Waarom 3D-printing in de machinebouw?
Een machinebouwer werkt met kleine aantallen. Eén grijper per robotcel, twee mallen per assemblagelijn, een handvol reserveonderdelen per klant. Voor zulke aantallen is een spuitgietmatrijs nooit rendabel, en frezen uit blok kost veel tijd en materiaal zodra de vorm complex wordt.
3D-printing heeft geen matrijs nodig en de prijs hangt vooral af van het volume van het onderdeel. Eén stuk kost per stuk ongeveer evenveel als tien. Je kunt een vorm ook aanpassen tussen twee bestellingen door, zonder extra kosten voor gereedschap.
Hieronder vier toepassingen die in elke machinebouwer terugkomen. Bij elk staat de typische vraag, de techniek die past en een rekenvoorbeeld: het volume van het onderdeel maal de vanafprijs van het materiaal, excl. btw en nabewerking.
1. Grijpervingers en end-of-arm tooling
De vraag: een robot moet een nieuw product oppakken en de standaardvingers passen niet. Je wilt vingers die de vorm van het product volgen, licht zijn en snel te vervangen.
De aanpak: MJF in grijs PA12. PA12 is taai, slijt weinig bij contact met het product en buigt licht door in plaats van te breken. MJF geeft een egaal oppervlak en vaste maten van stuk tot stuk, wat telt als je vingers in paren gebruikt. Holtes, ribben en een vaste plek voor een zuignap of sensor teken je meteen in het ontwerp.
Rekenvoorbeeld: 30 cm³ × €0,52/cm³ = vanaf €15,60 per stuk, excl. btw. Een set van twee vingers komt zo op het dubbele. De echte prijs zie je in Quotebase; volume × materiaalprijs is een vertrekpunt.
2. Mallen, positioneerhulpen en jigs
De vraag: een monteur moet een sensor altijd op exact dezelfde plek en hoek bevestigen. Je wilt een positioneerhulp die het onderdeel vasthoudt, zodat het niet uitmaakt wie de assemblage doet.
De aanpak: voor een eerste versie is FDM in PETG een logische keuze. Het is betaalbaar, stevig genoeg voor dagelijks gebruik in de werkplaats en snel aan te passen als de pasvorm nog niet klopt. Is de mal goed en heb je er meerdere nodig, of moet hij nauwer passen en langer meegaan, kies dan MJF in PA12. FDM staat nog niet in Quotebase: daarvoor vraag je een offerte op maat via info@makernaut.be.
Rekenvoorbeeld: 60 cm³ × €0,35/cm³ = vanaf €21,00 per stuk, excl. btw. Dezelfde mal in zwart PA12 (MJF) komt op vanaf €42,00 per stuk, en die prijs zie je wel meteen in Quotebase.
3. Reserveonderdelen voor uitgefaseerde machines
De vraag: een machine draait nog perfect, maar een kunststof geleider of kettingspanner is gebroken en de fabrikant levert hem niet meer. Een nieuwe machine kopen voor één onderdeel is geen optie.
De aanpak: SLS in wit PA12. SLS heeft geen steunstructuren nodig, dus ook interne kanalen, clips en ondersnijdingen van het originele onderdeel lukken. PA12 is een technische kunststof die goed bestand is tegen olie en vet en tegen herhaalde belasting. Je hebt wel een 3D-bestand nodig. Bestaat er geen tekening meer, dan moet iemand het onderdeel eerst natekenen op basis van het origineel of de brokstukken.
Rekenvoorbeeld: 25 cm³ × €0,65/cm³ = vanaf €16,25 per stuk, excl. btw. Bewaar het bestand: een volgend exemplaar bestel je zonder opnieuw te tekenen. De echte prijs zie je in Quotebase; volume × materiaalprijs is een vertrekpunt.
4. Metalen beugels en slijtdelen in rvs 316L
De vraag: een beugel of geleider moet in metaal, omdat hij warm wordt, hoge krachten opneemt of in een natte of agressieve omgeving staat. De vorm is te grillig om goedkoop te frezen, of je wilt meerdere onderdelen samenvoegen tot één.
De aanpak: SLM (metaalprinten) in roestvast staal 316L. Het onderdeel wordt laag voor laag uit metaalpoeder gesmolten en is na het printen volwaardig metaal. Passingen en lagerzittingen worden achteraf nagefreesd of geruimd, en dat staat apart in de offerte. Voor een eenvoudige, rechthoekige beugel is CNC-frezen meestal de betere keuze; SLM loont als de vorm complex is.
Rekenvoorbeeld: 15 cm³ × €3,99/cm³ = vanaf €59,85 per stuk, excl. btw. Nafrezen van functievlakken komt erbij. De echte prijs zie je in Quotebase; volume × materiaalprijs is een vertrekpunt.
Overzicht van de rekenvoorbeelden
| Toepassing | Techniek en materiaal | Volume | Vanaf per stuk, excl. btw |
|---|---|---|---|
| Grijpervinger | MJF, PA12 grijs | 30 cm³ | €15,60 |
| Positioneerhulp (eerste versie) | FDM, PETG (offerte op maat) | 60 cm³ | €21,00 |
| Positioneerhulp (serie) | MJF, PA12 zwart | 60 cm³ | €42,00 |
| Uitgefaseerd reserveonderdeel | SLS, PA12 wit | 25 cm³ | €16,25 |
| Metalen beugel | SLM, rvs 316L | 15 cm³ | €59,85 |
Alle bedragen zijn vanafprijzen per stuk, excl. btw en excl. nabewerking. Het volume is dat van het onderdeel zelf; een holle of uitgesparde vorm verlaagt de prijs dus rechtstreeks.
Ontwerptips voor machinebouwers
- Teken geen massief blok. Sparingen en ribben maken een onderdeel lichter én goedkoper, want je betaalt per cm³.
- Houd wanden gelijkmatig dik. Grote verschillen in wanddikte geven meer kans op vervorming, zeker bij langwerpige delen.
- Plan nauwkeurige passingen als nabewerking. Teken een gat iets kleiner en laat het ruimen of naboren als een as of lager er strak in moet.
- Gebruik inserts voor schroefdraad die vaak open en dicht gaat. Draad rechtstreeks in kunststof slijt sneller dan een metalen insert.
- Voeg onderdelen samen. Een assemblage van drie gefreesde delen met schroeven kan vaak één geprint onderdeel worden, met minder montagetijd.
- Zet het artikelnummer in het onderdeel. Een ingegraveerd nummer maakt een reserveonderdeel later makkelijk terug te vinden.
Kies de techniek op basis van de functie
- Kies MJF in PA12 voor functionele kunststof onderdelen in kleine series, met egale maten van stuk tot stuk.
- Kies SLS in PA12 voor complexe enkelstuks en reserveonderdelen, of als je flexibel TPU nodig hebt.
- Kies FDM voor eerste versies van mallen en hulpstukken die je nog wilt bijsturen.
- Kies SLM als het onderdeel in metaal moet en de vorm te complex is om voordelig te frezen. Is de vorm eenvoudig, kies dan CNC-bewerking.
FDM en SLA maakt Makernaut in eigen huis. SLS, MJF en SLM lopen via geselecteerde partners. Voor CNC-bewerking vraag je een offerte aan in Quotebase, met antwoord binnen één werkdag.