In het afgelopen anderhalf jaar is Windesheim vanuit het Green PAC project Verkennen 3D metaalprint technologie, met een aantal projectpartners actief geweest op het gebied van 3D metaalprinten. Na deze eerste periode, waarin vooral het leren beheersen van de techniek centraal stond, is het tijd voor de volgende stap: onderzoeken wat moderne 3D printtechnieken als Selective Laser Melting (SLM) kunnen betekenen voor de kunststofverwerkende industrie.

Het onderzoek wordt mede uitgevoerd door Junior Researcher Tommie Stobbe van het lectoraat Kunststoftechnologie van Windesheim. Tommie: ‘In het vervolgonderzoek, dat ik momenteel doe als afstudeerproject voor de master Polymer Engineering, ga ik kijken welke voordelen 3D printtechnieken kunnen hebben voor de kunststofverwerkende industrie. De nadruk ligt daarbij op het optimaliseren van metalen spuitgietmatrijzen en –matrijsdelen.’

Mogelijke voordelen voor de industrie

Spuitgieten is één van de meest gebruikte industriële processen voor het produceren van kunststof producten of onderdelen. Tijdens dit proces wordt gesmolten kunststof onder hoge druk in de vormholte van een matrijs gespoten. Met behulp van een koelmedium dat door koelkanalen in de matrijs stroomt wordt het product vervolgens afgekoeld, zodat het een solide object vormt.

Tommie: ‘Met dank aan de vormvrijheid die de 3D-printtechniek biedt, kunnen koelkanalen in spuitgietmatrijzen worden geoptimaliseerd. Een conventioneel geproduceerde matrijs maakt gebruik van koelkanalen die cilindrisch van vorm zijn. Met 3D-printtechnieken is het mogelijk om de koelkanalen vlak langs de vormholte voor het kunststof product te plaatsen. Ze kunnen bijvoorbeeld in een bocht of helix worden geprint. Het voordeel van het op deze manier aanbrengen van koelkanalen in de matrijs is dat de koeling van de warm ingespoten kunststof gelijkmatiger en sneller verloopt. En dat biedt weer voordelen voor de productiesnelheid, -kosten en de productnauwkeurigheid.’

Samen met het MKB

Waar het momenteel binnen het MKB nog aan ontbreekt omdat de techniek vrij nieuw is, is de praktische kennis voor deze manier van spuitgietmatrijsoptimalisatie. Voor het onderzoek gaat Tommie daarom de komende periode met een aantal deelnemende MKB-ers aan de slag om inzichtelijk te maken wat er allemaal bij deze techniek komt kijken en welke voordelen deze toepassing van SLM voor de industrie kan bieden.

SLM 3D printtechniek

SLM staat voor Selective Laser Melting. Met deze 3D printtechniek is het mogelijk om metalen voorwerpen met een dichtheid te maken vergelijkbaar met de referentiematerialen. Het is een poederbedtechnologie waarbij een laag metaalpoeder door een laser wordt belicht en het poeder laag voor laag samensmelt tot een geheel. In dit geval een spuitgietmatrijs of -matrijsdeel.