele opmerking: Dit is een archieftekst van een auteur, gebaseerd op bronnen en voorbeelden die beschikbaar waren op het moment van publicatie. Het is geen actuele technische specificatie, veiligheidsinstructie, beleggingsadvies of bevestiging van de huidige mogelijkheden, snelheden, kosten of status van de genoemde bedrijven en producten. Elke huidige toepassing van additive manufacturing vereist een controle van de huidige documentatie van de fabrikant, materiaaleigenschappen, arbeidsveiligheid, intellectuele eigendomsrechten en toepasselijke regelgeving.
Additive manufacturing en printdiensten maken geen deel uit van het huidige openbare aanbod van Savo Kusić. De huidige productiefocus bestaat uit houten ramen, houten-aluminium ramen en op maat gemaakte deuren.
Behoeften, technologie en productie
De nieuwe technologie voor het maken van artikelen met behulp van de 3D-printer vereiste ook onze beoordeling van deze technologie, de effecten ervan op de productie en mogelijke nieuwe trends en manieren om de productie te organiseren.
De meeste teksten die over de industrie gaan (en ook over vele andere vakgebieden) beginnen feitelijk met de conclusie dat “de huidige technologie (geneeskunde, scheikunde, enz.) zo geavanceerd is dat…”
Deze slogan, zoals die in het verleden gebeurde, zal natuurlijk nog vele jaren blijven bestaan en zal ons waarschijnlijk overleven, want zoals het nu is, op de dag dat we deze tekst lezen, is de menselijke samenleving nog nooit zo ontwikkeld geweest, maar dat zal het ook nooit worden, zoals het morgen zal zijn.
En inderdaad, de door de mens gecreëerde behoeften verschillen van dag tot dag en elke behoefte vereist een nieuwe, die perfecter en beter moet zijn dan de vorige. Als je die behoeften in de context zou plaatsen van b.v. van de computerproductie-industrie zouden we zien dat een computer die vijf jaar geleden en langer al ons werk kon doen, niet langer genoeg voor ons is (nieuwe behoeften vereisen completere software, waarvoor ook hardware nodig is, enz.). Dit fenomeen werd specifiek beschreven door Gordon Moore, een van de oprichters van Intel, die zegt dat de kracht van de computer elke 18 tot 20 msec verdubbelt. Daarom werd deze wet de wet van Moore genoemd. Tegenwoordig bevat onze mobiele telefoon dus meer rekenkracht dan de hele NASA-organisatie, die 1969 is. stuurde twee mannen naar de maan of b.v. videogames die meer computerbronnen verbruiken om driedimensionale situaties te simuleren dan een enkele mainframecomputer van het voorgaande decennium had (Kaku, 2011).
Hier moeten twee dingen onmiddellijk worden gescheiden. De behoeften van vandaag de dag konden door de computer niet worden vervuld, maar de andere kant van het verhaal: in het algemeen gezien was die computer, zoals gezegd, voldoende om een mens naar de maan te lanceren. Zo werd de vooruitgang van de wetenschap vrij van afhankelijkheid van de snelheid van b.v. verwerkers en er ligt veel nadruk op andere branches, wat de voortgang mogelijk in de weg staat. Kortom, de wetenschap communiceert in twee richtingen met de computer en past deze aan zichzelf aan.
Noden zijn echter niet de enige die de mensheid vooruit ‘duwen’. De verlangens die de mens creëert, ongeacht of hij die nodig heeft of niet, openen een geheel nieuwe ruimte voor industrieën om zich te haasten om hem precies te bieden wat hij wil of wat hij zou willen, zonder dat hij zich daar nog van bewust is. We mogen de marketing niet vergeten, die het hele verhaal ondersteunt met het feit dat het in feite onze behoeften zijn en waar we niet zonder kunnen, en niet alleen maar verlangens die voor ons niet zo noodzakelijk zijn. Wanneer we de mens ook meenemen als een sociaal en cultureel wezen, dat anders wil zijn dan anderen en zijn eigen identiteit wil vormen die zijn innerlijke spirituele toestand zal weerspiegelen (wat tot op zekere hoogte zowel een behoefte als een verlangen is), krijgen we een zeer gecompliceerd beeld van de hedendaagse klant, vanuit het gezichtspunt van b.v. van een bedrijf dat zijn auto wil verkopen, waarbij dat bedrijf aanzienlijke middelen moet besteden aan het onderzoeken en vormgeven van zijn aanbod, zonder zelfs maar met de productie van die auto aan de slag te gaan.
Hoe moet je dat product dan produceren, zodat het iets is dat iemand wil? Wat voor soort onderzoek is het en wat is de beste manier om het uit te voeren, zodat het een weerspiegeling is van de werkelijke wens van de klant en iets dat iemand zal kopen, zonder dat het op voorraad blijft en waarde verliest? Een van de beste manieren om een product te maken is dat de klant zegt wat hij van het product verwacht, en dan weten wij zeker dat we het aan hem zullen verkopen. De andere kant van het probleem is natuurlijk hoe je dit alles kunt bereiken met zo min mogelijk middelen, terwijl je elke klant individueel respecteert.
