213-4237 Roadmap 3D Printing Binnenwerk 80p WT v2 · Figuur 1 - Van kansen naar kassa: het...

www.innovatiezuid.nl

3D-PrintenHightech systemen & materialen

Dit is een uitgave van het projectteam van Innovatie Zuid.

Dit project wordt mede mogelijk gemaakt met financiële steun uit het

Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling in het kader van OP-Zuid.

Innovatie Zuid - Roadmap 3D-Printen

Innovatie Zuid

September 2013

Thema

Hightech systemen en materialen: 3D-Printen

Samengesteld door

Berenschot

Erik Teunissen, Onno Ponfoort, Linda van den Hurk en Wouter de Wolf

Inspiratie en inhoudelijke bijdragen

Jeroen Langendam, ML Business Development

Michel Weeda en Pieter Meuwissen, Brabantse Ontwikkelings Maatschappij

John Blankendaal, Brainport Industries

Pieter Hovens, Syntens

Mark Vaes en Frits Feenstra, TNO

Eindredactie

Hans van Eerden, Van Eerden Tekst

In opdracht van

Brabantse Ontwikkelings Maatschappij

NV Industriebank LIOF

NV Economische Impuls Zeeland

Syntens

Contactpersonen

Brabantse Ontwikkelings Maatschappij, Michel Weeda, [email protected]

Syntens, Pieter Hovens, [email protected]

Concept en grafisch ontwerp

Something New

Djordi Luymes en Marc Buijs

www.something-new.nl

Oplage

200 exemplaren

Rechten

De uitgever kan op generlei wijze aansprakelijk worden gesteld voor enige

eventueel geleden schade door foutieve vermelding in deze roadmap.

© Copyright 2013, BOM. Niets aan deze uitgave mag worden overgenomen in

welke vorm dan ook zonder nadrukkelijke toestemming van de uitgever.

Dit project wordt mede mogelijk gemaakt met

financiële steun uit het Europees Fonds voor

Regionale Ontwikkeling in het kader van OP-Zuid.

Colofon


Voorwoord 6

Samenvatting 8

1 Inleiding 10

1.1 Waaromeenroadmap? 11

1.2 Doelstellingenresultaat 11

1.3 Werkwijze 12

1.4 Leeswijzer 13

2 3D-printen 14

2.1 Laagvoorlaag 15

2.2 Nieuwekansenvoordeindustrie 15

2.3 Scopeendefinities 17

2.4 Voordelen 18

2.5 Nadelen 20

3 Marktontwikkelingen 22

3.1 Marktontwikkelingenkomendevijfjaar 23

3.2 Marktenenapplicaties 24

3.3 Markteneneisen 31

3.4 Potentiëleprojecten 31

4 Technologieontwikkelingen 34

4.1 Technologischesamenhang 35

4.2 Processen:overzicht 35

4.3 Processen:barrièresenoplossingsrichtingen 38

4.4 Materialen 40

4.5 Materialen:barrièresenoplossingsrichtingen 41

4.6 Design:toepassingsgebied 42

4.7 Design:barrièresenoplossingsrichtingen 43

4.8 Barrièresslechtenomadoptie3D-printenteversnellen 44

4.9 Potentiëleprojecten 46

5 Ecosysteem 48

5.1 Ecosystemenindewereld 49

5.2 (Zuid-)Nederland 50

6 Printen op substraten 52

6.1 Inleiding 53

6.2 Marktontwikkelingen,applicatieseneisen 53

6.3 Technologieontwikkelingsrichtingen 54

6.4 Applicaties 55

Inhoudsopgave


7 Roadmap voor (Zuid-)Nederland 56

7.1 Overzicht 57

7.2 Educatie 57

7.3 Technologischeontwikkeling 58

7.4 Verdienmodellen 59

7.5 Vraagontwikkeling 59

7.6 Samenwerkingindeketen 59

7.7 Keuzesvoorsectoren 60

Bijlage 1: Betrokkenen 62

Bijlage 2: Begrippen en afkortingen 64

Bijlage 3: Literatuur en bronnen 66

Bijlage 4: Materialen per proces 68

Bijlage 5: Uitwerking van projecten 72

Bijlage 6: Bestaande platformen 76

Inhoudsopgave (vervolg)

6 InnovatieZuid-Roadmap3D-Printen

Voorwoord

7Innovatie Zuid - Roadmap 3D-Printen

To Print or not to Print?

De opkomst van het 3D-printen zet zich in 2013 sterk door. Wereldwijd is er veel aandacht voor en

berichten over nieuwe toepassingen halen dagelijks de media. Er ontstaan verrassende nieuwe

applicaties in zowel het B2C- als het B2B-domein. Spelers en applicatiegebieden variëren van

onderwijs- en kennisinstellingen, de medische wereld en de kunst & cultuursector tot kleine en

grote bedrijven in de high-tech industrie en de automotive sector.

Het lijkt wel of iedereen met het 3D-printvirus besmet raakt. De digitalisering van maatschappij en

technologie maakt een uitgebreid en complex speelveld van ‘industrieel printen’ mogelijk. Voor de

meeste nieuwe toepassingen zijn zowel fundamenteel onderzoek als productontwikkeling

onontbeerlijk, zeker als het gaat om printen van functionele materialen zoals metalen, keramiek of

biologische materialen. Nieuwe applicaties vergen veel experimenten, creativiteit, materiaal-,

proces- en equipmentkennis en doorzettingsvermogen om tot business te komen.

De laatste update van de nationale Roadmap Printing is vanuit de topsector High Tech Systemen en

Materialen uitgewerkt eind 2012, met hulp van zestig bedrijven en kennisinstellingen. Dat

document gaat in op de onderzoeksuitdagingen die er liggen om onze kennispositie met betrekking

tot industrieel printen op wereldniveau te houden. Op een aantal terreinen liggen we voor, maar op

andere terreinen dienen we een inhaalslag te maken of slim (internationaal) te gaan samenwerken.

Deze roadmap zoomt specifieker in op 3D-printen, c.q. Additive Manufacturing Technology, geeft

een prima overzicht van de kansen die er in (Zuid-)Nederland liggen en biedt enkele handvatten om

gezamenlijk op te pakken. Zoals altijd kan niemand het alleen en dient ook hier de hele keten –

bedrijven groot en klein, de kenniswereld en de overheid (als het gaat om faciliteren, aanjagen en

co-investeren) – samen te werken. Het antwoord op de vraag hierboven (met een knipoog naar

Shakespeare) is duidelijk: we gaan stevig door met printen, oftewel het antwoord luidt “To Print!!”

Omdat ooit alles geprint kan worden...

Marcel Slot

Trekker Roadmap Printing, Topsector High Tech Systemen en Materialen

Director Technology Planning & Partnerships, Océ-Technologies


Samenvatting


Achtergrond

3D-printen begint ons dagelijks leven steeds sterker te beïnvloeden en biedt grote economische en

maatschappelijke kansen. Het kunnen printen van 3D-voorwerpen geeft iedere consument de

mogelijkheid om gepersonaliseerde ontwerpen met één druk op de knop daadwerkelijk te

realiseren. De professionele markt, met name vanuit de maakindustrie, zal steeds vaker bij de

vervaardiging van complexe producten het 3D-printen omarmen. Tot op heden vielen vooral de

prototypes in de smaak, maar het zal steeds aantrekkelijker worden om functionele onderdelen en

ook grotere aantallen producten te printen. 3D-printen resulteert in totaal andere

businessmodellen, waarbij de logistieke keten volledig op z’n kop gaat. Stromen gereed product

naar winkels worden deels vervangen door materialen die op locatie in de winkel of thuis worden

geprint, en ontwerpen worden gekocht in de 3D-store op internet.

Marktanalyse

Momenteel is de marktomvang voor 3D-printen rond de twee miljard euro. De prognose is dat de

wereldmarkt in 2025 zeker 200 miljard euro zal bestrijken (McKinsey). Als de verwachtingen van de

consumentenmarkt echt doorzetten (inclusief 3D-printers voor thuisgebruik), zal de markt in 2025

nog eens factoren groter zijn. Deze hoge groeiverwachting geeft de enorme potentie van

3D-printen aan, wel met onzekerheden over de wijze waarop deze technologie in de markt wordt

opgepakt. Een vergelijking met de halfgeleidermarkt, die grofweg rond de 250 miljard euro op

jaarbasis omvat, leert dat we nog een mooie weg te gaan hebben.

Technologieanalyse

Voor het printen van 3D-ontwerpen zijn geschikte printbare materialen, printprocessen en

ontwikkeltools noodzakelijk die integraal op elkaar zijn afgestemd. Opleiden van professionele

ontwerpers in dit ‘nieuwe’ vakgebied is een belangrijk aandachtspunt. Nieuwe printprocessen, die

met name sneller en nauwkeuriger zijn, en toepasbare (gekleurde) materialen zoals printbare

metalen, keramieken en nieuwe kunststoffen, vragen om nieuwe ontwikkeltools. Die tools moeten

tevens geschikt zijn om simulaties mee uit te voeren.

Ecosystemen

De Nederlandse HTSM-sector moet in staat zijn om deze technologieontwikkelingen op te pakken.

We moeten ons echter realiseren dat we vanuit een internationale achterstandspositie opereren.

Aanpalende ecosystemen, zoals die van België (kenniscentra, softwaretools) en Duitsland

(machinebouw), zijn verder op weg dan wij. We moeten dan ook vaart zetten achter het

organiseren van de nationale keten en de samenwerking met de internationale toppers

intensiveren. Daarnaast moeten we starten met het opleiden van ontwerpers en het uitbouwen en

benutten van de kenniscentra (TNO, de drie TU’s, Fontys, Avans, DPI, Holst Centre, Design

Academy) richting nieuwe applicaties. Voorts bieden onze competenties op het gebied van

materiaalontwikkeling, high-tech systemen en productontwikkeling (creatieve industrie) een

vruchtbare voedingsbodem voor nieuwe successen.

Kortom, we moeten aan de slag!

Inleiding1



1.1 Waarom een roadmap?

Industrial Printing, en met name Additive Manufacturing Technology (AMT), of in de volksmond

3D-printen, krijgt wereldwijd steeds meer aandacht. Het National Additive Manufacturing Innovative

Institute werd door de Amerikaanse president Barack Obama in zijn State of the Union genoemd als

de manier om terug te komen in de ‘manufacturing game’. The Economist spreekt van de ‘The third

industrial revolution’.

Industrial Printing is een markt die sterk groeit en steeds meer toepassingen krijgt. Het ecosysteem in

(Zuid-)Nederland (inclusief aanpalende regio’s in België en Duitsland) heeft veel competenties en

daarmee een grote potentie om een deel van de opkomende Industrial Printing-markt naar zich toe

te trekken. De sterktes in Nederland, in het bijzonder de Industrial Printing- en mechatronica-clusters

binnen de topsector High Tech Systemen en Materialen (HTSM), bieden een prima basis voor verdere

ontwikkeling. Naast de topsector HTSM bieden ook sectoren als de medische industrie, aerospace,

automotive en de consumentenmarkt de nodige potentie om hieraan bij te dragen.

1.2 Doelstelling en resultaat

Doelstelling

De doelstelling van dit roadmapproject is om te komen tot de definitie van de route naar een succesvol

ecosysteem in (Zuid-)Nederland waarbij de volledige supply chain betrokken is. Het project moet

resulteren in enkele tastbare samenwerkingsverbanden. Bedrijven en kennisinstellingen kunnen hierin

hun competenties ontwikkelen, hun kennis en kunde delen en nieuwe ‘industriële printtechnologieën’

benutten voor nieuwe (onderdelen van) producten. Daartoe is gedurende dit project:

een inhoudelijke roadmap opgesteld;

een lijst gedefinieerd met potentiële startprojecten;

een samenwerkingsproject gedefinieerd met vijftien mkb-partners waarvoor financiering wordt

aangevraagd uit de IPC-regeling (InnovatiePrestatieContract).

Deze roadmap brengt in kaart:

de marktontwikkelingen en mogelijke applicaties voor nieuwe businessgeneratie (producten, diensten

en competenties);

technologische ontwikkelingen die passen bij de applicatiebehoeften;

concurrentie- en ecosysteemontwikkeling (diensten- en kennisontwikkeling);

een synthese gericht op de kansen voor (Zuid-)Nederland op basis van onder meer een SWOT-analyse,

economische ontwikkelingen en relevante verdienmodellen.

De roadmap is opgesteld vanuit drie invalshoeken:

Applicaties:

Allereerst wordt er gekeken naar de huidige en potentiële applicaties, die de basis vormen voor het

gehele roadmapproces. Deze basis geeft de huidige en toekomstige eisen weer op het gebied van

3D-printen gezien vanuit het toepassingsgebied.

Technologie:

Naast de applicaties is een belangrijke rol weggelegd voor de huidig en toekomstig beschikbare

technologieën die in de applicatiebehoeften kunnen voorzien. Deze technologieën worden

geanalyseerd en derhalve in kaart gebracht. Belangrijk onderdeel van de analyse zijn de ontwikkelingen

in nieuwe processen en materialen.

12 Innovatie Zuid - Roadmap 3D-Printen

Ecosysteem:

Daarnaast wordt de concurrentiepositie van de (Zuid-)Nederlandse spelers binnen de internationale

markt in kaart gebracht. Dit geeft een beeld van de kansen die gegenereerd kunnen worden voor het

(Zuid-)Nederlandse ecosysteem.

Resultaat

De roadmap moet leiden tot daadwerkelijke activiteiten, zodat hiermee het ecosysteem verder wordt

opgebouwd. Het belangrijkste resultaat is het definiëren en realiseren van vervolgprojecten, voor het

benutten van de geconstateerde kansen en het bereiken van het gewenste vliegwieleffect voor een

sterker (Zuid-)Nederlands ecosysteem (zie Figuur 1).

Richten Inrichten Verrichten

KassaKansen

Roadmap Consortia Projecten

Figuur 1 - Van kansen naar kassa: het roadmapproject leidt tot activiteiten.

1.3 Werkwijze

Voor het samenstellen van de roadmap is maximaal gebruik gemaakt van beschikbaar bestaand

onderzoek. Dit is aangevuld met kennis aanwezig bij het bedrijfsleven, de kennisinstituten en de

overheden, veelal van internationale aard. Ten behoeve van de synthese en de vertaling van de

omgevingsontwikkelingen naar kansen voor het (Zuid-)Nederlandse ecosysteem zijn enkele

conferenties en werksessies opgezet.

Deze werkwijze (Figuur 2) zorgde voor de realisatie van meerdere doelen:

Er is zeker gesteld dat keuzes voor de roadmapthema’s relevant zijn.

Er is draagvlak en energie gecreëerd voor het gezamenlijk oppakken van en inspelen op de kansen

die in de roadmap staan beschreven.

Er is gedurende het ontstaan van de roadmap consortiavorming gerealiseerd.

Validatie en definitieve

roadmap

Selectie enverdere uitwerkingMeest interessante

projecten voor(Zuid-)Nederland

WorkshopApplicaties &

materialen

Interviewronde

WorkshopDesign, processen

& materialen

Documenten-analyse

Figuur 2 - Schematische weergave van de werkwijze.


De roadmap is opgesteld voor de eerstkomende vijf tot tien jaar. Tijdens de werksessies zijn vanuit de

bedrijven, kennisinstellingen en regionale overheid de markt-, technologie- en ecosysteem analyses

uitgevoerd. Gerichte interviews met de huidige trekkers in deze sector, zowel uit Nederland als met name

ook België, hebben aanvullend materiaal opgeleverd. Daarnaast zijn de volgende werkgroepen ingezet:

Het kernteam: Berenschot, BOM, Syntens, TNO, Brainport Industries.

Het projectteam: ML Business Development en Berenschot.

De redactie van de eindrapporten: kernteam en experts.

Belangrijk aspect is de kruisbestuiving die tijdens het creëren van de roadmap heeft plaatsge vonden

tussen de deelnemers van de werksessies maar ook daarbuiten. Bedrijven uit de technologiesector,

zoals de ontwikkelaars van applicaties en materialen, kennisinstellingen als TNO, maar ook gevestigde

partijen uit België, waaronder Materialise, waren betrokken bij de uitvoering van dit roadmapproces.

De Nederlandse bedrijven houden zich met name bezig met het aanbieden van maakprocessen,

applicatieontwikkeling en incidenteel machinebouw. Zij borgen de kennis-kunde-kassa-keten vanuit

het huidige veld aan technologische oplossingen. Toch is het aantal Nederlandse bedrijven dat zich

doelbewust met 3D-printen op professionele wijze bezighoudt nog gering. Het aantal bedrijven en de

mate van bedrijvigheid in deze technologiesector moeten derhalve nog sterk gaan groeien.

De kenniscentra leveren met name die kennis aan die op een termijn van vijf tot tien jaar in de markt

moet renderen. Dit is belangrijk om de richting van de roadmap te bepalen uit technologisch

oogpunt. Kenniscentra in aanpalende ecosystemen, zoals België, Duitsland en het Verenigd

Koninkrijk, hebben op enkele specifieke gebieden een kennisvoorsprong. Bovendien zijn zij met meer

mankracht aan de slag om 3D-printen verder te ontwikkelen. Derhalve is ook hun kennis benut

tijdens het roadmapproces.

1.4 Leeswijzer

Na deze inleiding volgt in Hoofdstuk 2 een uitleg over de voor- en nadelen van 3D-printen. In de

daaropvolgende hoofdstukken worden de onderliggende details beschreven, uitgewerkt en onderbouwd.

Dit betreft achtereenvolgens in Hoofdstuk 3 de marktontwikkelingen en de potentiële applicaties, in

Hoofdstuk 4 de technologische standaarden en bijbehorende technologische ontwikkelingen en in

Hoofdstuk 5 de internationale positionering van het Nederlandse ecosysteem. Hoofdstuk 6 geeft een

toelichting op de additionele aandachtsgebieden voor 2,5D-printen, het zogeheten printen op substraten.

Uiteindelijk staan in Hoofdstuk 7 de belangrijkste conclusies en aanbevelingen van het onderzoek.

Hierin zijn opgenomen de wereldwijde trends en de acties die daaruit voor Nederland voortvloeien,

vervolgens de SWOT-analyse, de eigenlijke roadmap en de verdere uitwerking. Dat leidt tot thema’s

die de Nederlandse ondernemers, overheden en onderzoeksinstellingen moeten oppakken.

“��De�roadmap�3D-Printen�is�een�allesomvattende�samenvatting�van�kansen,�

uitdagingen�en�verwachtingen�op�het�gebied�van�Additive�Manufacturing�voor�de�

high-tech�industrie�van�Nederland.�Er�ligt�een�schone�taak�om�hieraan�invulling�te�

gaan�geven.“MichieldeBruijckerManagingDirectorFormatecCeramics


3D-printen2

Innovatie Zuid - Roadmap 3D-Printen 15

2.1 Laag voor laag

3D-printen is een techniek waarbij laag voor laag materiaal wordt aangebracht; Figuur 3 toont

het principe. De verschillende lagen creëren volume en structuur, waardoor een 3-dimensionaal

object ontstaat. Er zijn verschillende technieken die gebruik maken van deze laagsgewijze

opbouw (zie Paragraaf 4.2), en daarbij met verschillende materialen werken.

