Neem een simpel voorwerp als een jashaakje waar de Nederlandse Spoorwegen er jaarlijks enkele tientallen van moet vervangen in haar treinen. Dan wil je deze van staal maken, want dat is goed recyclebaar, stevig, en gaat lang mee. Idealiter zou je deze hol willen maken, want er komt niet veel gewicht aan te hangen. Maar een metalen voorwerp uithollen vergt complexe metaalbewerking waarbij materiaal verloren gaat, en is veel te duur voor een jashaak. Gieten is dan weer niet mogelijk, want dan krijg je die holte er nooit in. De oplossing voor de productie van dit soort voorwerpen is additive manufacturing (AM), de meer industriële term voor 3D-printen.

Digital twins

"Naast de NS hebben wij nog 15-20 klanten, die elke 100.000 tot 250.000 componenten in onze database hebben ingeladen," aldus Pieter Ruijssenaars, CEO van DiManEx. Het bedrijf met ongeveer 15 medewerkers heeft een platform gebaseerde dienst waar verschillende productielocaties van over de gehele wereld met 3D-printers en AM-machines bij zijn aangesloten. Het bedrijf is gespecialiseerd in het inladen van data van componenten en het analyseren middels software of productie daarvan via AM geschikt en rendabel is. DiManEx heeft een database met digital twins van componenten van haar klanten, die haar klanten wereldwijd uit de cloud kunnen halen om de componenten lokaal via productielocaties van DiManEx te vervaardigen door middel van AM.

"Via AM maak je precies zoveel producten als je nodig hebt, op de plaats waar je ze nodig hebt en met minimale materiaalverspilling."

Groot potentieel reductie uitstoot

Naast die jashaak zijn er veel meer componenten van de NS die voor AM in aanmerking komen. Van rubberen afdichtingen en beschermingen tot hele kunststof panelen en van afsluitkappen tot mechanische componenten in en onder de trein. Daarmee is het potentieel om met deze digitale innovatie minder milieubelasting te realiseren groot. Ruijssenaars: "Via AM maak je precies zoveel producten als je nodig hebt, op de plaats waar je ze nodig hebt en met minimale materiaalverspilling. Ook kiezen we steeds meer voor duurzame en herbruikbare materialen. Bovendien heb je geen warehouse nodig. "Zo'n 10-15% van de producten in onze klantdatabases kunnen via AM geproduceerd worden. Dat scheelt veel CO2-uitstoot, omdat er minder transport plaatsvindt en we verantwoorder met materialen en grondstoffen omgaan." 

Redesign

Ruijssenaars: "Wij kijken ook naar het herontwerpen van componenten. Er zijn zoals in het voorbeeld van de jashaak, heel andere vormen mogelijk die je kan laten printen, waarbij de sterkte en stijfheid gelijk of zelfs beter is. Producten worden laag voor laag opgebouwd, in plaats van uit een blok gevreesd of gegoten. Daarmee zijn organische vormen met bijzondere structuren en holtes mogelijk. Ook stellen we vaak voor om assemblies, die uit  meerdere componenten bestaan, nu uit één stuk te printen."

Gaat deze technologie de conventionele metaalbewerking verdrijven? 

Ruijssenaars laat weten dat verschillende technologieën altijd naast elkaar blijven bestaan, en voor veel componenten blijft conventionele metaalbewerking de beste productiemethode. Wel ziet hij twee dingen gebeuren. "De wal gaat hier het schip keren. Grote opdrachtgevers gaan in hun contracten zetten dat ze componenten in hun producten via AM overal ter wereld willen kunnen produceren en gebruiken. Daar heb je gewoon in mee te gaan als maakbedrijf, anders mis je de boot," aldus Ruijssenaars. "Daarnaast zien we dat jonge medewerkers het fascinerend vinden om met moderne digitale innovaties aan de slag te gaan. Het helpt als het dan ook nog eens het maatschappelijke doel dient van verantwoord omgaan met grondstoffen en het reduceren van CO2-uitstoot. Wij zien veel enthousiasme van werknemers om met deze technologie aan de slag te gaan. Dat helpt natuurlijk bij het aantrekken en behouden van technisch personeel."

Internationale ketens onder druk

Na de covid-19 pandemie en de stremming van het Suezkanaal door een vastgelopen containerschip blijft het duidelijk dat de internationale ketens van toeleveranciers kwetsbaar zijn en onder druk staan. Ook dat is een argument om AM te gaan gebruiken. Met de digitalisering van de leveranciers keten, worden bedrijven minder kwetsbaar voor politieke, economische of ecologische calamiteiten en zijn ze meer wendbaar.