Matrijzen produceren zonder frezen

Vliegtuigbouwer ondersteunt ExOne bij lancering AMClad technologie

3D printerfabrikant ExOne neemt de gepatenteerde technologie van de start-up Freshmade 3D over. Het speciale AMClad proces gecombineerd met de eigen zandprinttechnologie laat volgens ExOne toe grote matrijzen te 3D printen die een standtijd hebben van enkele honderden tot duizend onderdelen. Voor een luchtvaartklant gaat ExOne het proces nu opschalen.

Freshmade 3D is een van de startups in het Amerikaanse Youngstown, een van de regio’s waar momenteel veel ontwikkeling op het vlak van additive en advanced manufacturing plaatsvindt. Met AMClad heeft de start-up een materiaal en proces ontwikkeld voor de snelle productie van grote gereedschappen voor bijvoorbeeld vacuüm thermovormen, composiet verwerken, urethaan gieten, hydroforming en matrijzen voor het persen van metalen producten. CNC frezen van deze grote vormen is niet langer nodig.

AMClad is een proces voor snelle productie van grote gereedschappen voor uiteenlopende technieken

Het materiaal is isotropisch, kan tegen hoge druk en heeft een minimale expansie bij hoge temperatuur

Bedrijven beginnen pas te ontdekken hoe robuust en betaalbaar de technologie is vergeleken met conventionele technieken.

Goedkopere techniek

Het vertrekpunt is een 3D geprinte zandvorm. Met de AMClad technologie wordt deze geïnjecteerd en daarna gecoat. Hierdoor ontstaat er een duurzame vorm die voor een groot aantal toepassingen gebruikt kan worden. Het materiaal is isotropisch, kan tegen hoge druk en heeft een geringe expansie onder thermische belasting. ExOne zegt dat deze oplossing goedkoper is dan bestaande low-cost matrijzen en de vormen sterk genoeg zijn voor honderden cycli. AMClad vormen kunnen zelfs worden ingezet voor vacuüm vormen, zonder dat de matrijs delamineert of anderszins faalt. Afhankelijk van het ontwerp, bedraagt de kostenbesparing volgens ExOne tussen de 30 tot 50% vergeleken met een metalen matrijs. Voor hele grote producten kan men meerdere vormen aan elkaar verlijmen.

Korte doorlooptijd

De grootste meerwaarde zit echter in de korte doorlooptijd van het produceren van dit gereedschap. De basis wordt namelijk gevormd door een van de zandprinters van ExOne, waarmee binnen 24 uur de matrijs of vorm wordt geprint. Deze wordt daarna geïnjecteerd met een speciale vloeistof en daarna semiautomatisch voorzien van een coating. Deze combinatie resulteert in een vormmatrijs met een goede oppervlaktekwaliteit en mechanische eigenschappen. De vorm kan gebruikt worden in procestemperaturen tot 204 graden C. Rich Wetzel, co-founder van Freshmade 3D, zegt de AMClad technologie te hebben ontwikkeld om Amerikaanse maakbedrijven in staat te stellen lokaal te produceren zonder veel tijd te verliezen in de aanlevering van harde tooling. Wetzel treedt na de overname toe tot het ExOne team en ziet in de fabrikant van zandvorm- en metaalprinters de ideale partner om de technologie sneller op te schalen. “Bedrijven beginnen pas te ontdekken hoe robuust en betaalbaar deze technologie is vergeleken met conventionele gereedschappen.”

Achter de stap van ExOne zit mede de toezegging van een vliegtuigbouwer. Deze heeft ExOne gevraagd het proces op te schalen voor serieproductie in de vliegtuigbouw. Het materiaal kan ook worden ingezet voor de productie van onderdelen voor eindtoepassingen of prototypen.