Een ontwerp kan digitaal worden gemaakt in een 3D CAD-programma en worden doorgestuurd

naar een 3D-printer. Die converteert het ontwerp naar tekeningen van de lagen, die laag voor

laag in vast materiaal worden omgezet en aan de onderliggende laag ‘bevestigd’. In een relatief

korte tijd kan zo een ontwerp worden gematerialiseerd. Het grootste en bekendste

toepassingsgebied van deze techniek is dan ook rapid prototyping. De techniek wordt dan

gebruikt om snel een tastbaar model van het ontwerp ter beschikking te hebben.

Computer designIdea Finished ProductAMT Machine

Figuur 3 - Principe van 3D-printcyclus.

2.2 Nieuwe kansen voor de industrie

3D-printen krijgt steeds meer aandacht in de media en er zijn hoge verwachtingen omtrent de

impact op onze economie. Desalniettemin is er nog veel technologieontwikkeling noodzakelijk

om deze verwachtingen ook daadwerkelijk te kunnen realiseren. De groeiende omzet in

3D-geprinte producten en de groei in de verkoop van toebehoren voor 3D-printing (machines,

materialen, services) geeft een positief beeld van deze technologie.

Onderzoek van Gartner situeert de 3D-printtechnologie voor consumentenproducten op basis van

kunststof op de zogeheten ‘peak of inflated expectations’ (Figuur 4). De verwachting van Gartner

is dat het nog vijf tot tien jaar duurt voordat het ‘plateau of productivity’ wordt bereikt. Voor

3D-bioprinting duurt dit nog meer dan tien jaar en voor 3D-scanners vijf tot tien jaar. Deze analyse

geeft echter wel het beeld aan dat 3D-printen bezig is een volwassen technologie te worden.


Predictive Analytics

Expectations

Time

TechnologyTrigger

Wireless PowerHybrid Cloud Computing

HTML 5Gamification

Big DataCrowdsourcing

Speech-to-Speech TranslationSilicon Anode Batteries

Natural-Language Question AnsweringInternet of Things

Mobile RobotsAutonomous Vehicles

3D ScannersAutomatic Content Recognition

Volumetric and Holographic Displays3D Bioprinting

Quantum ComputingHuman Augmentation

In-Memory Analytics

As of July 2012

Text Analytics

Home Health MonitoringHosted Virtual Desktops

Virtual Worlds

3D PrintingBYODComplex-Event ProcessingSocial AnalyticsPrivate Cloud ComputingApplication StoresAugmented RealityIn-Memory Database Management SystemsActivity StreamsNFC PaymentInternet TVAudio Mining / Speech AnalyticsNFCCloud ComputingMachine-to-Machine Communication ServicesMesh Networks: SensorGesture Control

Trough ofDisillusionment

Plateau ofProductivity

Slope of Enlightenment

Plateau will be reached in:

less than 2 years 2 to 5 years 5 to 10 years more than 10 years obsoletebefore plateau

Peak of inflatedExpectations

Mobile OTA Payment

Media Tablets

Consumerization

Biometric Authentication Methods

Idea ManagementConsumer Telematics

Speech Recognition

Figuur 4 - Gartner’s Hype Cycle van opkomende technologieën (2012).

3D-printen vindt de weg naar een breed spectrum aan producten in een groot aantal

marktsegmenten. Het printen van textiel, medische implantaten en maatwerk-hulpmiddelen,

reserveonderdelen voor auto’s, vliegtuigen en machines, gepersonaliseerde iPhone-hoesjes,

zonnecellen, ... – het kan allemaal met 3D-printen. En nog veel meer, want uiteindelijk zijn de

mogelijkheden van 3D-printen oneindig. Dit betekent niet dat alles wat geprint kan worden ook

daadwerkelijk geprint gaat worden, maar het geeft aan dat de technologie zeer veelbelovend is

en derhalve veel mogelijkheden biedt. Economisch succes zal bepaald worden door de mate

waarin wij in staat zijn kostenefficiënt te produceren. Ook voor deze productiemethode geldt dat

de afweging van kosten, performance en kwaliteit, levertijd en time-to-market bepalend is voor

succes.

Wat dat betreft biedt 3D-printen veel voordelen, zoals het direct fysiek beschikbaar krijgen van

een ontwerp, het zogeheten ‘on-demand-manufacturing’. Dit betekent weinig tot geen

materiaalverlies, geen voorraden behalve van het uitgangsmateriaal, hoge vrijheid van creatie en

gepersonaliseerde applicaties. Er zijn ook indirecte voordelen: door gewichtsbesparingen van

producten zoals onderdelen voor vliegtuigen en auto’s vermindert het brandstofverbruik,

hetgeen de duurzaamheid vergroot.

Consumentenproducten maar zeker ook de producten die in de medische markt worden

toegepast lopen momenteel voorop. Het printen van een maatwerk-kunstgebit is hiervan een

mooi voorbeeld. Zo ontwikkelt de medische markt zich zeker verder. Dit neemt echter niet weg

dat met name ook de industrie de technologie moet oppakken en geschikt moet maken voor

verdere industrialisatie richting andere sectoren, zoals luchtvaart, high-tech machinebouw,

consumentenproducten, automotive en de foodsector.


Voor adoptie van de techniek zijn twee trends van belang: verbeteren en vernieuwen.

Wanneer we spreken over verbeteren, vergelijken we de 3D-printtechnologie met de

concurrerende huidige conventionele maakprocessen. Dan moet 3D-printen zich daarvan gaan

onderscheiden op basis van de integrale kostprijs (opgebouwd uit materiaal, tooling, logistieke

kosten), de doorlooptijden en de te garanderen kwaliteit.

Vernieuwen biedt meer mogelijkheden: 3D-printen geeft meer ontwerpvrijheid. Denk aan het

creëren van complexe stelsels van kanaaltjes in een manifold. Of aan complexe samengestelde

producten, die veelal sneller, beter en goedkoper gefabriceerd kunnen worden met 3D-printen.

2.3 Scope en definities

Industrial Printing betreft een verzameling van productieprocessen waarmee producten worden

gemaakt door het (additief) opbrengen van materialen. Het betreft alle vormen van printen die

niet grafisch zijn. Onder Industrial Printing vallen twee hoofdgroepen:

1. Additive Manufacturing, zoals dat wordt uitgevoerd door 3D-printprocessen voor het maken van

fysieke 3D-eindproducten (zie Figuur 5a).

2. Het aanbrengen van materialen op substraten (platen), zoals het printen van elektronica, OLED’s,

solarpanelen en displays. Hierbij worden geen inkten gebruikt, maar met name nieuwe printbare

materialen, zoals geleidende materialen, metalen of polymeren (zie Figuur 5b).

a - 3D-printen/Additive Manufacturing b - Aanbrengen van materialen op substraten.

Figuur 5 - Voorbeelden van eindproducten.

De onderhavige roadmap richt zich primair op de ontwikkelingen in 3-dimensionale Additive

Manufacturing. Daarnaast worden de belangrijkste ontwikkelingen voor het aanbrengen van

materialen op substraten beschreven in Hoofdstuk 6.

Steeds vaker wordt de term 3D-printen gebruikt om alle AMT-processen (Additive Manufacturing

Technology) aan te duiden. 3D-printen is dan ook de term die in deze roadmap wordt gebruikt

voor het proces om vanuit een digitale representatie van een onderdeel of product laagsgewijs

een eindproduct op te bouwen.


2.4 Voordelen

Er zitten verschillende voordelen aan het laagsgewijs opbouwen van producten. Figuur 6 geeft

enkele belangrijke voordelen weer.

Kosten verlagen (kleine series)

Design- complexi teit en -functionaliteit

Customized DuurzaamheidNieuwe business-

modellen

•Geentooling

•Beperkt/geen

transport

•Beperkt/geen

magazijn

•Geenvoorraadverlies

•Toevoegingfeatures

(koelingskanalen,

geluidsisolatie,

internestructuren,

hybridematerialen

laag-om-laag,etc.)

•Functiesbeter

uitvoeren(porositeit,

elektrischegeleiding,

etc.)

•Lichtgewicht

producten

•Assemblage

onderdelendoor

ontwerp(integrale

functies)entijdens

productieproces

•Ergonomischdesign

(naarexternlichaam)

•Anatomischdesign

(naarinternlichaam)

•Esthetischdesign

(naarsmaak)

•Mindermateriaal

(afval)

•Lichtgewicht

producten

•Efficiënte

supplychains

•LifeCycle

Analysislager

•Goedkoperkleine

serieproducten

maken

•Iteratiesnelheid/

verkortentime-to-

market(prototyping)

•Verkortenvan

servicetijd,

leadtimes

•Nieuwesupply

chains(ondemand,

onlocation)

•Biedennieuwe

services(printer

bijdeklant)

•Design-en-print-

het-zelf

•Co-creatie

Figuur 6 - Overzicht van voordelen van 3D-printen.

Kosten verlagen

Een groot voordeel van laagsgewijs aanbrengen van materiaal is dat de integrale kosten lager

kunnen uitvallen wanneer er geen tooling (bijvoorbeeld in de vorm van mallen of matrijzen)

nodig is. Dat geldt in het bijzonder voor complexe producten of onderdelen die in lage volumes

worden geproduceerd. De toolkosten moeten in dat geval over een kleine hoeveelheid producten

worden afgeschreven, waardoor de kosten per product vrij hoog zijn. Daarnaast biedt 3D-printen

de mogelijkheid om dichter bij eindklanten te produceren zonder grote voorraden aan te houden

(‘on demand, on location’). Hiermee kunnen voorraadverliezen (obsolete geraakte producten)

worden vermeden. Omdat er steeds meer professionele 3D-printers wereldwijd beschikbaar zijn

tegen acceptabele kostprijs, komt de techniek steeds meer in het bereik van kleinere

ondernemingen en zelfs van particulieren.

Vormvrijheid en maatwerk

Een groot voordeel van 3D-printen is de vormvrijheid van het ontwerp. Er hoeft nauwelijks

rekening te worden gehouden met maakbaarheidsbeperkingen vanuit tooling (bijvoorbeeld

lossingen van matrijzen) of bewerkingsbeperkingen (bijvoorbeeld interne kanalen maken met

CNC). Daardoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om eigenschappen aan het eindproduct toe te


voegen, zoals cilindrische koelingskanalen en interne verstevigingsstructuren. Ook is het mogelijk

om productfuncties beter uit te voeren, zoals het benutten van porositeit en het verbeteren van

elektrische geleiding. Deels zijn deze mogelijkheden nog niet bekend: ontwerpers moeten

hiervoor opnieuw de functionaliteit van het product bestuderen en een vernieuwd ontwerp

maken, met de specifieke randvoorwaarden die de 3D-printtechniek daaraan stelt.

Met 3D-printen kunnen producten ook licht van gewicht gemaakt worden middels constructies

op basis van interne structuren (vergelijkbaar met een honingraat). Ook kunnen producten

complexe designs bevatten, zodat onderdelen kunnen worden geïntegreerd tot één geheel (hoger

stuklijstniveau) zonder de noodzaak van assemblageprocessen om een onderdeel als een hybride

uit te voeren. Bovendien zijn er eenvoudig customized producten (one-offs) te printen die zowel

ergonomisch, anatomisch als esthetisch customized kunnen zijn.

Duurzaamheid

Wat betreft duurzaamheid biedt het aanbrengen van materiaal voordelen ten opzichte van het

weghalen van materiaal (verspanen). Er is minder afvalmateriaal dan bij veel verspanende

processen, zoals bij het conventionelere frezen, draaien en slijpen. Ook is er minder energie nodig

bij het opbouwen van bijvoorbeeld 10% materiaal dan bij het weghalen van 90% van het

materiaal om de uiteindelijke 10% over te houden. Ook koelmiddelen en andere hulpstoffen zijn

niet of minder vaak nodig.

Lichtgewicht producten kunnen in de gebruiksfase leiden tot minder energieverbruik, denk aan

lichtere auto’s en vliegtuigen. Daarbij wordt ook brandstof bespaard door efficiëntere supply

chains (on demand, on location). Er is immers minder transport nodig om producten op de plaats

van bestemming te krijgen door uitgangsmateriaal in plaats van eindproducten af te leveren.

Tevens biedt 3D-printen een alternatieve oplossing voor het voorraadbeheer van obsolete

componenten en producten. Normaliter vergen die in de eindfase van de levenscyclus extra

voorraad om levergaranties te realiseren. Dit alles leidt in veel gevallen tot een positief

uitvallende Life Cycle Analysis (LCA), oftewel een lagere milieubelasting.

Nieuwe businessmodellen

De opgesomde voordelen van 3D-printen kunnen ook leiden tot nieuwe businessmodellen.

Gezien de lagere toolingkosten kunnen met 3D-printen op een goedkopere manier lagere

volumes geproduceerd worden. Daarnaast kan het digitale karakter van de technologie en het

ontbreken van tussenstappen tussen ontwerp en productie de productontwikkeling versnellen: er

valt tijdsvoordeel te behalen met de verkorting van de iteratieslagen door middel van tastbare

3D-geprinte voorwerpen (prototyping). 3D-printen kan ook worden ingezet bij het versnellen van

het overgaan tot productie. Steeds vaker worden nulseries geprint, mits hierbij geen

certificeringen komen kijken. Ook kunnen servicetijden en reparatietijden worden verkort.

Geheel nieuw ingerichte supply chains komen binnen handbereik doordat verschillende schakels

in de keten overbodig worden (toelevering van tools, opslag en transport van voorraden).

Wellicht de interessantste kans voor nieuwe business is het aanbieden van nieuwe services. Zoals

het neerzetten van een 3D-printer op locatie (bijvoorbeeld een chemische plant, boorplatform of

bouwplaats) om producten lokaal te vervaardigen op het moment dat ze nodig zijn. Bovendien is

voor deze nieuwe techniek enige kennis van CAD-modelleren noodzakelijk – dus kunnen

engineers derden hulp aanbieden bij het ontwerpen en printen van hun eigen producten.


Consument en logistieke keten

Door de toegankelijkheid van de 3D-printtechniek zullen consumenten steeds vaker hun eigen

ontwerpen maken. Zij kunnen gebruik maken van compacte en eenvoudige printers die zij thuis

kunnen gebruiken, of hun ontwerp opsturen naar een printservice die dat vervolgens print en

toestuurt. Consumenten ontwerpen en customizen nu al eenvoudige gebruiksartikelen, sieraden,

kledingstukken en accessoires zoals telefoonhoesjes.

Doordat het vervaardigen van producten zo toegankelijk is geworden voor consumenten,

ontstaat een cruciale verschuiving in de logistieke keten: van het kopen van producten in de

winkel naar het printen van deze producten thuis. Dit betekent dat de logistieke stroom in

materialen sterk verandert, maar ook dat in plaats van producten er digitale ontwerpen worden

gekocht (bijvoorbeeld via een App-store). Ontwerpers van producten worden dan betaald per

download in plaats van per verkocht fysiek product.

Business-to-Business

Er ontstaat een enorme ‘freedom of creation’, waarbij creativiteit eindeloos toepasbaar lijkt en

iedereen snel een ontwerp kan uitproberen in de praktijk. Desalniettemin berust het succes van

3D-printen vooral op de Business-to-Business-markt (B2B). De B2B-markt zorgt ervoor dat de

innovaties professionaliseren. Nieuwe ontwerptools, materialen, printprocessen en

applicatiemogelijkheden krijgen door de investeringen vanuit de B2B-markt de mogelijkheid om

volwassen te worden. Medische producten in de vorm van maatwerk-implantaten en

-hulpmiddelen zullen verder vernieuwen en in aantal toenemen, evenals onderdelen voor

machinebouw, automotive, luchtvaart en defensie. En de machinebouw (3D-printers) zelf zal

innoveren en groeien.

2.5 Nadelen

Er zitten echter ook (nog) enkele nadelen aan 3D-printen. Voor grote series en heel grote

onderdelen (bijvoorbeeld groter dan een kubieke meter) is de technologie nog niet geschikt en

uitontwikkeld.

Voor grote series zal het naar verwachting waarschijnlijk altijd interessanter blijven een aparte

tool (mal of matrijs) te maken om mee te produceren, tenzij de vorm alleen met additieve

technologie gemaakt kan worden. De conventionele technieken hebben vaak ook als voordeel

dat de gebruikte materialen en de machines nu nog goedkoper zijn dan die voor 3D-printen

gebruikt worden. Ook ligt de productiesnelheid bij conventionele technieken vaak vele malen

hoger en is er minder nabewerking noodzakelijk.

Daarentegen verwacht men in de toekomst voor grotere producten voldoende productie-

capaciteit. Er zijn reeds printers beschikbaar die designs van 3.000 x 2.000 x 2.000 millimeter

kunnen printen in polymeer. Metaalprinters voor grotere producten zijn ook in ontwikkeling.

Een ander nadeel is dat 3D-printen technologisch voor enkele materialen nog onvolwassen is

(kunststof is voor prototypingdoeleinden al wel ver ontwikkeld). De verwachting is dat de

performance (tijd, oppervlaktestructuur) verbetert en de kosten (materiaal, machines) zullen dalen.

InnovatieZuid-Roadmap3D-Printen22

Marktontwikkelingen3


3.1 Marktontwikkelingen komende vijf jaar

De marktverwachtingen voor 3D-printen worden wereldwijd zeer positief ingeschat. Over de

afgelopen 24 jaar is een zeer sterke groei van gemiddeld 26,4% (CAGR) genoteerd. Naar

verwachting zal deze groei zich doorzetten, tot ruim $ 6 miljard in 2019 (zie Figuur 7).

Wat betreft de reden voor het gebruik van 3D-printen blijkt de markt momenteel primair gericht

op het maken van prototypes (rapid prototyping). Echter, het aandeel van het produceren van

eindproducten is in de laatste jaren sterk gegroeid, tot ruim 24% van de totale marktomvang. De

verwachting (Wohlers, 2012) was dat dit zich versterkt doorzet en voor 2012 zou resulteren in

ruim $ 400 miljoen.

Ongeveer de helft van de huidige markt betreft de verkoop van machines en materialen. De andere

helft is productie en services, zoals het printen van onderdelen, engineering en consultancy.

(x miljoen)

$ 7.000

$ 6.000

$ 5.000

$ 4.000

$ 3.000

$ 2.000

$ 1.000

$ 02013 2015 2017 2019

Figuur 7 - Verwachte marktgroei voor 3D-printen (Wohlers, 2012).

