Driedimensionale ontwikkelingen in de verpakkingsindustrie

De verpakkingsindustrie past 3D-printen al enige jaren toe voor het maken van prototypes. De dalende prijzen van de 3D-printers en de mogelijkheid om in kleur of transparant te printen, maakt deze technologie interessanter dan voorheen. Tijdens de Rapidpro beurs in Veldhoven waren de nieuwtse ontwikkelingen te zien. 3D-specialist Piet Degen geeft een overzicht.

3D-printen, wat ook wel rapid prototyping of additive manufacturing wordt genoemd, is een computergestuurde productietechniek waarbij printers een product laag na laag opbouwen. Voordelen van de techniek zijn nagenoeg geen beperkingen aan het ontwerp, snellere ontwikkelcycles, lage opstartkosten, lokale productie en on-demand-productie.

Design- en ontwerpbureau’s maken al enige jaren gebruik van deze technologie voor het maken van prototypes, zodat de klanten snel een indruk kunnen krijgen hoe het ontwerp er driedimensionaal uitziet.

Luchtvaartindustrie

De 3D-printmarkt groeit door de diversiteit van de toepassingen. De luchtvaartindustrie bijvoorbeeld, gebruikt steeds vaker geprinte onderdelen zowel in metaal als kunststof. In bijvoorbeeld een Boeing Dreamliner zijn al 150 kunststof 3D-geprinte componenten te vinden. In de medische industrie zijn tegenwoordig nagenoeg alle hoortoestellen 3D-geprint. Het printen van grote producten, meubels bijvoorbeeld, kan met een robotarm.

De toepassingen binnen de verpakkingsindustie zullen zich voorlopig nog beperken tot het maken van een functioneel prototype om de werking van een concept te testen of het printen van showmodellen voor marketing. Het personaliseren van een verpakking is interessant voor luxe producten. Een parfummerk kan bijvoorbeeld een exclusief metalen 3D-object maken voor op een glazen parfumflesje.

Ontwikkelingen

Een interessante ontwikkeling voor de verpakkingsindustrie is de Objet 500 connex3 van Stratasys. Deze material jetting-machine kan ABS, rubber- en polyproyleen-simulantmaterialen printen in een wijde range van kleuren en transparant. Het printen van hittebestendig materiaal is ook mogelijk, zodat spuitgieters prototype spuitgietmallen kunnen maken die bestand zijn tegen een verwerkingstemperatuur tot 300°C. Hiermee zijn vijf tot honderd producten te produceren.

De techniek is toepasbaar voor het maken van machine-onderdelen. Bijvoorbeeld voor onderdelen die niet meer verkrijgbaar zijn, snel moeten worden vervangen of moeten worden getest.

Long tail-strategie

‘Met 3D printen is het mogelijk om goedkope kleine series flessen of bakjes te maken’, bevestigt ook Ties Rijkers van 3D-adviesbureau Revelating. ‘Het valt ons op dat flessenblazers of spuitgieters nog weinig gebruik maken van de mogelijkheden om een 3D-printmal te maken. De investeringskosten zijn veel lager. Het is vooral interessant voor een long tail-strategie; een groot assortiment verpakkingen produceren in kleine oplages. Voor bedrijven als Bol.com is long tail de toekomst. En als je bedenkt dat 3D-printbedrijfjes de producten lokaal kunnen produceren, dan bespaar je in de keten veel kosten. 3D-printen kan een derde revolutie te weeg brengen.’

Zelf aanschaffen

Moet je nu als verpakkingsbedrijf zelf een 3D-printer aanschaffen? Daar is geen eenduidig antwoord op te geven. Bedenk dat er tegenwoordig een groot aantal bedrijven zijn waar je producten 3D kunt laten printen in diverse materialen en met de verschillende printtechnieken. Binnen Nederland is er een groeiend net van 3D-hubs. In België is onder andere Materialise actief, zij kunnen sinds kort ook in aluminium 3D-printen.

Vier 3D-technieken

Er zijn veel verschillende technieken voor 3D printen op de markt en er komen er nog steeds bij. Hieronder een overzicht van de vier meest gangbare systemen.

 

Stereo Lithography Apparatus (SLA)     

Bij SLA verhardt laag voor laag een vloeibare kunststof door een laserstraal. Deze laagsgewijze polymerisatie vormt producten met een gesloten structuur.

Selective Laser Sintering (SLS)  

Een laser- of elektronenstraal verhit poedermateriaal tot het smeltpunt waardoor de bestraalde deeltjes samensmelten, laag na laag tot het uiteindelijke model ontstaat. Een veel gebruikte techniek voor 3D-prints in metaal.

Fused Deposition Modeling (FDM)        

Door extrusie smelt een dunne draad laag na laag aan elkaar . Het printmateriaal is meestal ABS, PLA of PC. Producten hebben een open structuur, die afhankelijk is van het gebruikte materiaal.

Material- en Binder Jetting (MJ & BJ)   

Technieken die vergelijkbaar zijn met inkjetprinting, waarbij MJ gebruikt maakt van fotopolymeren en bij BJ gipsgebaseerde materialen. Voordeel is het op pixelniveau inkleuren van het model.

 

 

 

 

 

Thema: