3D-printen met metaaldraad wint aan terrein

Metaalpoeder is het meest gebruikte materiaal voor additieve productie met metaal. Ook alternatieve materialen winnen echter terrein, waaronder metaaldraad. Verschillende directed energy deposition (DED) printmethodes met een breed scala aan energiebronnen worden gebruikt om metaaldraad te printen.

Dit blijkt uit onderzoek van IDTechEx. Het onderzoeksbureau wijst erop dat dat metaaldraad belangrijke voordelen biedt voor additieve productie. Zo wordt dit materiaal al langer gebruikt in de lasindustrie, zijn de materiaalkosten relatief laag en het productieproces is geschikt om op te schalen.

Voordelen ten opzichte van poedermateriaal

Ook in vergelijking met poedergebaseerde 3D-printers biedt het gebruik van metaaldraad voordelen. Zo kan metaaldraad in tegenstelling tot poeder niet stuiven, kan het materiaal aanzienlijk sneller worden geprint en is het mogelijk printkoppen op industriële robotarm te plaatsen, wat ook wel robotic 3D printing wordt genoemd. Wel merkt IDTechEx hierbij op dat de ontwikkelingen op het gebied van poedergebaseerde 3D-printers niet stil staan en ook deze printers steeds sneller kunnen printen. Metal binder jetting is hierbij de meest voorkomende technologie voor toepassingen met grote volumes.

Metaaldraad kent echter ook nadelen. Het grootste nadeel is volgens het onderzoek dat geprinte objecten in veel gevallen moeten worden nabewerkt. Dit doet een deel van de voordelen van de DED-methode zoals de productiesnelheid teniet.

Uiteenlopende toepassingen

Desondanks kent de metaaldraad uiteenlopende toepassingen. Het materiaal wordt al gebruikt in enkele grootschalige projecten. Een voorbeeld is de productie van bepaalde structurele componenten van de Boeing 787 door Norsk Titanium. Het gebruik van de printmethode levert hierbij belangrijke kostenvoordelen op.

IDTechEx wijst ook op onduidelijkheid die is ontstaan over metaaldraad-gebaseerde 3D-printers. Ondanks dat de printtechnieken die veel partijen gebruiken gelijk zijn, worden hiervoor veel namen gehanteerd. De belangrijkste reden hiervoor is dat veel nieuwkomers op de markt claimen een nieuwe printtechniek te hebben ontwikkeld, waarbij zij in feite een nieuwe naam plakken op de DED-printmethode. Zo maken deze processen allen gebruik van metaaldraad, die door de printer wordt geleid en met behulp van een energiebron wordt uitgehard. Met name deze energiebron verschilt en kan onder meer een elektronenstraal, laser, plasma of lasvonk zijn. Deze printers categoriseert het onderzoeksbureau daarom allen als metaaldraad-gebaseerde printers.

Economisch rendabele toepassingen

Het onderzoeksbureau verwacht dat we pas aan het begin van de ontwikkeling van metaaldraad-gebaseerde DED-printprocessen staan. Naar verwachting gaat de printtechnologie niet zo zeer concurreren met poeder-gebaseerde 3D-printers of andere printprocessen, maar kent de technologie juist nieuwe toepassingen. Een groot aantal nieuwe spelers met verschillende achtergronden betreden de markt voor deze printers. Aangezien het tijd kost om economisch rendabele toepassingen te vinden, verwacht IDTechEx dat veel van deze partijen moeite gaan hebben te overleven. Ook het huidige economische klimaat door de COVID-19 pandemie draagt hieraan bij.

Meer informatie over het onderzoeksrapport is hier beschikbaar.

Markt groeit snel

In augustus bracht het onderzoeksbureau ook al een onderzoeksrapport over 3D-printers voor metaal naar buiten. Hieruit bleek onder meer dat de markt voor additieve productie in metaal zich in een hoog tempo ontwikkelt. Niet alleen printen dergelijke 3D-printers steeds sneller, ook kunnen zij steeds grotere prints maken en zijn steeds meer 3D-printers beschikbaar. Een belangrijke ontwikkeling is de introductie van relatief goedkope printers, die voor minder dan 100.000 dollar beschikbaar zijn. Dit maakt 3D-printen in metaal bereikbaar voor meer bedrijven. Ook in dit onderzoek merkt IDTechEx op dat het vinden van economisch rendabele toepassingen moeilijk is door het hoge prijskaartje van 3D-printers voor metaal. Meer informatie over dit onderzoek is hier beschikbaar.

Auteur: Wouter Hoeffnagel