Langetermijn-marktonderzoek laat zien dat de verwachtingen zelfs nog hoger zijn: volgens

McKinsey kan de markt groeien tot $ 230-550 miljard in 2025. Het aandeel van consumenten-

producten ($ 100-300 miljard) wordt nog steeds hoog ingeschat, evenals industriële applicaties

($ 100-200 miljard) en daarnaast tooling zoals mallen en matrijzen ($ 30-50 miljard).

In deze prognoses zijn de integrale kosten van het eindproduct meegenomen, inclusief

materialen, printmachines, thuisprinters, designtools en bijvoorbeeld testsystemen.

Er is een sterk onderscheid tussen applicaties voor de consumentenmarkt (B2C) en industriële

toepassingen (B2B). Met name voor de consumentenmarkt wordt een nog veel groter potentieel

voorzien, als alle verwachtingen worden waargemaakt. Dit is inclusief het toenemende aantal

thuisprinters en het oneindige aanbod van digitale ontwerpen die via web-stores als download

worden aangeboden. Het printen van consumentenproducten – thuis of in de printshop om de

hoek – heeft enorme gevolgen voor het logistieke proces, waarbij de rol van winkelketens afneemt

en de materiaalvoorziening enorm zal toenemen.

Applicaties van 3D-printen zijn te vinden in een breed scala van eindmarkten, zoals in Figuur 8 is

weergegeven. Hierbij zijn ook de marktgrootte en -potentie aangegeven. Consumentenapplicaties


zijn sterk vertegenwoordigd, maar industriële toepassingen excelleren naar verwachting door het

krachtige aanbod van beschikbare materialen, designtools, printers en ontwerpen. Zelf applicaties

maken en reproduceren zijn de drivers van succes.

Markt Marktgrootte* Potentie

Medical / Dental 15%vanhuidigemarkt Hoog

Aerospace 12%vanhuidigemarkt Hoog

Automotive 20%vanhuidigemarkt Hoog

Consumenten (lifestyle&fashion) 20%vanhuidigemarkt Zeerhoog

Machinebouw / Apparatenbouw / Tooling 10%vanhuidigemarkt Hoog

Electronics en electronic devicesZiePrintenopsubstraten

(Hoofdstuk6)Hoog

Defensie 6%vanhuidigemarkt Gemiddeld

Offshore, energie, procesindustrie Beperktepenetratie Laag

Bouw>3%(metname

architectuur)Gemiddeld

Consumenten (safety) Beperktepenetratie Laag

Food Zeerbeperktepenetratie Laag

Figuur 8 - Overzicht van markten, marktgrootte en -potentie.

3.2 Markten en applicaties

3D-printen is in veel verschillende markten toepasbaar. Figuur 9 geeft weer in welke markten

reeds applicaties geproduceerd worden met behulp van 3D-printen en welke te verwachten

applicaties er zijn.


Markt Applicaties (nu) Applicaties (toekomst)

Medical / DentalProtheses, implantaten, hearing aids,

bruggen, beugels, brillen, tooling, gereedschappen, scanning

Levende cellen, organen, aderen, hartkleppen, botten, scaffolds, smart packaging medicijnen, (smart) pillen

AerospacePrototyping, complexe low-

volume (spare) parts, lichtgewicht constructiedelen, kleine metalen parts

Parts voor motoren, steeds meer functionele parts.

AutomotivePrototyping, high-performance

onderdelen (race), lichtgewicht delen, spare parts

Complexe low-volume (spare) parts, personalized interieurdelen, keramiek

motoronderdelen, sensoriek incl. package, manifolds, oldtimers

Consumenten (lifestyle&

fashion)

Customized producten, zelfontworpen meubelen, speelgoed, juwelen,

kunstvoorwerpen, kleding

Diverse andere applicaties/markten, customized, reversed engineering (scanning), end-of-life producten

Machinebouw / Apparatenbouw /

Tooling

Prototyping, low-volume (spare) parts, mallen en modellen

Samengestelde complexe delen, manifolds, veel interne (hydraulische)

kanaaltjes, lichtere delen voor betere precisie, delen met hoge

functionaliteit, grijpers

Electronics en electronic devices PCB’s, behuizingen elektronica

(O)LED’s, integrated circuits, zonnepanelen, RFID-chips,

microdevices

Defensie Tools, spare parts (on location)Interne structuren wapens, lichtgewicht bescherming,

‘gear’ op maat

Offshore, energie, procesindustrie Complexe parts, heat shields

Spare parts op locatie, complexe manifolds, complexe joints,

microreactoren, filtersystemen

Bouw MaquettesPrinten bouwmaterialen,

customized onderdelen huis, complete geprinte huizen

Consumenten (safety) Veiligheidshelmen

Lichaamsbescherming op maat, veiligheidsstoelen

FoodCustom-made food,

grappige vormenMaaltijd speciaal afgestemd op persoon

(ingrediënten), maaltijdpil

Figuur 9 - Overzicht van markten en bijbehorende huidige en toekomstige applicaties (Bron: Wohlers Report, 2012

(marktgrootte), expertmeeting en teamanalyse).

Medische sector

In de medische sector wordt reeds op ruime schaal gebruik gemaakt van 3D-printen. Wohlers

schat in dat 15% van alle omzet in 3D-productie op dit moment medische toepassingen betreft.

De applicaties bestaan primair uit tooling, maar ook uit protheses, gehoorapparaten, implantaten

en orthopedische hulpmiddelen (zie Figuur 10). Deze markt kan sterk groeien door techno-

logische ontwikkelingen zoals de opkomst van voor 3D-printen geschikte biocompatibele

materialen. Een interessant toepassingsgebied is ook het printen van structuren om cellen op of

in te laten groeien. In de verdere toekomst (over meer dan tien jaar) gloort het printen van

levende cellen om bijvoorbeeld organen te kunnen printen.


Belangrijke ontwikkelingen die acceptatie van de technologie in de medische wereld naar

verwachting bespoedigen:

Verbetering van het oppervlak van geprint product, liefst naad- en structuurvrij; dit door beter

printen of eenvoudige oppervlaktebehandelingen.

Certificering van printprocessen.

Certificering van materialen.

Ontwikkeling van biocompatibiliteit van materialen.

Figuur 10 - Voorbeeld van geprinte kiezen en tanden (Bron: Concept Laser GmbH).

Luchtvaart

In de luchtvaart worden op dit moment uitgebreid de mogelijkheden verkend van 3D-printen. Dit

betreft met name prototyping, maar er komen steeds meer voorbeelden van geprinte

eindproducten. Er zijn in deze markt veel kansen, gezien het

grote aantal dure en complexe onderdelen waarvan slechts

kleine series nodig zijn. Met behulp van 3D-printen kunnen

daarnaast, anders dan met conventionele technieken, holle

verstevigde structuren worden gemaakt; dit reduceert de

benodigde hoeveelheid materiaal (zie Figuur 11).

Figuur 11 - Lichtgewicht verbindingsmateriaal voor de luchtvaartindustrie.

Het belang en de potentie van gewichtsbesparing, en daarmee brandstofbesparing, die met

3D-geprinte onderdelen gerealiseerd kan worden is groot in deze sector. Daardoor zijn relatief

grote budgetten in deze markt voorhanden. Tevens kan het op locatie printen van reserve-

onderdelen veel tijd en daarmee kosten besparen. Wachten op onderdelen voor onderhoud,

waardoor een vliegtuig of helikopter aan de grond staat, kost veel geld. In de commerciële

luchtvaart rekent men met de vuistregel van een $ 0,5 miljoen per verloren vluchtdag.

Ook de ruimtevaart kan interessant zijn. Hier worden vaak dure, complexe parts gewenst. De

gestelde eisen zijn momenteel echter nog te hoog voor 3D-printen.

Voorwaarde voor groei in deze markt is dat het printen van met name lichte metalen en zeer

sterke composieten qua performance en kosten dichter bij de momenteel gangbare technieken

en materialen komt. De verwachting is dat dit in de komende vijf jaar gebeurt en op middellange

termijn (vijf tot tien jaar) voor een doorbraak in de luchtvaartindustrie zorgt. Voor de ruimtevaart

duurt dat waarschijnlijk langer.


Belangrijke ontwikkelingen die acceptatie van de technologie in de luchtvaart bespoedigen zijn:

Certificering van materialen.

Certificering van processen.

Verbetering van de performance in relatie tot het voldoen aan specifieke eisen, met name aan de

sterkte en stijfheid van de vervaardigde onderdelen (vermoeiing en vervorming van materialen).

Automobielindustrie

De automobielindustrie is een aantrekkelijke en nu al grote markt, waarin de 3D-printtechnologie

momenteel vooral wordt toegepast voor prototyping (zie Figuur 12). Er zijn echter al voorbeelden van

kunststofonderdelen voor interieurdelen die in producten voor eindgebruikers worden gebruikt. Voor

het exterieur zijn de toepassingen voor eindproducten nog beperkt vanwege certificeringen en

garanties.

In de autorensport gebruikt men wel geprinte onderdelen voor het exterieur. Formule 1-renstallen

benutten 3D-printen bijvoorbeeld voor het aanpassen van de spoilers aan het circuit. In deze markt zijn

gewichtsbesparing en personalisatie van groot belang. Ook het feit dat 3D-printen primair interessant is

voor lage volumes, is interessant in deze branche. De verwachting is dat de komende vijf jaar de

toepassing van 3D-printen verder toeneemt.

Voor de automobielindustrie zijn kosten, afwerking en 100% uniformiteit zeer belangrijke factoren.

Vandaar dat in eerste instantie ‘specialty products’ en klantspecifieke productelementen de

aantrekkelijkste niches lijken te vormen. Bij serie- en massaproductie spelen producten

procescertificering een belangrijke rol. Ontwikkelingen op dit terrein zullen de toepassing van

3D-printen in de automobielindustrie versnellen.

Figuur 12 - Voorbeeld van ‘concepts cars’ (prototypes) gemaakt voor Citroën (Bron: Laurent Nivalle, Centre de Création Citroën)

Consumenten (lifestyle, fashion & safety)

Een wezenlijk deel van de huidige productie van 3D-geprinte artikelen betreft consumenten-

goederen (lifestyle & fashion). Producten als sieraden en gepersonaliseerde objecten (eigen designs)

zijn samen goed voor ongeveer 20% van de totale markt voor 3D-geprinte goederen (Wohlers,

2012). Andere voorbeelden van eindproducten zijn designlampen en andere interieuraccessoires (via

bijvoorbeeld serviceproviders/designers FOC of MGX), customized juwelen en avatars. De

ontwikkeling van machines die ‘print it yourself’ mogelijk maken (Ultimaker, Le cube, Makerbot) en

de opkomst van sites als Shapeways en Materialise maken de techniek voor nieuwsgierigen

toegankelijk en bespoedigen de acceptatie bij consumenten.

Daarnaast zijn er verschillende toepassingen van ‘custom-fit’ producten, zoals op lichaam aangepaste

helmen, guards (tand- of elleboog-/kniebescherming) en schoenen. In de toekomst worden naar

verwachting ook stoelen en kleren vaker gepersonaliseerd; zie Figuur 13. In de praktijk blijkt het

voordeel van op lichaam aangepaste voorwerpen eerder cosmetisch dan veiligheids- of

prestatiebevorderend te zijn. Imago speelt dan een belangrijke rol. Daarnaast zijn er nog juridische

barrières. Een voorbeeld: helmen moeten minimaal een aantal keren destructief worden getest, terwijl

de seriegrootte van het geïndividualiseerde product één stuks is. Dit is een issue, omdat juist ten

aanzien van veiligheids- en beschermingsproducten de certificeringseisen dominant zijn. Als er een

oplossing komt voor deze problemen, is groei te verwachten in deze markt.


Over het algemeen zijn de eisen die consumenten

aan hun (vaak zelfontwikkelde) producten stellen

lager dan in de professionele markt. Met name de

aspecten herhaalbaarheid en 100% uniformiteit zijn

voor consumenten minder van belang. Voor de

consumentenmarkt (fashion en lifestyle) zijn lage

kosten, een goede afwerking en ready-to-use

dominante eisen. De verwachting is dat deze markt

sterk blijft groeien door steeds meer toepassingen in

verschillende segmenten. Het feit dat steeds meer

particulieren en kleine bedrijven een eigen printer

willen hebben, biedt tevens mogelijkheden voor

nieuwe businessmodellen.

Machinebouw/tooling

Ongeveer 10% van de huidige 3D-productie betreft

machineonderdelen en tooling. Voor een groot deel

gaat het hier over prototypes, maar het aandeel

eindproducten stijgt snel. Er zijn veel mogelijkheden

voor marktgroei. Deze markt kent veel dure,

complexe, low-volume onderdelen (bijvoorbeeld

manifolds). In veel gevallen is een goedkopere oplossing te vinden via 3D-printen. Daarnaast

worden op dit moment veel onderdelen en tools níet geproduceerd, omdat het niet economisch

rendabel is. Een mal maken voor een kleine serie is vaak financieel niet aantrekkelijk. 3D-printen

kan in dit segment dus leiden tot daadwerkelijke marktvergroting, omdat rendabel produceren

van kleine series en aangepaste producten mogelijk wordt.

Ook voor serieproductie biedt de techniek kansen (zie Figuur 14): goedkopere mallen kunnen het

risico beperken. Er kan sneller een proefmal gemaakt worden, waarmee kinderziektes van het

ontwerp sneller zijn te verhelpen. Met een dergelijke eerste mal kan eventueel zelfs al de eerste

serie geproduceerd worden. Moet er normaliter rond de zes weken gewacht worden op een

productiemal, nu is de levertijd afhankelijk van de grootte van de mal en de snelheid van de printer.

Voorwaarde is wel dat het printen van met name metalen onderdelen qua performance en kosten

aantrekkelijker wordt. Dan is een grote groei op korte en middellange termijn te verwachten.

De belangrijkste drijfveer is echter de

ontwerpvrijheid die 3D-printen biedt,

waardoor het mogelijk wordt complexe

producten te vervaardigen die normaliter niet

vervaardigd kunnen worden. Een voorbeeld is

een tool met complexe kanaalstelsels, dat niet

met conventionele apparatuur gemaakt kan

worden, maar wel prima is te printen.

Electronics en electronic devices

De elektronische sector is in potentie een zeer grote markt. Zeker wanneer het printen op substraten

(2D) eenvoudiger kan worden toegepast. Voor adoptie van de techniek is een verdere verbetering

Figuur 13 - Geprinte jurk van Iris van Herpen.

Figuur 14 - Een opengewerkte versie van een insert,

met koelkanalen, voor een productiemal

(Bron: Concept Laser GmbH).


noodzakelijk in precisie en reproduceerbaarheid. De verwachting is dat op korte termijn steeds meer

machines voor printen op substraten worden ontwikkeld (bijvoorbeeld Mutracx). Specifieke

ontwikkelingen (onder meer met betrekking tot hechting) krijgen op dit moment aandacht.

Miniaturisering speelt ook een grote rol. Zo hebben onderzoekers op Harvard met een 3D-printer

een batterij gemaakt van minder dan een millimeter groot, met dezelfde energiedichtheid en

levensduur als van de accu van een telefoon. Dergelijke ontwikkelingen maken geheel nieuwe

concepten mogelijk.

Defensie

Over de defensiemarkt is bekend is dat 3D-technieken worden benut en dat er inmiddels veel

kansen zijn, bijvoorbeeld om de bevoorrading, productie en reparatie ‘in het veld’ efficiënter te

laten verlopen. Op dit moment is naar schatting zo’n 6% van de 3D-productie ten behoeve van de

defensiemarkt. De te verwachten applicaties zijn complexe, low-volume onderdelen en

reserveonderdelen (‘spare parts on demand’), waarschijnlijk primair voor vaar-, voeren vliegtuigen.

Voor defensie zijn de eisen per productgroep verschillend en worden ontwikkelingen voorzien voor

toepassingen op het gebied van aerospace, automotive, electronics en machinebouw.

Offshore, energie en procesindustrie

Onbekend is hoe interessant deze markt is voor 3D-geprinte onderdelen. Er zijn voorbeelden van

complexe onderdelen (heat shields) voor energiecentrales en windturbines. Ook is bekend dat

petrochemische en offshore-multinationals 3D-printen onderzoeken. Met name het feit dat

onderdelen relatief snel ter plekke kunnen zijn, biedt voordeel voor deze industrie. Ook hier geldt

dat stilstand van installaties veel geld kost.

Echter, dit zijn sectoren met vaak heel hoge certificeringseisen. Daarnaast spelen betrouwbaarheid,

maatvoering (volumineus) en robuustheid een grote rol. Conceptueel gezien lijken de mogelijk-

heden die 3D-printen biedt voor ‘on demand, on location’ printen zeer interessant. Maar gelet op

de hoge eisen en de maatvoering is in deze sector pas op middellange termijn een grote groei van

3D-printen van onderdelen te verwachten.

Bouw

Op dit moment wordt 3D-printen in de bouw primair gebruikt voor maquettes. Geschat wordt

dat dit 3% van de totale 3D-productie betreft. Daarnaast zijn er al voorbeelden van (customized)

producten zoals beslag (deurklink, bel) en kozijnen. Groei is op korte termijn te verwachten,

omdat architecten en groothandelaren op zoek zijn naar nieuwe mogelijkheden om kosten te

verlagen, terwijl men tegelijkertijd aan de vraag van de consument naar individualisering

tegemoet wil komen.

Het daadwerkelijk printen van bouwmaterialen, bijvoorbeeld de muren van een huis, is op

pilotschaal al toegepast (grachtenpand door DUSArchitecten). Duurzaamheid (bijvoorbeeld

materiaalbesparing en hergebruik) is een belangrijke driver voor ontwikkelingen op dit terrein. De

verwachting is dat het printen van huizen op de langere termijn mogelijk wordt. De initiatieven

op dit terrein krijgen veel aandacht, maar bevinden zich allen nog in het experimentele stadium.

Over het algemeen geldt dat het kostenverschil op dit moment een groot voordeel biedt bij het

vervaardigen van maquettes, maar nog een grote remmende factor is om 3D-printen grootschalig

in deze markt in te zetten voor eindproducten.


Food

Er is veel aandacht voor het printen van voedsel, met name omdat het tot de verbeelding spreekt.

Op dit moment zijn er voorbeelden van geprint voedsel en wordt naar toepassingen gekeken voor

bijvoorbeeld customized chocolade en gebak. Voor voedsel zijn de certificerings- en

veiligheidseisen hoog. Daarnaast is de economische rentabiliteit op dit moment nog ver te zoeken.

In feite kost het nu extra bewerkingen om een product te maken dat lijkt op een bestaand

product. Tegenvraag is: waarom zou je bijvoorbeeld een wortel willen printen? Decoratief (food

design) biedt daarentegen wel veel mogelijkheden.

Op langere termijn (meer dan tien jaar) is wellicht een interessante toepassing het printen van

voedsel dat qua ingrediënten (koolhydraten, vetten, medicatie, vitaminen/mineralen, etc.) precies

is afgestemd op een individuele behoefte; zie Figuur 15. In de culinaire sector kan voedsel printen

wellicht korte tijd een hype worden, maar dan moet de smakelijkheid van geprint voedsel wel

aanmerkelijk verbeteren. Doorredenerend

komt men uit op interessante opties als het

maken van geïndividualiseerde medicijnen,

waarbij pillen op maat met de juiste

samenstelling worden geprint; dit in plaats

van het verstrekken van verschillende

soorten pillen.

3.3 Markten en eisen

In de genoemde markten gelden zoals hierboven geschetst verschillende eisen. Tevens zullen er

binnen een markt ook verschillen zijn per producttype of onderdeel van een applicatie. In

algemene zin zijn er drie hoofdeisen aan een productieproces of het desbetreffende product:

juiste kosten: is de applicatie concurrerend te produceren?

juiste kwaliteit: voldoet de applicatie aan de gesteld specificatie en eisen?

juiste levertijd: kan de applicatie op tijd geleverd worden?

Figuur 16 toont schematisch de balans die moet worden gevonden tussen eisen en prestatie.

Sommige voordelen, zoals vormvrijheid, kunnen leiden tot geheel nieuwe mogelijkheden,

waardoor de kosten niet moeten worden vergeleken met de huidige producten, maar met de

meerwaarde voor het verbeterde of het geheel nieuwe product. Daarnaast moet bij de afweging

tussen kosten en kwaliteit ook gekeken worden of 3D-printen besparingen in de keten kan

opleveren (‘on demand, on location’ productie). Een andere mogelijkheid is dat er bij een klant

door snelle levering meerwaarde gecreëerd kan worden, omdat bijvoorbeeld bouwprojecten of

productieplants minder lang stilliggen.

Figuur 15 - Geprinte lekkernijen tijdens de Food Inspiration

Days in Eindhoven (TNO).


ReproduceerbaarheidFunctie

OppervlakteruwheidKwaliteit

NauwkeurigheidLevertijd

Sterkte & StijfheidKostprijs

PrestatieEisen

Figuur 16 - Balans tussen eisen en prestatie.

Wat betreft de snelheid van levering kan 3D-printen ervoor zorgen dat productontwikkeling

wordt versneld (prototype tot eindproduct). Daarnaast kan ‘on demand, on location’ productie

tot kortere levertijden leiden. Echter, als levertijden van de bestaande producten erg kort zijn

(< 24 uur), doordat ze in de nabije omgeving op voorraad zijn, kan ‘on demand’-productie via

3D-printen deze eis niet halen. 3D-printen kan dan alsnog interessant zijn vanwege de kleine

series, maar er zullen dan wel strategische voorraden aangelegd dienen te worden.

3.4 Potentiële projecten

In Figuur 17 zijn de applicaties weergegeven die tijdens de workshop “Applicaties & materialen”

(Berenschot, 6 maart 2013) door verschillende partijen zijn beoordeeld op kansrijkheid. Voor twintig

product-marktcombinaties (PMC’s) is een zogeheten RRR-analyse uitgevoerd:

de mogelijke opbrengsten in de markt (Rewards);

de risico’s (Risks) voor de PMC-ontwikkeling alvorens daadwerkelijk gekwalificeerd de eindmarkt

te betreden;

de beschikbaarheid van de noodzakelijke competenties (Resources, in de figuur

vertegenwoordigd door de grootte van de bol) om zowel de producten te ontwikkelen als het

product succesvol in de markt te zetten.


1,5

2,5

3,5

4,5

2,5 3,5 4,5

Ris

ks

Rewards

Projectbeschrijving

Botvervanging en implantaten

Hybride devices, geïntegreerd mechanisch & elektronisch

Functie-integratie in enkelvoudig component/device

Manifolds en complexe nieuwe devices op basis van ontwerpvrijheid

Spare parts

Prototypen

Large surface (OLED, solar, etc.)

Functie-integratie in multi-materiaal, monolithische producten

Temperatuurbeheersing

Bruggen/kronen

Personalized interieurdelen

End-of-life onderdelen (machinebouw)

Filtersystemen

Lichtere constructies

Operatiehulpdelen (mallen)

Customized packaging chips

Smart packaging

Obsolete componenten

Juwelen

Ingrediënten/voedingsmiddelen op maat

Medisch

Medisch

Luchtvaart

Food

Luchtvaart

Alle

Bouw

Medisch

Luchtvaart

Medisch

Automotive

HTSM

HTSM

Luchtvaart

Medisch

Consumer

Food

Consumer

Consumer

Food

Automotive

Automotive

Automotive

Automotive

PV-solar

Grafisch

Automotive

Automotive

Medisch

Medisch

HTSM

Medisch

Consumer

HTSM

HTSM

HTSM

HTSM

HTSM

HTSM

HTSM

Consumer

Automotive

Marktsectoren

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

2

3

18

20

18

176

49

11

16

15

19

12 57

14 1013

Figuur 17 - Rewards, Risks en Resources, bepaald voor twintig mogelijke applicaties (Berenschot, 2013).


In Bijlage 5 wordt een aantal geselecteerde projecten nader omschreven.

“��Toekomstige�manufacturing-systemen�zullen�bestaan�uit�hybride�systemen�die�

Additive�Manufacturing�combineren�met�conventionele�technieken,�zoals�pick�&�

place�voor�het�plaatsen�van�bijvoorbeeld�chips�en�optische�sensoren�tijdens�het�

bouwen.�Dit�is�de�kortste�route�naar�het�realiseren�van�intelligente�producten�met�

geïntegreerde�conditiemonitoring�en�communicatie.�Chips�en�andere�

massaproducten�zullen�we�waarschijnlijk�nooit�economisch�kunnen�printen�in�

series�van�miljoenen.“FritsFeenstraSeniorprojectmanager&trekkerPrintingResearch,TNO

InnovatieZuid-Roadmap3D-Printen34

Technologieontwikkelingen4


4.1 Technologische samenhang

Het hart van 3D-printen wordt bepaald door de eigenschappen van de te verwerken materialen,

de toe te passen processen en de beschikbare designtools. Voor iedere applicatie is een optimale

keuze te maken uit het palet van mogelijke materialen met daarbij passende processen om

voorspelbaar en reproduceerbaar producten te kunnen vervaardigen. De interactie in dit deel van

de keten is cruciaal voor het succes van een product en vaak complex van aard. Keuzes zijn

afhankelijk van de eigenschappen van het product, waarbij bijvoorbeeld aantallen, complexiteit,

toepassingseisen en kostprijs belangrijke criteria zijn voor het bepalen van die keten.

Figuur 18 laat zien waar de komende tijd de uitdagingen liggen om 3D-printen een

technologische stap voorwaarts te brengen. Dit zijn tevens de uitdagingen waar de spelers in ons

ecosysteem zich op kunnen richten om nieuwe business te genereren.

Meer materialen

Meer kleuren

(Multi) Material processing

Tools

Simulatie

Software

Automatisering

Snelheid

Materialen DesignProcessen

Stabiliteit/repeatability

Nauwkeurigheid

Diagnostiek

Surface finishing

Post-processing

Building space

Automatisering

Hybride processen

Figuur 18 - Overzicht van de uitdagingen voor 3D-printen in technologische ontwikkeling van materialen, processen en

design.

4.2 Processen: overzicht

De basis van 3D-printen wordt gevormd door het te printen materiaal en het bijbehorende proces

dat het materiaal laag voor laag verwerkt tot het gewenste product. Er bestaan verschillende

processen om een product op te bouwen. Figuur 19 geeft de bekendste processen weer. Deze

processen zijn onderverdeeld in processen voor materialen in vloeibare vorm (polymerisatie) en

in vaste vorm.

Van ieder proces wordt een korte beschrijving gegeven van de state-of-the-art en op hoofdlijnen

wordt de potentie voor verdere technologieontwikkeling aangegeven.


Additive Manufacturing / 3D printing Technologies

Laser Beam

Vloeibaar

Polymerisatie

Lamp Jetten

Plaat

Snijden en samenvoegen

Vast

Draad

Samensmelten

Poeder

Samensmeltenen lijmen

Vat Photo Polymerisatie

(Stereo Lithography Apparatus (SLA))

Material Jetting& Binder Jetting

(Printen op substraten)

Sheet Lamination

(Laminated Object Manufacturing (LOM))

Material Extrusion & Directed Energy Deposition

(Fused Deposition Modelling (FDM), 3D Printing)

Powder Bed Fusion

(Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), Electron Beam Melting (EBM)

Figuur 19 - Overzicht van bestaande 3D-printtechnologieën (Bron: Strategic Research Agenda, AM platform, 2011; ISO /TC 261, 2013).

Vat Photo Polymerisation (Stereo Lithography Apparatus, SLA)

Bij deze techniek wordt vloeibaar materiaal (polymeren en keramiek) in een bad laag voor laag

uitgehard door een laser. Het bekendste voorbeeld is Stereo Lithography Apparatus (SLA). Dit is

een van de eerste 3D-printtechnologieën; SLA wordt al wereldwijd op diverse plaatsen

operationeel in de markt toegepast. Primair voor prototyping in de consumentenmarkt, maar ook

in automotive en defensie, en er zijn prototypetoepassingen in de markten zoals medisch/dental,

aerospace en machinebouw. Aangezien dit een wat oudere technologie betreft, heeft er al veel

technologieontwikkeling plaatsgevonden. Er zijn veel patenten aangevraagd en toegekend. Deze

technologie is relatief volwassen ten opzichte van andere technologieën. De verkoopaantallen

van SLA-machines van de belangrijkste leveranciers, zoals 3D Systems, Envisiontec en DWS,

groeien niet meer of nemen zelfs af. Hoewel de nauwkeurigheid van de techniek relatief hoog is,

kent SLA inmiddels concurrerende processen.

Material Jetting (printen op substraten)

Vloeibaar gemaakte polymeren of metalen worden door een of meerdere printkoppen (nozzles)

laag voor laag op elkaar aangebracht. Deze technologie wordt toegepast voor het printen op

substraten (2D-printen), maar kan ook worden gebruikt voor 3D-printen. Met meerdere

printkoppen zijn op eenvoudige wijze producten uit meerdere materialen op te bouwen (multi-

materiaal) en kan de verwerkingssnelheid drastisch worden verhoogd. Material Jetting is een

relatief nieuwe technologie, waaraan nog veel innovatie mogelijk is. Bekende leveranciers van

systemen voor het 3D-printen op deze wijze zijn 3D Systems, Objet (na fusie: Stratasys) en

Solidscape (onderdeel van Stratasys). De nauwkeurigheid is nog niet erg hoog, maar zal door

verdere technologieontwikkeling sterk toenemen.

Binder Jetting

Binder Jetting lijkt op Material Jetting, met het verschil dat bij Binder Jetting het vloeibare materiaal

met een nozzle laag voor laag in een bed van poedermateriaal wordt aangebracht. Doordat het


poederbed als supportstructuur fungeert, is er geen aanvullende support nodig. Deze hoeft dus

ook niet achteraf verwijderd te worden. Bekende leveranciers zijn Z Corp (onderdeel van 3D

Systems) en ExOne Company. Qua volwassenheid en mogelijke technologieontwikkeling komt dit

proces overeen met Material Jetting. Er is dus nog veel ontwikkeling mogelijk en noodzakelijk

voordat deze technologie op grote schaal kan worden toegepast.

Sheet Lamination (Laminated Object Manufacturing, LOM)

Bij Sheet Lamination, met als bekendste voorbeeld Laminated Object Manufacturing (LOM),

worden bladen laag voor uitgesneden en vervolgens op elkaar samengevoegd. Dat kunnen lagen

of folies zijn van papier, polymeren of metalen. Mcor is een bekende leverancier, van een printer

die papier op elkaar legt en uitsnijdt. Sheet Lamination-machines worden nog beperkt verkocht.

De technologieontwikkeling is tot nu tot beperkt geweest, maar er zijn diverse mogelijkheden

voor verdere ontwikkelingen.

Material Extrusion (FDM, 3DP)

Bij Material Extrusion wordt een vast materiaal, meestal een draad, gesmolten. Met deze

gesmolten substantie wordt via een nozzle laag op laag een product opgebouwd. De bekendste

voorbeelden zijn Fused Deposition Modeling (FDM) en 3D-printing. De Material Extrusion-

technologie is het meest toegepast en zodoende zijn er veel van dergelijke machines beschikbaar

in de sector. Er is van deze techniek dus een grote installed base. Met name 3D-printers (voor

thuisgebruik), die relatief goedkoop zijn, hebben daarin een groot aandeel. Ook voor prototyping

van diverse soorten applicaties wordt deze technologie gebruikt. Dat geldt in het bijzonder voor

de consumentenmarkt, waar veel eindproducten met deze technologie worden geproduceerd:

aan deze producten worden vaak alleen esthetische eisen gesteld.

Wat betreft FDM is Stratasys de bekendste leverancier. 3D-printers worden ook aangeboden door

andere grote leveranciers, zoals Objet (na fusie: Stratasys), Z Corp en Envision, maar voornamelijk

door een heel grote groep kleine leveranciers die allemaal willen meedoen in de 3D-printmarkt.

De technologie is relatief volwassen, maar kent nog veel opties voor verdere verbeteringen.

Potentie bieden vooral ontwikkelingen in machines met meerdere printkoppen (nozzles) die

tevens geschikt zijn voor meerdere materialen.

Directed Energy Deposition

Deze technologie lijkt op Material Extrusion. Het verschil is dat bij de nozzle een laser (beam)

gepositioneerd is die vast materiaal (metaalpoeder) smelt. Deze relatief duurdere systemen

worden nog in beperkte mate verkocht. Een bekende leverancier is Optomec. Dit proces heeft als

voordeel dat een combinatie van materialen (multi-materiaal) vanuit de nozzle kan worden

samengesmolten. Daarnaast stelt deze techniek de gebruiker in staat om op een bestaand product

te printen (bijvoorbeeld ten behoeve van reparatiedoeleinden). De technologie is nog niet

uitontwikkeld tot een volwassen niveau, maar zal in de komende tijd wel doorontwikkeld worden.

Powder Bed Fusion

Een laag poeder (polymeer, metaal of keramiek) wordt laag voor laag met een laser aan elkaar

gesmolten, zodat het product wordt opgebouwd. Bekende technieken die hier onder vallen zijn

Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM) en Electron Beam Melting (EBM). Met

name SLS is een bekende en veel toegepaste technologie. SLM en EBM zijn sterk in ontwikkeling.

Bekende leveranciers van SLS-machines zijn Stratasys en EOS. EOS is daarnaast marktleider in

SLM-machines. EBM-machines worden primair door Arcam verkocht. De EBM-machines zijn


duurder, maar vaak sneller en minder nauwkeurig dan SLM-machines. SLS is de meest volwassen

technologie, waarbij tevens de nauwkeurigheid relatief hoog is. Voor SLM en EBM is nog veel

relevante technologieontwikkeling mogelijk om de procesperformance verder te verbeteren.

4.3 Processen: barrières en oplossingsrichtingen

Het gebied van 3D-printen kent nog de nodige uitdagingen om nieuwe printprocessen mogelijk te

maken of bestaande verder te verbeteren. Het in Figuur 18 van Paragraaf 4.1 getoonde overzicht

van relevante onderwerpen wordt hieronder verder uitgewerkt.

Snelheid

De huidige snelheden van 3D-printprocessen moeten verder worden verhoogd om een hogere

integrale productdoorloopsnelheid te bereiken. Hiermee gepaard gaat een lager kostprijsniveau.

Lagere kosten en kortere doorlooptijden zijn noodzakelijk om het palet van geschikte applicaties

verder te vergroten.

Mogelijke oplossingsrichtingen:

Nieuwe machines ontwikkelen met enerzijds een detail-printkop voor nauwkeurige details, en

anderzijds een grovere printkop voor grote oppervlakken.

Meerdere laserbronnen parallel per machine integreren.

Hogere laserintensiteit gebruiken voor sneller materiaalproces.

Stabiliteit en reproduceerbaarheid

Het is absoluut noodzakelijk om producten met een hoge mate van voorspelbaarheid en

reproduceerbaarheid te kunnen maken. De prestatie van de huidige processen blijkt niet altijd

stabiel in dit opzicht. Vaak zijn er nog afwijkingen in de geometrie (nauwkeurigheden in

maatvoering en vorm) en eigenschappen (materiaalzuiverheden) van het beoogde product.

Uitdagingen:

Het ontwikkelen van meer (fundamentele) kennis betreffende de interactie van materialen en

processen en de invloed op de performance van het eindproduct.

Het definiëren van de huidige toepasbaarheid van polymeren en keramiek, waardoor producten

niet meer nakrimpen en minder snel verouderen.

Het mogelijk maken van real-time terugkoppeling van de producteigenschappen tijdens het

3D-printen.

Het delen van ‘open source’-proceskennis en verdere standaardisatie doorvoeren.

Nauwkeurigheid

De nu haalbare procesprestatie resulteert in nauwkeurigheden en toleranties die voor veel

applicaties nog niet voldoende zijn. Er moet een balans worden gevonden tussen nauwkeurigheid

en snelheid (kosten). Dit neemt niet weg dat de nauwkeurigheden verder moeten worden

aangescherpt, om zodoende een groter palet aan producten te kunnen fabriceren.

Uitdagingen:

Het combineren van 3D-printen met plaatselijk conventionele nabewerking voor met name

kritische oppervlakken.

Onderzoek naar de effecten van afwijkingen in vormen plaatstoleranties zoals bij EBM en SLM parts.

De ontwikkeling van high-power ultrasonic consolidation processen om metalen nauwkeuriger

aan elkaar te smelten.

De ontwikkeling van materialen en processen om atoom op atoom te stapelen (nano).


Meer gebruik maken van mechatronica-expertise voor precisie-equipment.

Met femtodruppels prints opbouwen.

Het toepassen van extruders met variabele diktes (FDM).

Variabele laagdiktes in één build produceren (SLS).

Diagnostiek

De huidige eisen aan de productperformance worden vaak niet gehaald door een beperkte

beschikbaarheid van de juiste diagnostiek.

Uitdagingen:

Meer feed-forward control met sensoriek toepassen tijdens de uitvoering van het proces, met

directe feedback naar procesparameters (gebaseerd op fundamentele kennis).

In-line (real-time), on-the-fly procesbesturingssystemen ontwikkelen (monitoring en feedback),

voor bijvoorbeeld thermische effecten, laservermogen en (controle van) het oppervlak.

Nieuwe sensoren ontwikkelen en toepassen die foutloos kunnen meten in de printkamer

(build chamber).

Controlesystemen ontwikkelen voor non-destructieve analyse, kwaliteitscontrole en monitoring

van de reproduceerbaarheid, gekoppeld aan de optimalisatie van het te produceren onderdeel.