Massaaanpassing
De eersten die een antwoord op deze vraag bieden, zijn voorstanders van een nieuwe aanpak in de productie. De aanpak die zo’n twintig jaar geleden verscheen, biedt een manier van denken en een filosofie van het organiseren van de productie om al deze eisen te respecteren, terwijl er oplossingen worden gevonden om hieraan te voldoen voor wederzijds voordeel. Produceer dus wat elke klant wil en kan betalen en maak winst. Deze aanpak wordt mass maatwerk genoemd. De munt is gemaakt op basis van de Engelse woorden mass (massa, massief, veelheid) en customization (aanpassing), wat in vertaling massamaatwerk zou betekenen in de zin van de mogelijkheid om producten in massaproductie te individualiseren (volgens Suzić, 2014).
Productie vandaag
Er zijn veel benaderingen van productie, maar degene die het meeste momentum heeft gekregen en tegenwoordig het meest wordt toegepast, is maatwerk. Als we het over maatwerk hebben, heeft dit altijd te maken met de tijd waarin we leven en de aannames met betrekking tot maatwerk zijn vooral dat het de beste soort productie voorschrijft en hoe productontwerp en productie benaderd moeten worden. Maatwerk schrijft niet voor wat voor soort productie het beste is en hoe een product gemaakt moet worden. Maatwerk is een aanpak en manier van denken, en de beste productiemethoden en best practices zijn slechts een gevolg van deze aanpak en in het algemeen de beslissing om dit soort denken toe te passen in de productie (creatie).
Alle succesvolle bedrijven volgden deze aanpak en bouwden succesvolle systemen waarmee ze hun productie zo konden organiseren dat ze het beste op de markt reageerden. Maatwerk werd genoemd om de noodzaak aan te geven om het systeem te organiseren in de richting van het verkleinen van de inputgroottes in de productie, in relatie tot de outputgroottes, en speelde dus een zeer belangrijke rol als aanpak.
Dit heeft grote veranderingen teweeggebracht in de manier waarop producten worden gemaakt, maar in de kern is de manier van produceren nog steeds niet veranderd. Er wordt alleen een betere organisatie aangeboden.
Materiaal optellen en aftrekken
Eerdere productie is gebaseerd op het principe van materiaalaftrekking. In de praktijk betekent dit dat een stuk met grotere afmetingen dan de afmetingen van het eindproduct wordt genomen en het materiaal van het stuk wordt verwijderd, totdat het stuk op de uiteindelijke afmetingen is gebracht. Dit type productie is vandaag de dag nog steeds dominant in de maakindustrie. Natuurlijk zijn er uitzonderingen, zoals producten die worden verkregen door middel van gieten, blazen, reliëfdrukken en dergelijke, maar deze methoden geven niet voldoende “latere” vrijheid bij het vormgeven van het product, maar worden beperkt door eerdere voorbereiding (sjablonen, materiaalstructuren, enz.).
De productiemethode die wordt aangeboden door 3D-printen is precies het tegenovergestelde van de genoemde methode en biedt productie door het toevoegen van materialen. Deze productiemethode is gebaseerd op het principe van het toevoegen van materialen totdat de uiteindelijke afmeting is verkregen.
3D-afdruk
Tot een paar jaar geleden leek deze aanpak sciencefiction, maar het was de techniek die heeft bijgedragen aan het starten van dit soort productie. Bij driedimensionaal printen ontstaat een object door achtereenvolgens lagen materiaal aan te brengen. Het maakt de productie mogelijk van onderdelen en samenstellingen uit verschillende materialen, met verschillende mechanische en fysieke eigenschappen (Wikipedia, 2015).
Als we ons verdiepen in de essentie van 3D-printen, zou het kunnen bestaan sinds de dagen van “vloeibare materialen”, maar de techniek heeft ertoe bijgedragen dat de combinatie van een CNC [1] machine en een gewone extruder (die wat materiaal kan duwen) de mogelijkheid geeft om een object in drie dimensies te creëren, wat op de afbeelding te zien is 1.
Afbeelding 1 - Combinatie CNC-machine en plastic extruder (Cnc-kartonsnijden, 2015) (Wat is er nieuw in de wereld van 3D-printen?, 2015) (3D-printen, 2015)
Natuurlijk zijn er in de loop van de tijd meer geavanceerde methoden van dit type en technieken voor het verbinden van aangebrachte lagen ontwikkeld, waarbij voortdurend een betere afwerking wordt verkregen, nieuwe materialen worden geïntroduceerd en de constructie van de printers zelf wordt verbeterd. We moeten ook de toen gepresenteerde printer Carbon3D vermelden, waarvan de constructeurs zich lieten inspireren door de film “Terminator 2”, waarin een object wordt gevormd dat uit vloeibare hars wordt gehaald (foto 2). Zoals een van de makers van deze printer, Joseph DeSimone, zei: 3D-printers zijn eigenlijk 2D-printers die het proces keer op keer herhalen, en dat proces duurde toen lang. Deze printer haalt “gewoon” het hele object uit de vloeistof, voorgevormd met behulp van licht, en zorgt afhankelijk van de toenmalige bron voor 25 tot 100 keer sneller printen (Carbon3D, 2015).
Afbeelding 2 - Werkingsprincipe 3D van de Carbon 3D-printer. (Koolstof3D, 2015)
3D-printen en productie
Je kunt al zien hoe de toepassing van de 3D-printer zich verspreidt naar alle sectoren van de industrie, dus er zijn al geprinte lichaamsdelen, autoschalen, bestek, kledingkasten en zelfs huizen en gebouwen, enz. Boeing drukt tegenwoordig bijvoorbeeld meer dan 20 000 onderdelen voor zijn vliegtuigen (DICKEY, 2015).
Naarmate deze technologie goedkoper en toegankelijker wordt, voorspellen experts op dit gebied dat dit soort productie van de industrie naar klanten zal verschuiven. Met 3D-printers kunnen mensen hun eigen modellen maken, bestaande modellen aanpassen en producten aanpassen aan hun behoeften. Op internet vindt u al veel gratis modellen, die u direct kunt downloaden en afdrukken.
Als we echter naar een banaal voorbeeld kijken, hebben veel mensen tegenwoordig “gewone” 2D-printers in huis, maar er zijn nog steeds kopieermachines, en zelfs degenen die printers hebben, printen in kopieermachines. Het zal vergelijkbaar zijn met 3D-printers. Daar zijn verschillende redenen voor, waarvan enkele:
- economische redenen, omdat massaproductie nog steeds goedkoper is dan individuele productie;
- een betere afwerking, waar de meeste individuen als professionals niet aan de voorwaarden zullen voldoen;
- kennis van materiaaleigenschappen, constructie- en verwerkingssoftware;
- creatieve vermogens van het individu;
- fysieke beperkingen van de printer.
Wat betreft het voldoen aan de behoeften van klanten, biedt 3D-printen oneindig veel meer mogelijkheden om het product aan te passen aan de wensen van de klant, dan traditionele productie op basis van materiaalvermindering mogelijk was. Maar vanuit het oogpunt van de producent maakt het productie mogelijk zonder overtollige (afval)materialen, reductie van het aantal machines, lagere opslagkosten etc. Ook blijft er ruimte voor het bovengenoemde maatwerk, waarbij vooraf productplatforms kunnen worden geproduceerd, waarop de gewenste vormen kunnen worden geprint en bovendien klanten tegemoet kunnen komen, met leversnelheid en dergelijke. Ook wordt de mogelijkheid geopend om een onafgewerkt product achter te laten, waarna het als zodanig bij de klant wordt afgeleverd en de klant het product ook met zijn printer kan printen.
Hieronder vindt u een aantal voorbeelden verkregen door 3D-printen
Bijlage 1 - Chinees bedrijf WinSun, gespecialiseerd in het bouwen van huizen met behulp van 3D-technologie, “printte” zijn eerste hoogbouwgebouw
Afbeelding 3 – Gedrukt gebouw - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Afbeelding 4 - Interieur van geprint gebouw - http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Bijlage 2 - Het bedrijf Local Motors produceerde een auto waarbij structurele elementen en carrosseriedelen worden afgedrukt op een 3D-printer, en vervolgens worden extra componenten
Afbeelding 5 - Auto waarvan de onderdelen zijn afgedrukt - http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Bijlage 3 - 3D Geweer en pistool
Afbeelding 6 - 3d Geweer - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
Afbeelding 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
Bijlage 4 - 3D hand voor gehandicapten
Afbeelding 8 - 3D hand - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Toepassingsopmerking: Historische voorbeelden, voorspellingen, snelheidsvergelijkingen en bedrijfsverklaringen zijn geen vervanging voor een daadwerkelijke technische en commerciële vergelijking. De veiligheid van het proces hangt af van de machine, het materiaal, de ventilatie, de temperatuur, de verwerking, het doel van het onderdeel en de deskundige beoordeling van het specifieke geval.
Bronnen
3D-afdrukken. (2015, 4 14). Teruggevonden van Wikipedia, de gratis encyclopedie: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Carbon3D. (2015, 04 5). Opgehaald uit Carbon3D | CLIP-technologie - Baanbrekende technologie gericht op een afstembaar fotochemisch proces voor laagloos 3D-printen:: http://carbon3d.com/
DICKEY, M. R. (2015, 4 15). _Hope You Trust 3D-printers — Boeing gebruikt ze om onderdelen voor zijn vliegtuigen te ‘printen’. Opgehaald van Business Insider: http://www.businessinsider.com/
Kaku, D. M. (2011). Natuurkunde van de toekomst.
Karton snijden op cnc. (2015, 4 14). Opgehaald van elitesecurity.org - webforums: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (nd). Novi Sad.
Wat is er nieuw in de wereld van 3D-printen?. (2015, 4 14). Opgehaald van fijngenoegen + co: http://www.brit.co/3d-june/
Wikipedia. (2015, 04 12). 3D-stempel. Opgehaald van Wikipedia: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (eng. computer numerieke besturing) is een machine die voor zijn beweging vooraf ingevoerde coördinaten gebruikt, die worden ingevoerd afhankelijk van de gewenste posities in het waargenomen coördinatensysteem.