Surface finishing

De huidige processen resulteren vaak in een te grof oppervlak, dat niet voldoet aan de

nauwkeurig-heidseisen, waardoor een extra stap surface finishing noodzakelijk wordt. Dit is een

kostbare (tijdsintensieve) extra processtap, die geëlimineerd zou moeten worden. De huidige

surface finishing-processen zijn kostenverhogend en worden meestal handmatig uitgevoerd, in de

vorm van bijvoorbeeld frezen, beitsen, schuren of coaten.

Uitdagingen:

Nieuwe oppervlaktebehandelingen ontwikkelen voor verbetering van de printkwaliteit (2D- en

2,5D-printen).

Ontwikkelen van nieuwe printbare oppervlaktestructuren die oneffenheden camoufleren.

Oppervlakteruwheid verbeteren (nasmelten) voor SLM of op een andere manier in-line een

oplossing ontwikkelen.

Post-processing

In het verlengde van surface finishing ligt het zogeheten post-processing, waarbij aanwezige

onnauwkeurigheden aan het product moeten worden gecorrigeerd, niet alleen aan het oppervlak

maar ook aan de vorm.

Mogelijke oplossingsrichtingen:

Nauwkeuriger printen (met veel minder spanning in het materiaal), hetgeen nabewerkingen zal

elimineren.

Integrale geautomatiseerde oplossing voor nabewerken (bijvoorbeeld met triltrommels).

Minder supportstructuren gebruiken en wellicht zonder support kunnen produceren, of de

support gemakkelijk kunnen verwijderen.

Automatisering van het schoonmaken (blowing) van het product, een oppervlaktekwaliteitscheck

en daarna het aanbrengen van verflagen.

Building space

De huidige building space van de bestaande processen is niet toereikend voor grotere afmetingen

van de te printen onderdelen. Een grotere building space kan worden benut om een enkel groter

onderdeel te printen van bijvoorbeeld enkele kubieke meters inhoud, of om meerdere producten


parallel/sequentieel te printen binnen dezelfde building space. Dit leidt tot lagere kosten en

grotere homogeniteit in de productkwaliteit.

Mogelijke oplossingen:

Machine ontwikkelen met zeer grote building space voor grote onderdelen en bijvoorbeeld

binnen een grote bouwruimte meerdere printkoppen/laserspots simultaan gebruiken.

Van batch- naar flowproces gaan om grotere producten te maken, met als uitdaging het behoud

van snelheid van het proces.

Automatisering

Door (meer) automatisering van het integrale ketenproces worden minder handmatige activiteiten

(met name voor post-processing-activiteiten) vereist, waardoor de kwaliteit toeneemt en de kosten

en doorlooptijd afnemen. Ook de reproduceerbaarheid en voorspelbaarheid nemen toe.

Mogelijke oplossing:

Leren van beschikbare automatisering voor andere productietechnieken, zoals in semicon,

automotive en materiaalproductie.

Hybride processen

Het wordt steeds belangrijker om functies in producten te integreren. Dat kan met name door

het toepassen van hybride maakprocessen, waarbij verschillende geprinte onderdelen tot de

gewenste samenstelling kunnen worden vervaardigd.

Mogelijke oplossing:

Ontwikkelen van nieuwe hybride processen op basis van bestaande pick & place-technologie in

combinatie met assemblageprocessen uit de elektronica- en halfgeleiderindustrie. Hierbij moeten

materiaalkennis en de ontwikkeling richting hybride toepasbaarheid verder worden onderzocht.

4.4 Materialen

Er kunnen steeds meer materialen worden geprint, met verschillende processen. Tabel 1 geeft

een overzicht (in Bijlage 4 zijn de specifieke materialen in detail aangegeven).

Tabel 1-Matrixmaterialenentechnieken(Bron:TNO,2013).

Voorbeelden van materialen

Vat

Pho

to

Poly

mer

isat

ion

(SLA

)

Met

al Je

ttin

g

Bind

er Je

ttin

g

Pow

der

Bed

Fusi

on

(SLS

, SLM

)

Mat

eria

l Ext

rusi

on

(FD

M)

Dir

ecte

d En

ergy

D

epos

itio

n

Shee

t L

amin

atio

n(L

OM

)

Polymeren (thermoharders)

Epoxy, acrylaat

Polymeren (thermoplastisch)

PA, ABS, PPSF

Metalen Staal, titanium, kobalt, legeringen

Pulp Papier

Keramiek (industrieel)

Alumina, zirconia, siliconen

Keramiek (structureel)

Cement, zand


4.5 Materialen: barrières en oplossingsrichtingen

Het uitgangspunt bij 3D-printen blijft de interactie tussen materiaalsoorten en dus de specifieke

materiaaleigenschappen en de daarbij te gebruiken processen. Om de vrijheid in 3D-printen

verder te kunnen vergroten, is er behoefte aan een grotere variatie aan materialen, meer kleuren

in materialen en het gebruik van meerdere soorten materialen in een enkel product. Daar horen

onderstaande uitdagingen bij.

Meer materialen

De huidige beschikbare materialen genereren niet altijd de benodigde performance van het

product, zoals de specifieke producteigenschappen, de oppervlaktegesteldheid, de

nauwkeurigheden en bijvoorbeeld de sterkte en stijfheid van de constructie. Daarnaast is er het

streven naar significant goedkopere materialen.

Uitdagingen:

Bestaande materialen doorontwikkelen (modificaties) om reproduceerbaarheid en specificaties

van de materialen te verbeteren (nieuwe materialen zijn vaak nog te kostbaar).

Polymeren doorontwikkelen, onder meer acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) voor meer

processen, en typen polyamide (PA) en polyethyleen (PE) voor 3D-processen geschikt maken.

Ontwikkelen van een polymeer met een goede mechanische belastbaarheid (eventueel door

middel van glasvulling) en van composietmaterialen.

Metalen: verder ontwikkelen van breuk- en scheurvrije nikkellegeringen, titanium-aluminium-

legeringen en koper-performance verbeteren in combinatie met het proces. Tevens meer

metaallegeringen ontwikkelen die voldoen aan de strenge eisen van aerospace en automotive,

zoals HDT (hogere elongatie).

Nanomaterialen: verder onderzoeken op toepasbaarheid voor 3D-printen.

Biomedische materialen verder ontwikkelen. Bijvoorbeeld porositeit als eigenschap gebruiken en

composiet-biomateriaalcombinaties verder ontwikkelen.

Keramische materialen: verder ontwikkelen van onder meer siliciumcarbide, zirkonium en

aluminiumoxide.

Hybride materialen en onderlinge combineerbaarheid ontwikkelen.

Duurzame materialen door betere recyclebaarheid (denk aan biopolymeren) en niet-toxisch

materiaal.

Meer kleuren

De huidige beschikbare variatie aan materiaalkleuren is niet toereikend voor alle mogelijke

productopties en voldoet dus niet aan klantspecifieke eisen, of deze eisen zijn alleen te realiseren

in combinatie met (dure) nabehandelingen.

Uitdagingen:

Meer onderzoek naar oppervlaktebehandelingen (in kleur).

Onderzoek naar het kleuren van bestaande uitgangsmaterialen.

Verschillende kleuren door elkaar in één build (SLS/SLM).

Multi-materiaalprocessing

Verschillende materialen simultaan processen geeft nieuwe mogelijkheden in productspecificaties.

Momenteel is er een beperkt aantal hybride multi-materiaalmogelijkheden beschikbaar. Deze zijn

sterk afhankelijk van de samen te stellen processen. Verschillende materialen gecombineerd met

verschillende processen geven de nodige uitdagingen om multi-materiaalprocessing op het juiste

kwaliteitsniveau te krijgen:


Algemeen een beter (fundamenteel) begrip krijgen van de voorspelbaarheid van de performance van

gecombineerde materialen in combinatie met het proces, door kennis van microstructuurevolutie

(materiaalgedrag) en van materiaaleigenschappen tijdens het processen.

Simpele en effectieve hardware en software om multi-materiaal te gebruiken (bijvoorbeeld SLS met

multi-materiaalpoeders).

Ontwikkeling van materialen en processen om atoom op atoom te stapelen (nano).

Inzetten op Bio-AM (BAM) processen om bijvoorbeeld scaffolds en cellen te printen voor in het

lichaam.

Ontwikkelen van ‘customized heat treatment’ met variabele temperaturen die afhankelijk zijn van

materialen en producteisen (met name voor metalen).

Metalen coating in-line aanbrengen.

Multi-materiaaljetting in metaal.

FDM in metaal.

Organisatorisch: ‘open source’-beschikbaarheid van materiaalprocessing.

Hergebruik van (support)materiaal.

4.6 Design: toepassingsgebied

De scope voor 3D-geprinte componenten en applicaties wordt bepaald door zowel de technologische

uitvoeringsmogelijkheden als de economische haalbaarheid; zie Figuur 20. Hierdoor ligt het

toepassingsgebied voor 3D-printen met name op de lagere aantallen in combinatie met hogere

productcomplexiteit en een grote mix aan productvariëteit. De lagere aantallen worden met name

bepaald door de economische afweging om vanaf een zeker aantal te reproduceren producten

specifi eke tools en mallen te ontwikkelen en te gebruiken in het productieproces. Complexe applicaties

kunnen ook in hogere volumes uitstekend concurrerend worden gefabriceerd, in het bijzonder wanneer

het ontwerp met conventionele processen niet realiseerbaar is.

Laag productievolume

Hoge product-complexiteit

Grote productvariatie

Figuur 20 - Scope van 3D-printen.

Met name op het gebied van hogere complexiteit moeten geschikte ontwerptools worden

ontwikkeld, ook met het oog op de toenemende productvariatie. Er is behoefte aan nieuwe

ontwerpregels met dito simulatiemogelijkheden en een directe koppeling met fabricagesoftware.


4.7 Design: barrières en oplossingsrichtingen

Designtools

Ontwikkeling van de juiste designtools maakt het uiteindelijk mogelijk om een optimaal design te

realiseren. Dit vergt een exacte afstemming van de interactie tussen materiaalsoorten en dus de

materiaaleigenschappen, de processpecificaties en de designtools, zodanig dat voorspelbaar en

reproduceerbaar een product kan worden vervaardigd.

Uitdagingen:

Topologie-optimalisatie voor mechanische, thermische en dynamische eigenschappen, specifiek

voor complexe componenten met hoge eisen.

Designregels voor het verwijderen van supportmateriaal, met name in metaalproducten.

Knowledge-based tools voor design van features en eigenschappen (hitte-uitwisseling, interne

koeling).

Ecologische prestatie moet eenvoudig uit te rekenen zijn: LCA (Life Cycle Analysis).

3D-printing-ontwerpregels of -richtlijnen voor verschillende industrieën (medisch, automotive,

aerospace).

Organisatorisch: best practices voor ontwerpregels breder verspreiden (open source), onder meer

over hoe benefits te behalen zijn op eigenschappen als lichtgewicht, vormvrijheid, efficiënte

koeling en holle delen met sterktestructuren.

Simulatie

Door het simuleren van de werking van de applicatie in ontwikkeling kan een optimaal design

worden gemaakt. Hierbij moeten zowel functionele als kostenparameters worden betrokken.

Uitdagingen:

Simulatie van het 3D-printproces geeft inzicht in thermische spanningen in het product, waarbij

mogelijk met automatisch finetunen van het design de kwaliteit kan worden geoptimaliseerd.

Simulatie van het 3D-printproces voorkomt mislukte producten (spanningen) en daardoor

worden de uiteindelijke kosten lager.

Software

De huidige tools vereisen veel aandacht en inzet van de ontwikkelaars en daardoor ontstaan

hoge kosten in het aanlooptraject. Het vereenvoudigen en derhalve ook functioneel uitbreiden

van de ontwikkelsoftware levert tijdwinst, minder afval en dus lagere kosten op.

Uitdagingen:

Adoptie van AMF-standaard in plaats van STL als bestandstype.

FEM optimaliseren voor 3D-printen.

CAD-software is nu te beperkt om complexe multi-materiaalstructuren te modelleren.

Process-structure-property-relaties in CAD/CAE/CAM (modellering van relaties tussen

procesvariabelen, materiaalsamenstelling en microstructuren, geometrische constructies en

effectieve mechanische eigenschappen).

Softwaretool om maakbaarheid en printstrategie te optimaliseren.

Automatisering

Wanneer een product nagemaakt of ontwikkeld wordt, vereist dit specifieke kennis en dus veel

engineeringsuren tegen hoge kosten. Daarnaast is de toegankelijkheid van 3D-printsystemen en

ontwerptools voor ontwikkelaars nog matig. Een mogelijke oplossing is om tools beschikbaar te

stellen (online) die de consument en de ontwikkelaar in staat stellen met minimale effort eigen

ontwerpen te genereren.


4.8 Barrières slechten om adoptie 3D-printen te versnellen

Naast technologische uitdagingen op het gebied van materiaalontwikkeling, procesontwikkeling en

de nieuwe geavanceerde designtools, zijn er verschillende integrale barrières aan te wijzen van

niet-technologische aard. Hier liggen uitdagingen om het invoeringsproces van 3D-printen verder te

versnellen. Belangrijke niet-technologische uitdagingen zijn in Figuur 21 aangegeven.

Kosten

Materialen DesignProcessen

Standaarden & Integratie

Businessmodellen

Educatie

Figuur 21 - Overzicht van niet-technologische uitdagingen.

Kosten

De algehele ketenkosten worden met name veroorzaakt door de huidige kosten voor de materialen

en processen die nog lang niet tot een volwassen niveau zijn doorontwikkeld. De huidige veelvuldig

toegepaste materialen zijn met name gebaseerd op kunststoffen. Deze groep materialen heeft een

acceptabel kostprijsniveau bereikt, maar zal daarin zeker nog een slag moeten en kunnen maken.

Nieuwe printbare materiaalsoorten zoals metalen, keramieken, polymeren en biomaterialen zullen

vooralsnog in kosten moeten dalen, om daarmee economisch relevante producten te kunnen maken.

Uitdagingen:

Productievolumes moeten worden verhoogd, waardoor materiaalkosten omlaag kunnen gaan.

Hergebruikpercentage van restmateriaal verbeteren.

Organisatorisch een open systeem opzetten van materiaalleveranciers die niet gekoppeld zijn aan

een specifi eke machine.

Direct vanuit erts metaalpoeder winnen.

Nieuwe materiaalontwikkelingen initiëren speciaal vanuit de toepasbaarheid van 3D-printen.

Op het gebied van proceskosten zijn de nodige kostprijsreducties te realiseren. Momenteel is de

factor arbeid nog veel te groot, met name door de noodzakelijke post-processing, surface fi nishing

en kwaliteitscontrole. Er is behoefte om kosten te reduceren door snellere processen te realiseren en

effi ciëntere en beter op elkaar afgestemde automatisering.

Uitdagingen:

Simpelere, goedkopere machines ontwikkelen (redesign machines).

Totale proces optimaliseren inclusief ontwerp en nabehandeling.

Automatiseren van deelprocessen.

Toepassen hybride procesfl ow (‘best of all worlds’ benutten).


Leren van andere productietechnieken (value added manufacturing) en daarbij het vereiste

vakmanschap verminderen.

Kortere set-uptijden realiseren.

Aparte procesmachines ontwikkelen voor producten met lagere eisen, bijvoorbeeld ten aanzien

van oppervlaktekwaliteit.

Operators instrueren voor het totale proces (zoals nu de trend bij CNC).

Focusseren op processen die materialen positioneren (FDM, 3D-printen).

Processen zonder afvalmateriaal ontwikkelen.

Daarnaast moet het tijdsverbruik in de keten verder worden beperkt en geoptimaliseerd. De huidige

stand van zaken vraagt om veel engineeringsuren (hoge kosten).

Uitdagingen:

Ontwikkelen van designtools.

Ontwikkelen van de juiste simulatiesoftware.

Standaarden & Integratie

Zonder standaarden en ketenintegratie wordt er niet optimaal op een routinematige wijze

geproduceerd. Dat leidt tot variaties in productprestatie en -kwaliteit. Zonder standaardisatie zijn

veel organisaties zelf het wiel aan het uitvinden, waardoor ze onnodig veel kosten maken om een

acceptabel kwaliteitsniveau te realiseren.

Uitdagingen:

Standaardisatie is gewenst (VDI, ASTM, ISO zijn al begonnen) voor met name product-, proces- en

materiaalcertificatie en processtandaarden (machinekalibratie, closed-loop procesbesturing,

monitoring en feedback).

Specifieke certificatie van materialen is gewenst, in analogie met de FDA-certificering (voeding en

medicijnen).

Ontwikkelen van een Total Quality Management systeem (vanuit ontwikkelde standaarden) om

kwaliteit in de hele keten te meten en bij te sturen.

Ontwikkeling van database om materialen voor 3D-printen gemakkelijk te kunnen selecteren,

inclusief de bijbehorende eigenschappen in combinatie met verschillende processen, veiligheid en

milieu-impact.

Businessmodellen

Nieuwe businessmodellen (bijvoorbeeld ‘on demand, on location’-productie) moeten ontwikkeld

en geïmplementeerd worden. Ook hier gaan nog de nodige investeringen aan vooraf.

Uitdagingen:

Ontwikkeling van cost modeling software om 3D-printen eenvoudig met andere

productiemethoden te kunnen vergelijken (inclusief impact op de hele keten).

Model om eenvoudig weer te geven wat de kansen voor 3D-printen zijn en de impact op de hele

keten goed te analyseren.

Educatie

De kennis en ervaring van veel engineers is op het gebied van 3D-printen nog te beperkt.

Daardoor worden ontwerpmogelijkheden niet ten volle benut. 3D-printen maakt nieuwe

producten mogelijk die met conventionele productiemethoden niet gemaakt kunnen worden. Zo

zijn complexe, samengestelde producten voortaan uit slechts één onderdeel te maken, denk aan

het vervaardigen van complexe kanaaltjes voor vloeistof of lucht.


Uitdagingen:

Integreren van ‘Design for 3D-printing’ in alle relevante MBO-, HBO- en universitaire studies.

Verder ontwikkelen van trainingen voor engineers die al werkzaam zijn.

Opzetten van demonstratie- en experimenteerruimten voor 3D-printen.

4.9 Potentiële projecten

Figuur 22 geeft een overzicht van projecten die tijdens de workshop “Design, processen & materialen”

(Berenschot, 8 maart 2013) zijn beoordeeld op de mate van kansrijkheid. Voor 22 product-

marktcombinaties is een RRR-analyse (Rewards, Risks, Resources) gemaakt; zie ook Paragraaf 3.4.

1,5

2,5

3,5

4,5

2,5 3,5 4,5

Ris

ks

Rewards

Projectbeschrijving

Simulatie van AM-proces voor inzicht in thermische spanningen. Mogelijk automatisch finetunen van design voor AM-processing.

Integratie van 3D- en 2D-printprocessen (bijv. geleidende vlakken/sporen) in een 3D-object.

Nanomaterialen-onderzoek evalueren op AM-toepasbaarheid.


In het onderwijs kennis over 2D- en 3D-printen integreren.

Meer interactie en kennisuitwisseling tussen 3D-service- en ontwerp-bureaus en de (print)industrie over de mogelijkheden van 3D-printen.

Best practices voor ontwerpregels (bijvoorbeeld verwijderen supportmateriaal) breder verspreiden.

Bestaande materialen doorontwikkelen om reproduceerbaarheid en specificaties te verbeteren.

Multi-material jetting in metaal.

Expertise per segment van product in transparante samenwerkingsvormen.

Direct poeder uit erts maken (incl. recycling).

Topologie-optimalisatie voor mechanische, thermische en dynamische eigenschappen.

Functievergroting vereist materiaaleigenschappen, zoals betere hechting, microcorrosie.

Nauwkeuriger printen (met veel minder spanning in het materiaal) elimineert nabewerkingen.

Materiaalkosten plus machinekosten concurrerend houden/maken voor nieuwe toepassingen.

Totale proces optimaliseren: kwaliteit, snelheid, stabiliteit en standaarden (incl. ontwerp en nabehandeling).

FDM of stereolithografie in metaal?

Machine met een detail-printkop voor nauwkeurige details, en grotere ‘grove’ kop voor grote oppervlakken.

Combinatie machine 3D + pick & place: componenten in hybride AM-product integreren tijdens proces.

AMT & connectivity (RF).

Andere disciplines (materiaalkunde, mechatronica, productie-automatisering) vanuit 3D-printperspectief.

Leren van beschikbare automatisering in andere productietechnieken.

Goedkoper en betere performance door software die taken van de engineer overneemt.

Meer toepassingen die grote marktpotentie hebben.

Verbeteren materiaal en daarmee performance eindproduct.

Goedkoper en betere performance door software die taken engineer overneemt.

Verbeteren kennis over printen, zodat meer toepassingen ontstaan.


Delen kennis om betere (performance) producten te realiseren en meer toepassingen.


Goedkoper en betere performance van eindproducten die uit machine komen.


Goedkopere materialen.

Goedkopere en betere performance door support voor engineer (complexe componenten).

Ontwikkeling materialen voor verbetering performance (functionele onderdelen).

Goedkopere (geen nabewerking) en betere performance (nauwkeuriger).

Vraag naar lagere materiaal- en machinekosten.

Goedkoper en betere performance door integrale optimalisatie van het proces.

Meer toepassingen.

Sneller, goedkoper en nauwkeurig printen in een machine.

Meer concurrerende toepassingen voor (complexe) producten.




Opbrengsten/potentie

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

12

6

4

5

710

1618

21

20

19

317

15 12

8

22

1413

911


1,5

2,5

3,5

4,5

2,5 3,5 4,5

Ris

ks

Rewards

Projectbeschrijving

Simulatie van AM-proces voor inzicht in thermische spanningen. Mogelijk automatisch finetunen van design voor AM-processing.

Integratie van 3D- en 2D-printprocessen (bijv. geleidende vlakken/sporen) in een 3D-object.

Nanomaterialen-onderzoek evalueren op AM-toepasbaarheid.


In het onderwijs kennis over 2D- en 3D-printen integreren.

Meer interactie en kennisuitwisseling tussen 3D-service- en ontwerp-bureaus en de (print)industrie over de mogelijkheden van 3D-printen.

Best practices voor ontwerpregels (bijvoorbeeld verwijderen supportmateriaal) breder verspreiden.

Bestaande materialen doorontwikkelen om reproduceerbaarheid en specificaties te verbeteren.

Multi-material jetting in metaal.

Expertise per segment van product in transparante samenwerkingsvormen.

Direct poeder uit erts maken (incl. recycling).

Topologie-optimalisatie voor mechanische, thermische en dynamische eigenschappen.

Functievergroting vereist materiaaleigenschappen, zoals betere hechting, microcorrosie.

Nauwkeuriger printen (met veel minder spanning in het materiaal) elimineert nabewerkingen.

Materiaalkosten plus machinekosten concurrerend houden/maken voor nieuwe toepassingen.

Totale proces optimaliseren: kwaliteit, snelheid, stabiliteit en standaarden (incl. ontwerp en nabehandeling).

FDM of stereolithografie in metaal?

Machine met een detail-printkop voor nauwkeurige details, en grotere ‘grove’ kop voor grote oppervlakken.

Combinatie machine 3D + pick & place: componenten in hybride AM-product integreren tijdens proces.

AMT & connectivity (RF).

Andere disciplines (materiaalkunde, mechatronica, productie-automatisering) vanuit 3D-printperspectief.

Leren van beschikbare automatisering in andere productietechnieken.

Goedkoper en betere performance door software die taken van de engineer overneemt.

Meer toepassingen die grote marktpotentie hebben.


Goedkoper en betere performance door software die taken engineer overneemt.



Delen kennis om betere (performance) producten te realiseren en meer toepassingen.


Goedkoper en betere performance van eindproducten die uit machine komen.


Goedkopere materialen.

Goedkopere en betere performance door support voor engineer (complexe componenten).

Ontwikkeling materialen voor verbetering performance (functionele onderdelen).

Goedkopere (geen nabewerking) en betere performance (nauwkeuriger).

Vraag naar lagere materiaal- en machinekosten.

Goedkoper en betere performance door integrale optimalisatie van het proces.

Meer toepassingen.

Sneller, goedkoper en nauwkeurig printen in een machine.





Opbrengsten/potentie

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

12

6

4

5

710

1618

21

20

19

317

15 12

8

22

1413

911

Figuur 22 - Rewards, Risks en Resources, bepaald voor 22 mogelijke projecten rond design, processen & materialen

(Berenschot, 2013).

In Bijlage 5 worden enkele geselecteerde projecten nader omschreven.

“��Additive�Manufacturing�van�metalen�componenten�is�voor�ons�als�ontwikkelende�en�

makende�systeemtoeleverancier�in�de�high-tech�industrie�een�excellente�aanvulling�

op�onze�merendeels�abrasieve�maaktechnologieën.�Deze�nieuwkomer�is�meer�dan�

een�evolutie.�Het�is�een�revolutie�die�tegelijkertijd�ook�geen�verdringer�is�van�de�

abrasieve�technologieën,�maar�een�zeer�welkome�aanvulling�daarop.�Het�opent�ook�

in�het�domein�van�product/systeemontwikkeling�nieuwe�ontwerpvrijheden.�

Tegelijkertijd�is�het�een�technologie�die�nog�verder�naar�volwassenheid�moet�groeien.�

Daarbij�zijn�cyclustijden�en�slimme�integratie�met�bestaande�abrasieve�technologieën�

key�issue.“EricHezemansManagingdirectorNTSSystemsDevelopment,NTS-Group


Ecosysteem5



5.1 Ecosystemen in de wereld

3D-printen is een opkomende technologie. Er is daarom momenteel nog geen expliciet ecosysteem

aan te wijzen, zoals Silicon Valley dat wel is voor de halfgeleiderindustrie. Echter, er zijn wereldwijd

sterk groeiende bedrijven en kennisinstellingen/universiteiten die zich bezighouden met 3D-printen.

Per land zijn de bekendste spelers in kaart gebracht (zie Figuur 23).

Verenigde Staten

3D Systems (machines en services)

Stratasys (machines en services, Redeye)

Z Corp (machines, overgenomen door 3D Systems)

Solidscape (machines, overgenomen door Stratasys)

DSM Somos (materiaal en services)

University of LouisvilleRapid Prototyping Centre

Georgia Tech Rapid Prototyping and Manufacturing Institute

Michigan State University Rapid Prototyping Research laboratory

Milwaukee School of Engineering - Rapid Prototyping Centre

Europe

Groot-Brittannië

Loughborough University Rapid Manufacturing Consortium

University of Nottingham Institute for Materials Technology

Cambridge (jetting)

University of Leeds

Nederland

Shapeways (applicaties)

FOC (applicaties)

TNO

België

Materialise (service)

LayerWise (service)

Melotte (service)

Sirris

KU Leuven

IMEC

Zweden

Arcam (machines)

Finland

Aalto University

Duitsland

EOS (machines)

Envisiontec (machines)

Evonik (materiaal)

Fraunhofer (ILT, IPA)

DMRC

Japan

ARRK (service)

China

Beijing Tiertime (machines)

Meerdere servicebedrijven

Azië

Israël

Objet (machines, fusie met Stratasys)

Legenda

Land

Bedrijven

Kennisinstellingen / universiteiten

Aantal machines

Europa

Aantal machines

VS40%

29%

Aantal machines

Azië

26%

Aantal machinesRest van de wereld

5%

Figuur 23 - Overzicht van belangrijke spelers in de ontwikkeling van 3D-printen (Bron: Expertmeeting, Wohlers (2012),

teamanalyse, aanpassing en bewerking Berenschot).

49


De Verenigde Staten zijn een dominante speler, met name vanuit het aansprekende potentieel aan

bedrijven (zie Figuur 24). 3D Systems en Stratasys zijn de twee grootste OEM-bedrijven en ze

groeien verder, met name door veel overnames te doen van onder meer service providers. Naast

vooraanstaande bedrijven zijn er ook universiteiten en kennisinstituten met 3D-printen bezig,

waardoor inmiddels een aansprekende patentportefeuille is opgebouwd.

Europa kent één grote OEM’er, EOS. Daarnaast zijn er grote service providers, zoals Materialise.

Europa is sterk vertegenwoordigd qua kennisniveau en beschikt wereldwijd over de meeste

patenten, met name vanuit het Verenigd Koninkrijk en Duitsland, maar ook Frankrijk, België, Italië,

Spanje en Portugal.

Azië is sterk aan het groeien. Japan is van oudsher sterk in de (high-tech) maakindustrie, maar de

groei is nu met name zichtbaar in China. Dat geldt voor zowel de machinebouwers als de service

providers. India beschikt over een beperkt aantal printmachines, maar zal de komende tijd groei

gaan vertonen, zeker in combinatie met de sterke ICT-positie.

In Israël is het sterke bedrijf Objet (gefuseerd met Stratasys) gevestigd. Daarnaast is er gedegen

kennisontwikkeling en startende industrie in Zuid-Afrika, Australië, Nieuw-Zeeland en Brazilië.

12,9% - Other

1,3% - Russia

1,5% - Taiwan

8,6% - China

2,2% - Korea

10,2% - Japan

1,4% - Spain

38,3% - United States (U.S.)

1,3% - Turkey

1,9% - Canada

9,3% - Germany

3,0% - France

4,4% - UK

3,9% - Italy

Figuur 24 - Aandeel van landen in de 3D-printbusiness (Bron: Wohlers).

5.2 (Zuid-)Nederland

Figuur 25 bevat een SWOT-analyse van het ecosysteem (Zuid-)Nederland. Dat betreft Noord-

Brabant, Zeeland en Limburg, maar ook aanpalende gebieden in Nederland richting de Technische

Universiteit Delft en de omgeving van Universiteit Twente. Duitsland (Aken) en België (Leuven)

behoeven speciale aandacht. Met name in de samenwerking met deze ecosystemen worden er

meer kansen voor de sector gecreëerd.

50


Sterktes Kansen

Sterke wereldwijde positie in meerdere maaktechnologieën, machinebouw en design (mechatronica, optica, lithografie, printing en embedded software).

Sterk high-tech cluster in Zuid-Nederland, zowel OEM’ers als toeleverketen.

Beschikbaarheid van (gezamenlijke) 3D-metaalprint-faciliteiten en samenwerking van high-tech toeleverketen rond faciliteiten.

Aanwezigheid van materiaalkennis (DSM, TenCate).

Creatieve industrie, zowel rond Eindhoven als in Amsterdam, Arnhem en Utrecht.

Kennisinstellingen zoals TNO, TU/e, Fontys en Holst Centre, en ook samenwerking met Duitsland en België.

Aanwezigheid van productontwikkelaars in luchtvaart, automotive, machinebouw, medische devices.

Kansen voor toeleverketen aan markten in de regio: machine- en apparatenbouw, medisch, electronics, automotive, aerospace, consumenten (lifestyle & fashion).

Veel sterke potentiële eindgebruikers in high-tech sector/Brainport Industries (Océ, ASML, Philips, VDL, FEI, Stork (SPG)).

Start van OEM-initiatieven voor geïntegreerde industriële 3D-metaalprintsystemen gebaseerd op aanwezige kennis en kunde in ecosysteem.

Kansen op langere termijn in andere sectoren waar Nederland sterk is: offshore, energie, proces-industrie, food.

Samenwerking tussen (top)sectoren, verbinding met ecosystemen in België en Duitsland.

Zwaktes Bedreigingen

Beperkte toeleverketen, zowel voor design en engineering als van parts-leveranciers en productiebedrijven, softwareleveranciers en consultancy.

Nog slechts beperkte OEM-capaciteit in Nederland aanwezig.

Beperkte aandacht voor 3D-printen in onderzoek en onderwijs aan universiteiten (TU’s).

Samenwerking op Europees niveau rond 3D-printen is nog erg beperkt.

Te lage investeringssnelheid in nieuwe 3D-print-technologie en daardoor achterstandspositie oplopen ten opzichte van de concurrentie.

Ontwikkelingen in VS en Azië gaan sneller en worden financieel beter ondersteund; dit geldt ook voor preventieve overnames door monopolistische spelers.

Huidige achterstand ten opzichte van buitenlandse ecosystemen in marktomvang en aantallen bedrijven.

Figuur 25 - Samenvatting van de SWOT-analyse voor het ecosysteem (Zuid-)Nederland.

51

“��Additive�Manufacturing�van�functionele�metaaldelen�voor�toepassingen�in�de�

high-tech�industrie�zal�substantieel�groeien�wanneer�‘Design�for�AM’�samenkomt�

met�verbeterde�en�geïntegreerde�industriële�3D-printing�equipment.�Brainport�

Industries,�het�AddLab-partnership�en�Additive�Industries�bundelen�hun�krachten�

om�de�nieuwe�hot�spot�voor�industriële�3D-metaalprinting�te�creëren.“DaanA.J.KerstenCEO,AdditiveIndustries


Printen op substraten6



6.1 Inleiding

Het printen van materialen op substraten heet ook wel 2D- of 2,5D-printen. Hierbij wordt geen

3D-model geproduceerd, maar worden één of meerdere lagen op een substraat (meestal een

plaat) aangebracht. Dit gebeurt met nauwkeurig gepositioneerde nozzles in een printkop die zeer

precies (vloeibare) lagen kunnen positioneren (jetten). Deze technologie, die is ontwikkeld om

inkt te jetten (principe: inkjetprinters), kan voor steeds meer materialen worden benut. Dit betreft

in het bijzonder verschillende soorten metalen, maar ook andere printbare materialen zoals

keramieken en alternatieve kunststoffen en biomaterialen.

Voordelen van printen op substraten zijn:

efficiënter gebruik van materialen (additief proces);

contactloos materiaal positioneren zonder masker;

tot op de micronschaal positioneerbaar (< 20 micron);

vormvrijheid voor het printen van complexe patronen.

Het printen op substraten kent vele applicaties, zoals semiconductors (back-end), PCB’s, displays,

zonnepanelen, OLED’s, high-power LED’s, electrical interconnects (via’s) en andere componenten.

Een bijzonder interessante mogelijke toepassing is het printen van elektronica (bijvoorbeeld chips,

accu’s en PCB’s) en de bijbehorende integrale behuizing in een zelfde procesgang. Bij het Holst

Centre komen de werelden van 3D-printen en het printen op substraten bij elkaar in

onderzoeksprogramma’s.

6.2 Marktontwikkelingen, applicaties en eisen

De markt voor grafisch printen (buiten de scope van deze roadmap) is zeer groot, circa $ 650

miljard. De markt voor het printen op substraten (binnen de scope van deze roadmap) is in

potentie erg groot. Tabel 2 geeft weer wat de huidige marktgrootte is van enkele

applicatiegebieden van het printen op substraten.

Tabel 2-Overzichtvandehuidigemarktgroottevoorapplicatiegebiedenvanprintenopsubstraten(Bron:Océ,2012).

Markt Huidige marktomvang ($ miljard)

Displays (plat) 120

Printed Circuit Boards (PCB’s) 50

Electronics 30

Zonnepanelen 15

Displays (paper-like) 1

Ter vergelijking: grafisch printen (buiten scope van Industrial Printing) 600

Het decoratief printen op keramiek of textiel maar ook het printen van features op verpakkingen

zijn mogelijke interessante applicaties. De focus ligt echter op het printen van electronics, PCB’s,

OLED’s, RFID-chips, zonnepanelen en displays. Het printen van bijvoorbeeld ‘conductive tracks’ is

53


op dit moment al mogelijk onder atmosferische condities of met een masker. Ook het direct

printen van metalen (gas of vloeibaar) op substraten is een mogelijkheid. Applicaties met PCB’s,

OLED’s en RFID-chips stellen hoge eisen aan de printnauwkeurigheid maar ook aan de

productiebetrouwbaarheid en processnelheid. Die eisen zijn op dit moment nog buiten bereik,

maar de realisatie ervan is binnen nu en vijf jaar wel te verwachten.

6.3 Technologieontwikkelingsrichtingen

De belangrijkste technologieontwikkelingen voor het printen op substraten zijn onderstaand

weergegeven. Deze zijn vermeld in de Roadmap Printing (2011) van de topsector HTSM. Sommige

onderwerpen hebben synergie met de oplossingsrichtingen van Paragraaf 4.7.

Complexe interactie tussen componenten en printsystemen

De complexe interactie tussen de kerncomponenten van printsystemen wordt nog niet volledig

begrepen. Fysische studies zijn noodzakelijk om deze interactie en het werkingsprincipe verder te

onderzoeken. Aspecten die een bepalende rol spelen zijn de werking van kleine druppels, hogere

jetting-frequentie, hogere nauwkeurigheid, aanpassing van druppelgrootte en -vorm, en het

drogen, fixeren en curen op het substraat. De bijkomende effecten van variatie in de viscositeit

en andere vloeistofparameters moeten in dit kader ook worden onderzocht.

Nieuwe printkoppen

Nieuwe printkoppen zijn nodig om kleinere druppels (van 10 naar 1 micrometer), met hogere

frequentie (van kHz naar MHz), geschikt te maken voor meer materialen, met meer nozzles en de

mogelijkheid om gelijktijdig te kunnen printen. Daarnaast zijn meer sensoren en intelligente

control-principes noodzakelijk om de betrouwbaarheid, nauwkeurigheid en printsnelheid verder

te verbeteren.

Printkoppen en functionele materialen

Nieuwe printkoppen in combinatie met het gedrag van nieuwe functionele materialen kunnen

specificaties zoals nauwkeurigheid, snelheid (en daarmee kosten), betrouwbaarheid en de

hechtbaarheid aan het substraat verbeteren. Hierbij speelt de gehele procesweg, vanuit de

nozzle, door de lucht naar het substraat, een rol. Er is behoefte aan fundamenteel begrip van

depositie en drogen/fixeren van druppels en het gedrag van vloeistoffen op substraten, maar ook

aan kennis van toepassingen.

Betrouwbaarheid en sensors & control

Verdere ontwikkeling van intelligente sensoren en control-mechanismen op printkoppen, van de

bijbehorende kennis van materiaalinteractie, en van geïntegreerde systemen is nodig om de

nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van het integrale proces te verbeteren.

Nieuwe machines

Daarnaast moeten er nieuwe machines worden ontwikkeld die nog sneller, nauwkeuriger,

betrouwbaarder en met minder energie kunnen printen. Dat vergt ontwikkelingen in embedded

systemen, mechatronica en sensors & control-systemen maar ook in de workflow-oplossingen.

Verdere ontwikkeling van een platformarchitectuur helpt de ontwikkeltijd voor een dergelijke

machinereeks te verkorten. Een nieuwe machine vereist zowel verbetering van bestaande

componenten (pick & place, mechatronica) als de ontwikkeling van speciale (print)modules. De


totale architectuur voor industrial printers moet in combinatie met nieuwe designtools worden

ontwikkeld, om te komen tot afstemming binnen de gehele ontwikkelketen.

6.4 Applicaties

Figuur 26 toont mogelijke applicaties voor printen op substraten.

Consumer electronics

Organic Photovoltaic

FlexibleDisplay

OLED Lighting

Electronics &Components

IntegratedSmart

Systems

Outdoor recreational application and remote

Off-grid buildings facade and BIPV

Rooftop grid connected

OE-A Roadmap for Organic and Printed Electronics Applications

Printed RF-tags, primary batteries, printed memories for games

RFID for brand protection, advanced memories, transparent conductors for touch sensors

RFID and memories for logistics and smart applications, integrated batteries

RFID for item level, memories for multimedia, integrad batteries and omponents

Simple physical and chemical sensors, textile photo-detectors, OPVs for battery charging

Sensor arrays, intelligent tickets, integrated displays, OPV in textiles

Complex smart packaging, fibre integrated sensors

Miniaturised diagnostics/lab-on-a-chip

Existing until 2010

Short term2011-2014

Medium term2015-2019

Long term2020+

General lighting technology

Flexible lighting elements

Decorative lighting (products)

Design lighting (prototype)

Flexible segmented displays integrated into smart cards, price labels

Rollable colour displays, OLED TV

Electronic wallpaper Rollable OLED TVs, telemedicine

Figuur 26 - Mogelijke applicaties voor printen op substraten (Bron: Organic and Printed Electronics Association).


Roadmap voor (Zuid-)Nederland7


7.1 Overzicht

De informatie in deze roadmap geeft een goed overzicht van de huidige stand van zaken op het

gebied van industrieel printen en van de verwachte (nabije) ontwikkelingen. Maar waar moet de

regio (Zuid-)Nederland nu op inzetten? Bij elke keus die men maakt is het noodzakelijk een

integrale aanpak zeker te stellen, met aandacht voor educatie, technologische ontwikkeling,

vraagontwikkeling, verdienmodel en samenwerking in de keten; zie Figuur 27.

Samenwerken in de keten

Educatie Technologische ontwikkeling

Verdienmodellen Vraagontwikkeling

Figuur 27 - Integrale aanpak van de kansen die industrieel printen voor (Zuid-)Nederland biedt.

7.2 Educatie

Industrial printing, en dan met name 3D-printen, vereist een fundamenteel andere aanpak van

het design- en productieproces. Waar bij traditionele fabricagetechnieken continu rekening moet

worden gehouden met de grenzen van de mogelijkheden, zijn de mogelijkheden bij 3D printen

juist onbegrensd. Om die snel te kunnen benutten, is het van belang dat scholieren en studenten

in een vroegtijdig stadium worden geënthousiasmeerd voor 3D-printing: eigen ontwerpen

printen, de eigen fantasie de vrije loop laten en deze tastbaar vormgeven. Programma’s die de

aanwezigheid en het gebruik van 3D-printers op (lagere en middelbare) scholen en universiteiten

stimuleren, zijn gewenst.

De aanwezigheid van voldoende financiële middelen voor de aanschaf dan wel het gebruik van

printers is een eerste voorwaarde voor het ontwikkelen van een sterk cluster in (Zuid-)Nederland.

Voorbeelden zoals ProtoSpace in Utrecht, waar de universiteit en hogeschool samenwerken met

een zogeheten FabLab, reduceren de drempel voor studenten om te gaan experimenteren. Dit

verdient brede navolging in (Zuid-)Nederland. Inmiddels is er een FabLab bij het Summa College

in Eindhoven opgericht, uitgerust met diverse 3D-printers en beschikbaar voor productie en

educatieve doeleinden.

Daarnaast is het beschikbaar stellen van vrije printcapaciteit aan scholen en universiteiten een

mes dat aan twee kanten snijdt. Immers, er staan op dit moment reeds veel verschillende

3D-printers bij bedrijven in (Zuid-)Nederland. Veel van deze printers worden niet 100% benut.

Wanneer een redelijke vergoeding af te spreken is voor het gebruik van deze overcapaciteit door

scholen en universiteiten, bespoedigt dit de educatieve ontwikkeling en vergroot het de

rentabiliteit van de investering door de bedrijven.


7.3 Technologische ontwikkeling

Industrial Printing staat aan het begin van een grote toekomst, maar behoeft nog de nodige

technologische ontwikkeling om tot volle wasdom te komen. Op het gebeid van materiaal-

ontwikkeling, procesontwikkeling en ontwerpen zijn doorbraken gewenst. Bij materialen is naast

ontwikkeling op het gebied van polymeren, metalen en keramiek, vooral interesse in de

ontwikkeling van hybride en biocompatibele materialen. Hybride materialen zijn voor zowel

consumentengoederen als industriële toepassingen gewenst. Biocompatibele materialen zullen

leiden tot doorbraken in de medische wereld.

Procesontwikkeling is met name gewenst op het gebied van grotere bouwoppervlakken,

post-processing, surface finishing en automatisering. Momenteel zijn 3D-geprinte onderdelen nog

relatief klein, en behoeven ze de nodige menselijke behandeling voordat ze gebruiks- of

verkoopgereed zijn. Om echt economisch rendabel te worden, zouden veel van die menselijke

activiteiten geautomatiseerd moeten kunnen worden.

Op het gebied van ontwerpen is met name de eenvoudigere omzetting van een design voor

traditionele fabricage naar een design voor 3D-printen, en de ontwikkeling van ‘Design for

3D-printing’, van belang.

Open innovatie en samenwerking versnelt de leercurve. Voorbeelden van

samenwerkingsverbanden zijn Penrose (www.tno.nl, zoekterm: Penrose) en AddLab, een

gezamenlijke AM-faciliteit van tien toeleveranciers, geïnitieerd door Brainport Industries en

Additive Industries (www.additiveindustries.com). De kansrijkste technologiebieden voor

samenwerking met TNO zijn hieronder weergegeven (zie Figuur 28). Aansluiten is voor

nieuwkomers nog steeds mogelijk.

EmbeddedElectronics

High TechParts & Spares

Roadmap & Facility

HumanRelated

Mechatronics (Assy)

Design

Pre-processing

Vat Polymerization

Powder Bed Fusion

Material Jetting

Post-processing & Analysis

Technology Program Common Ground Application Program

Figuur 28 - Overzicht van kansrijke technologiegebieden (Bron: TNO, Penrose shared research program).


Nieuwe, vergelijkbare initiatieven zijn echter noodzakelijk om het technologische cluster in (Zuid-)

Nederland op het gewenste internationale niveau te brengen. De mogelijkheden die faciliterende

organisaties als BOM, LIOF, Syntens, Economische Impuls Zeeland en Brainport Industries, de

provincies en het rijk hebben, zouden nog scherper onder de aandacht van ondernemers en

onderzoekers moeten worden gebracht. Een extra impuls voor een continue en creatieve oproep

tot het gezamenlijk indienen van dicht bij de markt liggende initiatieven is gewenst.

7.4 Verdienmodellen

Wanneer 2,5- en 3D-primting technieken robuuster en sneller zijn dan nu het geval is, komen

alternatieve businessmodellen om de hoek kijken. Het ‘on demand, on location’ printen van

onderdelen of additionele features wordt dan mogelijk. Op voorraad houden van onderdelen

wordt overbodig. Samen met de mogelijkheden die online marktplaatsen bieden, opent dit de

weg naar duurzame, economisch rendabele inzet van 3D-printing in de B2B-sector.

Hybrid Wholesale (groothandel met mogelijkheden voor printing, lees productie), 3dPlaza en

3D Hubs zijn netwerkinitiatieven die op een alternatieve manier gebruik willen maken van de

bestaande infrastructuur. Samenwerking tussen service providers in (Zuid-)Nederland zou moeten

worden gestimuleerd om dergelijke initiatieven ook hier van de grond te krijgen en het gebruik van

3D-printing te bevorderen.

7.5 Vraagontwikkeling

Zoals hierboven aangegeven, is het van belang de mogelijkheden van 3D-printing breed uit te

meten om ervoor te zorgen dat er meerdere initiatieven in Zuid-Nederland ontstaan. Deze ‘druk van

onderen’ (bottom-up) is van belang om de samenwerking tussen grote en kleine ondernemingen

verder te intensiveren. Interessante applicatievelden liggen in de sectoren medisch en tand-

technisch, luchtvaart, automotive, defensie, consumentenproducten en high-tech machinebouw

(inclusief tooling). In Bijlage 5 is een overzicht gegeven van projecten die gedurende de

vervaardiging van deze roadmap naar voren zijn gekomen; daarbij is aangegeven welke partners

deze initiatieven tot een kansrijke propositie zouden kunnen uitwerken. Wanneer enige financiële

ondersteuning vanuit de regionaal beschikbare fondsen de start-up van deze initiatieven kan

bespoedigen, brengt dit de ontwikkeling van een internationaal vooraanstaand cluster van 3D- en

Industrial Printing zeker naderbij.

7.6 Samenwerking in de keten

In het voorgaande is meermaals stilgestaan bij de noodzaak van een gecoördineerde aanpak van de

initiatieven die nodig zijn om een vooraanstaande plaats te kunnen innemen in de wereld van

3D- en Industrial Printing. De introductie van 3D-printen op scholen en universiteiten, het

stimuleren en ondersteunen van technologische ontwikkelingen, het aanjagen van de vraag-

ontwikkeling en het bieden van een vruchtbare bodem voor nieuwe businessmodellen, ... het moet

tegelijkertijd worden aangepakt. Door open innovatie en actieve communicatie en informatie-

uitwisseling tussen de lopende en voorgenomen initiatieven kan ten volle de potentie worden benut

die (Zuid-)Nederland heeft om een internationale hotspot voor 3D- en Industrial Printing te worden.


Het neemt niet weg dat de ecosystemen rondom ons eigen ecosysteem direct ingezet moeten

worden om snelle bloei te kunnen bewerkstelligen. België en Duitsland beschikken op

deelgebieden over een behoorlijke voorsprong. Deze ecosystemen zijn niet direct in te halen,

laat staan dat we er direct concurrerend mee kunnen zijn. In (Zuid-)Nederland moeten we onze

positie bepalen en sectoren kiezen waarin we onderscheidend en aanvullend kunnen zijn ten

opzichte van België en Duitsland. Dat betreft applicatie-ontwikkeling, productiecentra,

machinebouw (metalen, keramieken) en tooling en materiaalontwikkeling. Daarbij dienen we ons

ook open te stellen voor nauwere samenwerking met onze buurlanden; in de nieuwe Europese

programma’s zullen er zeker kansen liggen voor 3D-printconsortia.

7.7 Keuzes voor sectoren

Wanneer een geïntegreerd programma voor het ontwikkelen van een internationale hotspot voor

3D- en industrial printing wordt opgesteld, is het verstandig expliciet rekening te houden met de

markteisen. Het gaat erom dat ontwikkelingen ook daadwerkelijk doorstoten tot in de

gebruikersmarkt, en dat de spelers in deze markten van meet af aan bij de ontwikkeling worden

betrokken. Daarvoor is het van belang om aan te sluiten bij de behoeften die er in de specifieke

markten spelen.

Twee markten waarop veel kennis en kunde in de regio aanwezig is en waarin de marktacceptatie

van 3D-printen binnen vijf jaar verwacht wordt, zijn electronics & electronic devices en machine-

en apparatenbouw. Daarnaast is de medische en tandtechnische markt sterk vertegenwoordigd in

de regio. Marktacceptatie van 3D-geprinte producten wordt hier echter pas over een wat langere

termijn verwacht vanwege de langdurige toestemmingsprocedures die in deze wereld gelden.

Marktacceptatiebinnen vijf jaar

Marktacceptatieover tien jaar

Volgend Leidend

Toepasbaarheid Additive

Manufacturing

Concurrentiepositie

Geen ondersteuning Stimuleringsprogramma’s

Samenwerkingsfondsen Business development-acties

Automotive

Aerospace

Medical / Dental

Machine- en apparatenbouw

Consumenten-producten

Electronics & electronic devices

Figuur 29 - Concurrentiepositie van (Zuid-)Nederland.


Wat betreft automotive en aerospace is er in Nederland een sterke, goed georganiseerde

toeleverketen, maar is de regio Zuid-Nederland niet leidend. De eindfabrikanten bevinden zich

simpelweg niet in de regio. Datzelfde geldt voor consumentenproducten, waar momenteel de

marktacceptatie van 3D-printen het hoogste is. Dit blijven echter wel interessante markten, ook

voor de regio.

Om de impact en introductie van 3D-printing in de kansrijkste sectoren verder aan te jagen, zou

de creatieve industrie, samen met sterke eindgebruikers als Océ, ASML, Philips, FEI, Vanderlande,

VDL, Stork en NXP, kunnen bijdragen aan het ontwikkelen van 3D-toepassingen. Ook helpt het

als High Tech NL (vereniging met circa 140 bedrijven, waaronder veel OEM’ers) en Brainport

Industries (de technologische toeleverketen met tachtig aangesloten bedrijven) structureel

aandacht blijven besteden aan 3D-printing. Uiteraard moeten de designtools, materialen en

maakprocessen ‘hand in hand’ beschikbaar komen. Schematisch zijn de kansrijke gebieden

weergegeven in Figuur 29.

Een actieprogramma dat voor een langere periode (drie à vijf jaar) kruisbestuiving en creatieve

samenwerking in (Zuid-)Nederland bewerkstelligt, lijkt een noodzakelijke voorwaarde om een

internationale voorloperspositie zeker te stellen.

Innovatie Zuid - Roadmap 3D-Printen62

Projectteam

Berenschot ErikTeunissen

Berenschot OnnoPonfoort

Berenschot WouterdeWolf

Berenschot LindavandenHurk

MLBusinessDevelopment JeroenLangendam

Kernteam

BrabantseOntwikkelingsMaatschappij PieterMeuwissen

BrabantseOntwikkelingsMaatschappij MichelWeeda

BrainportIndustries JohnBlankendaal

IndustriebankLIOF CharlesMevis

EconomischeImpulsZeeland RutgervanderMale

Syntens PieterHovens

TNO MarkVaes

TNO FritsFeenstra

TNO BartvanderVorst

Externen

4Washing AlainKahn

AdditiveIndustries JonasWintermans

AdditiveIndustries DaanKersten

DSM(NBD) EdRousseau

FontysHogeschool JanBernards

FormatecCeramics MichieldeBruijcker

KMWE ArnoGramsma

NTS-Group JaapStulp

PhilipsInnovationServices BertWouters

RicohEurope HansSnoeks

RMCenter RenéGroothedde

Sirris BenjaminDenayer

TNO KristaPolle

TNO MarcVaes

TUDelft FredvanKeulen

TycoElectronics JeroenDuis

VDLEnablingTechnologiesGroupEindhoven PierrevandenHurk

VDLEnablingTechnologiesGroupEindhoven HarmNelissen

Wärtsilä AndréJanssen

Bijlage 1: Betrokkenen


Interviews

Océ-Technologies M.Slot

Mutracx H.J.Zwiers

NTS-Group E.Hezemans

NTS-Group J.Stulp

DSM(NBD) E.Rousseau


2D-printen Tweedimensionaalofwelgrafischprinten.

2,5D-printen 3D-printenopsubstraten,waarbijslechtseenenkelelaag/enkelelagen

vaneenmateriaalwordenaangebracht.

3D Driedimensionaal.

AM of AMT AdditiveManufacturing(Technology):generiekebenamingvoor

3D-printen.

AMF ActionMessageFormat,eenbestandstypedatbinairinformatieover-

brengt;bekendeAMF-typenzijnActionScriptenXML.

ASTM AmericanSocietyforTestingandMaterials:Amerikaansestandaardisa-

tieorganisatie.

BAM Bio-AdditiveManufacturing:hetlaagvoorlaagaanbrengenvanbiolo-

gischmateriaal(cellen).

B2B Business-to-Business:handelsverkeertussenondernemingen.

B2C Business-to-Consumer:handelsverkeertussenondernemersenconsu-

menten.

CAD Computer-AidedDrafting/Design:softwareomdigitaalteontwerpen/

producttekeningentemaken.

CAE Computer-AidedEngineering:integralesoftwareomondermeerte

tekenen(CAD),machinesaantesturen(CAM)enanalysesuittevoeren.

CAGR CompoundedAnnualGrowthRate:eentermvoordesamengestelde

jaarlijksegroei.

CAM Computer-AidedManufacturing:softwareomproductiemachineste

besturen.

CNC ComputerNumericalControl:geautomatiseerdverspanen(waaronder

frezen).

EBM ElectronBeamMelting:AM-technologiewaarbijeenelektronenbundel

invacuümgebruiktwordtom(metaal)poedertesmeltentoteenvaste

vorm.Metdezetechniekwordteengroteredichtheidbehaalddanmet

SLSofSLM.

FDA FoodandDrugAdministration:orgaanvandeAmerikaansefederale

overheiddatdekwaliteitenveiligheidvanvoedsel,toevoegingen

daaraanenmedicijnenbewaakt.OokbewaaktdeFDAdekwaliteiten

veiligheidvandebehandelingvanbloed,medischeproducten,toestel-

lenmetelektromagnetischestralingencosmetica.

FDM FusedDepositionModeling:AM-technologiewaarbijvastmateriaal

gesmoltenwordtenmeteennozzlelaagvoorlaageenobjectwordt

opgebouwd.

FEM FiniteElementMethod,ofweleindige-elementenmethode:eenreken-

methodewaarmeepartiëledifferentiaalvergelijkingenenintegraal-

vergelijkingenkunnenwordenopgelost.Dezemethodewordtonder

meergebruiktomsterkte-eigenschappenvanconstructiesincombinatie

metmaterialenteberekenen.

Bijlage 2: Begrippen en afkortingen


HTSM HighTechSystemenenMaterialen.

ISO InternationaleOrganisatievoorStandaardisatie.

LCA LifeCycleAnalysis:eenkwantificeringvandemilieu-impactoverde

gehelelevensduurvaneenproduct(vanproductietotrecycling).

LOM LaminatedObjectManufacturing:AM-technologiewaarbijvolume

ontstaatdoorlaagvoorlaaguittesnijdenenvervolgensopelkaarte

leggen.

OEM’er OriginalEquipmentManufacturer:bedrijfdatproductenlevertten

behoevevaneenmerkleverancier.

OLED OrganicLightEmittingDiode:eenlichtbronopbasisvaneenhalfgeleider.

PCB PrintedCircuitBoard(elektronica).

PMC Product-marktcombinatie.

Rapid Prototyping Algemenebenamingvoorhetsnelmaterialiserenvaneenobjectdoor

middelvanAMT.

RFID Radio-FrequencyIDentification:technologiewaarmeeopafstand

informatiekanwordenuitgelezenenopgeslagen.

SLA StereoLithographyApparatus:AM-technologiewaarbijeenvloeibaar

polymeeronderinvloedvaneenlaserlaagvoorlaagwordtuitgehard.

SLM SelectiveLaserMelting:AM-technologiewaarbijmetbehulpvaneen

laserlaagnalaag(metaal)poederwordtgesmoltentoteenvastproduct.

Bijdezetechniekwordtlasercusinggebruikt,waardoormetprecisie

wordtgesmoltenmethogereenergiën.Dedichtheidvanheteind-

productishogerdanbijSLS.

SLS SelectiveLaserSintering:AM-technologiewaarbijmetbehulpvaneen

laserlaagnalaag(metaal)poederwordtgesmoltentoteenvastproduct

(sinteren).

STL StandardTessellationLanguage.Ditiseenbestandstypedatspeciaal

ontworpenisvoordestereolithografie.

SWOT-analyse Analysevansterkten(Strengths),zwakten(Weaknesses),kansen

(Opportunities)enbedreigingen(Threats).

VDI VirtualDiskImage:bestandstypevanVirtualBox,eenvirtualisatie-

softwaretool.


Bijlage 3: Literatuur en bronnen

[1] TheEconomist,“Thethirdindustrialrevolution”,12april2012.

[2] Gartner,“GartnersKeyTrendstoWatchinGartner2012EmergingTechnologiesHype

Cycle”,2012.

[3] WohlersAssociates,“AdditivemanufacturingRoadmapforAustralia”,maart2011.

[4] AMPlatform,“AdditiveManufacturing”,StrategicResearchAgenda2013.

[5] Frost&Sullivan,“AdvancesinRapidManufacturing–TechnologyMarketPenetration

andRoadmapping”(TechnicalInsights),november2011.

[6] AdditiveManufacturing/RapidManufacturingPlatform,“TheExploitationofWorld

ClassAdditiveManufacturingbytheEU–AFutureVisionforAM”,StrategicResearch

Agenda,2011.

[7] WohlersReport2012,“AdditiveManufacturingand3DPrintingStateoftheIndustry”,

AnnualWorldwideProgressReport.

[8] RapidTech,“US-TurkeyWorkshoponRapidTechnologies,ABriefHistoryofAdditive

Manufacturingandthe2009RoadmapforAdditiveManufacturing:LookingBackand

LookingAhead”,2009.

[9] InstituteforDefenseAnalyses,“EmergingGlobalTrendsinAdvancedManufacturing”,

IDAPaperP-4603,Log:H11-001307.

[10] EuropeanCommission,“FactoriesofthefuturePPP”,Directorate-GeneralforResearch,

IndustrialTechnologies,UnitG2‘Newgenerationofproducts’,EUR24282EN,2010.

[11] PlatformonRapidManufacturing,“Visionon2020forrapidmanufacturing”,Vision

paper,2006.

[12] RoadmapforAdditiveManufacturingWorkshop,“Bio-AdditiveManufacturing”,

Keynotepresentation,NationalScienceFoundation,DrexelUniversity,30maart2009.

[13] DonaldLupoetal.,“OE-ARoadmapforOrganicandprintedElectronics”,2013.

[14] ABN-AMRO,“MetWeb-to-printworkflownaar‘echte’functionaliteit”,W2PWhite

paper,Visieopdeindustrie,sectorupdate2013,april2013.

[15] ABN-AMRO,“Hype,haarlemmerolieofhardewaardecreatie?Industriëleco-creatieen

3D-printing”,2012.

[16] Egbert-JanSolenArnoldStokking,“Detoekomstvandeindustrie”,november2012.

[17] RoadmapPrinting,“FromtheWorldofPrinttothePrintedWorld”,HTSMRoadmap,

december2011.

[18] TNO,“Penrose:SharedResearchProgramAdditiveManufacturing”,2013.

[19] PhilReeves,“AdditiveManufacturingand3Dprinting”,ChemicalIndustryDigest,

januari2013.

[20] PhilReeves,“Putting3DPrintingintoyourvaluestream:opportunitiesfornewbusiness

models”,Econolyst,oktober2012.

[21] Berenschot,“Kiezenendurven–RoadmapNieuweBusinesskansenModelmakerij”,

april2012.

[22] McKinseyGlobalInstitute,“Disruptivetechnologies:Advancesthatwilltransformlife,

business,andtheglobaleconomy”,(oneofthosetechnologiesis3Dprinting).


Bijlage 4: Materialen per proces

(Bron:�TNO)

Powder Bed Fusion Metals Chemical abbreviations Name

Laser based Stainless Steel X2CrNiMo17-12-3 316L, 17-4, 15-5

Maraging Steel X3NiCoMoTi 18-9-5

Cobalt Chrome CoCrMo ASTM F75

Titanium Ti6Al4V

Pure Titanium Ti Grade 2

Nickel Alloys NiCrFe Inconel 625, 718,

Hastelloy X

Aluminium AlSi10Mg

Gold Au

Electron

Beam based

Titanium Ti6Al4V Grade 5

Titanium Ti6Al4V ELI Grade 23

Titanium Ti Grade 2

Cobalt Chrome CoCr ASTM F75

Titanium Aluminide TiAl

Powder Bed Fusion Polymer FillerChemical

abbreviationsName

Laser based PolyAmide - PA12 PA 2200

Carbon Carbonmide

Glass PA 3200 GF

Aluminium Alumide

Flame Retardant PA 2210 FR

PolyAmide - PA11 PA1101

Polyetheramide-

Block-Copolymer

- TPE Primepart ST

(PEBA 2301) Au

PolyStyrene - PS PrimeCast 101

Polyaryletherketone /

Polyetheretherketone

- PAEK / PEEK EOS PEEK HP3

Thermal based

(sintermask)

Polypropylene - PP SinterPlast

Blueprinter PolyAmide - PA

PolyStyrene PS

EOS, 3DSystems, CRP Windform, Arkema, Exceltec and MicroFoil all have similar materials. Mainly based on Nylon PA12.


Powder Bed Fusion Sand Binder Name

Laser based Aluminium Silicate Sand Phenolic Resin coated Ceramics 5.2

Quartz Sand Phenolic Resin coated Quartz 4.2 / 5.7

Material Extrusion Polymer Chemical abbreviations

Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS

PolyCarbonate PC

Acrylonitrile Butadiene Styrene /

PolyCarbonate

ABS / PC Blend

Ultem PEI

Polyphenylsulfone PPSU / PPSF

Poly Lactic Acid PLA

PolyAmide PA

Vat Photo Polymerisation Material Filler

Acrylates Unfilled

Ceramic Filled

Wax Filled

Ceramics / Acrylate Blend Aluminium Oxide

Zirconia Oxide

Hydroxylapatite

Material Jetting Material Filler

Acrylates Unfilled

Wax -

Sheet Lamination Material Chemical composition Company involved

Paper Paper MCor

Polymer PVC Solido

Metal Aluminium FabriSonic

Stainless Steel

Copper

Titanium

Ceramics Alumina CamLem

Silicon Nitride


Directed Energy Deposition Process Materials Company involved

Laser Cladding Powder Based Fe-base, Co-base, Ni-base,

Al-base

Irepa

Fe-base, Co-base, Ni-Base,

Cermets, Ti-base

POM

316L, Inconel625, Ti-6Al-4V OptoMec / Lens

Wire Based Ti Norsk Titanium

Electron Beam Fe-base, Ni-Base Sciaky

Plasma Transferred Arc Deloro Stellite

Binder Jetting Material Chemical composition Company involved

Polymer PMMA VoxelJet

Metal Stainless Steel Digital Metals

316LL / Bronze ExOne

420SS / Bronze ExOne

Sand Casting Sand ExOne / VoxelJet

Miscellaneous Gipsum 3D Systems

Starch 3D Systems

Glass ExOne

Ceramics ExOne


Bijlage 5: Uitwerking van projecten

Workshop Applicaties & materialen

Naam project Manifolds (meerdere markten)

Onderwerp Complexe kanaaldelen met moeilijke functionaliteit in een kleine ruimte/volume.

Barrières (eisen die niet worden gehaald) / onderwerpen om aan te werken

• Vinden van de juiste marktsegmenten, met name lage volumes (high-tech, aerospace).

• Kosten omlaag van machining, materiaal, post-processing.

• Performance-eisen niet altijd behaald/onbekend; langetermijn-reliability, nauwkeurigheid.

• Design for 3D nog beperkt ontwikkeld bij huidige ontwerpers; daardoor worden mogelijk-

heden nog niet benut.

Mogelijke partners

• Additive Industries

• Grote (high-tech) bedrijven (applicatie)

• Opleidingen van huidige en toekomstige ontwerpers bij opleidingsinstituten en kenniscentra

Naam project Hybride devices, 3D-proces + assembly-processen (meerdere markten)

Onderwerp Plaatsen van componenten tijdens 3D-printproces.


• Additioneel component moet geschikt zijn om in printproces meegenomen te worden

(temperatuur).

• Interessante mogelijke applicaties: (system-on-a-)chip, batterijloze devices, dure IC’s.

• Pick & place van componenten, zeer nauwkeurig en bij voorkeur in-line.

Mogelijke partners

•IC design company

• IC manufacturer

• Industrial printing company (OEM’er)

• Packaging machinebouwer

• TNO

Naam project Integratie functies in één component (meerdere markten)

Onderwerp Functionele componenten printen (hybride) om meerdere functies te integreren.


• Mogelijke applicaties: system-on-a-chip (low power en low cost), LED-package, LED + lens

printen, LED-interface printen en separate lens monteren (hybride).

•Issues printen van de lens: oplossend vermogen van de printer en transparantie van materiaal,

thermische stabiliteit van het lensmateriaal.

Mogelijke partners

• Materiaalleveranciers (DSM)

• Industrial printerfabrikant

• Philips Research

•TNO


Naam project High-tech componenten (lichtgewicht, nauwkeurig, temperatuurbestendig)

Onderwerp 3D-printen van high-tech componenten.


• Real-life case uit high-tech toeleverketen: op basis van metaal of keramiek.

• Werken aan materiaalkennis, materiaaleigenschappen voorspellen (na processing):

spanningen, beschadigingen, microstructuren.

• Werken aan machine: afmetingen, snelheid, nauwkeurigheid, oppervlaktestructuur,

kosten omlaag van post-processing door interne nabewerking.

•Werken aan design: multidisciplinair, maakbaarheid, effect op materiaaleigenschappen

van processing, 3D vrije vorm; daarnaast aan ontwerpregels, gereedschappen (optimalisatie

topologie), computational engineering.

Mogelijke partners

• TU Delft: computational engineering

• ASML/FEI: als eindgebruiker

• Brainport Industries toeleveranciers: design, (pre- en post-)processing (KMWE, NTS, Frencken)

• TU/e, RuG: materiaalkennis

• Materiaalleveranciers

• Additive Industries: OEM’er van geïntegreerde Additive Manufacturing productielijnen

Naam project Smart packaging (food/medisch, en andere toepassingsgebieden)

Onderwerp Printen van slimme onderdelen op een substraat of totale verpakking.


• Nieuwe toepassingen: unieke partnumbering identification, ontwikkelen van sensoriek die je

kan printen.

•Issues: geschikte materialen, integratie in het productieproces van ‘smart’ functie en low cost,

standaarden ontwikkelen.

Mogelijke partners

• Preferred suppliers: retailers, Unilever, McDonald’s, farmabedrijven

• OEM’ers, machinebouwers

• Materiaalleveranciers

• Elektronica-ontwikkelbedrijf

•Onderzoeksinstelling


Naam project Dental (bruggen, kronen, gebitsprotheses)

Onderwerp -


• Materialen: polymeren, biocompatibiliteit nog niet voldoende (niet meer dan 24 uur in de mond).

• Metalen (Co, Cr) wel voorhanden en geïntroduceerd; keramiekoplossing alleen beschikbaar voor

onderstructuren, niet voor esthetische delen (kronen bijvoorbeeld).

• Voor esthetische delen eigenlijk multimaterial nodig (tanden zijn niet egaal van kleur), hier is nog

geen goede oplossing voor; geen goed multimaterial proces beschikbaar.

• Voor keramiek esthetisch geen goed proces beschikbaar (zirconia nog niet voldoende

ontwikkeld).

• Intra-oraal scanning nog lang niet volledig geïntroduceerd in de industrie. Pas als je ook het

scannen gebruikt kun je de AM-techniek optimaal inzetten.

• Voor printen van volledig kunstgebit is additionele software nodig, anders moet je nog steeds

veel handwerk doen (uitlijnen van bovenkaak op onderkaak kan niet in software tot op heden).

• Businessmodel barrières: grote spelers verdienen nog veel geld aan freesblokjes, geen harde

noodzaak. Onzekerheid hoe de tandtechniek van de toekomst eruit zal zien (lokale productie

versus centrale productie, tandarts en lab geïntegreerd).

• Businessmodel barrières: investeringsniveau van tandtechnische labs is laag; waar ligt de exacte

benefit voor de eindklant (= patiënt) en welke oplossing heb je dus nodig (bijv. dichtbij huis

produceren, versus langere doorlooptijd)?

• Doorbraakprojecten: op regionaal/nationaal niveau een samenwerking krijgen over de keten om

het integraal aan te pakken. Het uitwerken van realistische businesscases/modellen moet hier

een onderdeel van zijn.

• Doorbraken: multi-materiaal-printen (cross-industrie, niet alleen dentaal), keramiekproces

(cross-industrie met technische toepassing), biocompatibiliteit van polymeren (samen met

andere medische tak, of aanpassen van bestaande tandheelkundige materialen).

Mogelijke partners

• ACTA

• Enkele grotere labs

• TNO

• Materialenbedrijf (uit de tandheelkunde, biocompatibel)

• Softwarebedrijf

• Machinebouwer met netwerk in die industrie

Workshop Design, processen & materialen

Naam project Software en topologie

Onderwerp Brug slaan tussen ontwikkelen van software en de eindgebruiker.


• Hoe zorgen we ervoor dat de simulatiesoftware goed gekalibreerd is voor een gegeven

machine? Oplossing: toegankelijkheid tot kennis en kunde van equipmentleveranciers.

• Beschikbaarheid van testfaciliteiten (3D-printcapaciteit) bij partners.

• Eindgebruikers benutten om input te ontvangen ten aanzien van de eisen aan een compo-

nent.

Mogelijke partners

• Software-ontwikkelbedrijf

• 3D-printen service supplier

• Eindgebruikers


Naam project Design rules

Onderwerp Ontwikkelen van design rules voor 3D-printen.


• Clusteren naar technologie-materiaalcombinaties.

• Samenwerken in de keten: ontwerpers, producenten en eindgebruikers.

• Open source/internet, ervaringsdeskundigen, designopleidingen, bedrijfsbezoeken, voorbeeld-

cases en prijsvraag.

Mogelijke partners

• Ontwerpers in de industrie

• Ontwerpbureaus

• CAD-ontwikkelaars, 3D-printserviceproviders

• 3D-scanning leveranciers/gebruikers

•Web community en organisator

Naam project Totale proces-optimalisatie (inclusief materiaal & machine)

Onderwerp Verdiepende analyse wat precies verbeterd moet worden qua design, materiaal en

proces (hele keten) rond (enkele) applicaties.


•Selectie van specifieke applicatie + specifieke AM-technologie.

• Analyseren van de belangrijkste factoren (design/materiaal/proces) en verbeteroplossingen

definiëren.

• Bouwen businesscase: kosten versus opbrengst ten opzichte van bestaande materiaal-

technologiecombinatie.

Mogelijke partners

• Materiaalleverancier

• Softwareleverancier

• Designbureau

• Servicebureau

•Applicatie/end-user

• Onderwijsinstituut

•TNO

Naam project AM & connectivity

Onderwerp Hybride product: AM-proces waarin je de toevoeging van de chip kan integreren.


• Noodzaak dat een IC de juiste vormgeving heeft voor integratie.

• Temperatuur kritisch!

• System-on-Chip design, geen externe componenten, low power, low cost,

geen batterij.

Mogelijke partners

•Holst Centre (TNO/Imec)

• 3D-machinebouwer, materiaalleverancier, packaging & assembly-partijen

•Vervolg: Fontys, print equipment manufacturer, electrical circuitry printer


(Bron:�TNO)

• Additive Manufacturing Platform Europe

• Canadian Association of Rapid Prototyping; Tooling and Manufacturing

• Chinese Rapid Forming Technology Committee

• Danish Rapid Prototyping Association

• Egyptian Association of Additive Manufacturing

• Finnish Rapid Prototyping Association

• French Rapid Prototyping Association

• Germany’s NC Society

• Hong Kong Society for Rapid Prototyping, Tooling and Manufacturing

• Rapid Prototyping Society of India

• Italian Rapid Prototyping Association

• Japan Association of Rapid Prototyping

• Korean Society of Rapid Prototyping and Manufacturing

• Association for RP Companies in The Netherlands

• Portuguese Rapid Prototyping Association

• RAPIMAN Network of Slovenia

• Rapid Product Development Association of South Africa

• Spanish Association for Rapid Manufacturing

• Swedish Industrial Network on FFF

• Swiss RaPid Forum

• UK’s Rapid Prototyping and Manufacturing Association

• USA’s Rapid Technologies & Additive Manufacturing Community of the Society of

Manufacturing Engineers

Bijlage 6: Bestaande platformen

www.innovatiezuid.nl

3D-Printen

Hightech systemen & materialen

Dit is een uitgave van het projectteam van Innovatie Zuid.

Dit project wordt mede mogelijk gemaakt met financiële steun uit het

Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling in het kader van OP-Zuid.

213-4237 Roadmap 3D Printing Binnenwerk 80p WT v2 · Figuur 1 - Van kansen naar kassa: het...

Documents

Transcript of 213-4237 Roadmap 3D Printing Binnenwerk 80p WT v2 · Figuur 1 - Van kansen naar kassa: het...