Karlebo Gjuteriteknik AB er godt kjent innen norske støperibedrifter, for det svenske industriforetaket stiller ofte på bransjens møteplasser. Sist var det på Norges Støperitekniske Forenings årskongress i Stavanger i juni i år, der Richard Larsson holdt et interessant innlegg om 3D-printing i sand. Det tok ikke lang tid før Maskinregisterets utsendte fikk avtalt et møte i Jönköping for å se teknologien i bruk.

 

Det ”umulige” har blitt mulig

- Vi sier at vi kan 3D-printe meget kompliserte sandformer som man ikke kan fremstille på andre måter. Vi kan gjøre det ”umulige” mulig, og det er helt sant, sier Richard Larsson.

- Jo, for siden du med 3D-printing i sand kan lage former som aldri før var mulig med tradisjonell metode har vi ikke sagt noe galt. Ta denne geometrien her for eksempel.

Er en litt rar snirkelure av en dings med mange kanaler og kurver.

- Dette er jo bare et testobjekt, men ser du hvor komplekse detaljer vi kan lage? Kjernen i denne spiralen ligger faktisk løst inni, kommenterer svensken.

«Fri form» får du på kjøpet når du fremstiller sandstøpeformer med 3D-printer.

Slik fungerer det

Karlebo samarbeider tett med det svenske forskningsselskapet SwereaSWECAST. I deres lokaler i Jönköping står en stor ExOne 3D-printer type S-Max for industrielt bruk. Karlebo er for øvrig forhandler for ExOne i Skandinavia.

Maskinen benytter sand blandet med aktivator som distribueres over en byggeplate, slik som på såkalte ”powder bed” maskiner for 3D-printing/additiv fremstilling i plast eller metall. En egen sanddistributør legger ut et lag på 0,28 mm sand på byggeplaten og printerhodet, som består av cirka 300 små dyser, legger på et bindemiddel på hvert lag i den geometrien man ønsker. Oppløsningen er altså på 0,28 mm eller to sandkorns størrelse, og kvaliteten på sandformene skal være minst like bra, eller bedre enn former fremstilt på tradisjonelt vis. ”Fri form”-begrepet er ikke tatt ut av løse luften.

- Presisjonen på printerhodet er mange ganger høyere enn sandkornet så kvaliteten på de ferdig printede sandformene er meget god. Fordi man kan plassere komponentene som skal printes i hvilken som helst retning i boksen, og fordi sanden som ligger rundt den printede delen (den sanden som distribueres som ikke blir printet i) fungerer som støttematerial, trenger man ikke støttematerial som i plast og metallprinting. Det gir stor frihet til formgiving. Det er kun praktiske begrensninger som godstykkelse og støpetekniske prosesser som hindrer 100 prosent fri form, sier Andreas Lindberg Pruth, forskningstekniker innen material og prosessutvikling hos Swerea/Swecast.

Han viser frem det han kaller ”boksen”, som er et kammer på 1800x1000x700mm der den tidligere nevnte byggeplaten senkes ned i etterhvert som lagene legges på byggeplaten.

- Man kan velge å utnytte hele volumet i boksen til en enkelt komponent, eller kjøre mange komponenter som vi gjør i dag. Andreas viser frem en CAD-fil som inneheolder 214 ulike komponeneter som i morgen tidlig har blitt til støpeformer.

- Vi opererer med fem dagers leveringstid, for det er en del etterarbeid med å fjerne sanden rundt komponenetene, men hvis du har en maskin som denne i din bedrift får du altså ferdige komplekse sandstøpeformer over natten, understreker forskningsteknikeren.

ExOne S-Max kan printe 1800x1000x700 millimeter store komponenter fra CAD-fil til ferdig støpeklar sandform over natten!

Prisgunstig - rett fra CAD-fil til støpeklar form

Støperiene og modellbyggere står foran en hastigere hverdag, det påstår i alle fall Richard Larsson.

- Det er jo opplagt at når du kan sende en digital CAD-fil rett til 3D-printeren og få en ferdig støpeklar form over natten at man sparer tid. Tid er penger, i alle fall i høykostland som i Skandinavia, og spesielt Norge.

I følge Karlebo vil en 3D-printet sandform som regel være dyrere per kubikkcentimeter enn tradisjonell fremstilling av former.

- Tar du med alt som skal skje fra du lager en ferdig CAD-fil til du står med en støpeklar sandform vil du høyst sannsynlig spare mye tid og penger på å printe, mener Richard.

Da Maskinregisteret var på besøk var det en ordre i maskinen som ble til 214 støpeklare sandformer over natten. Alt du trenger å gjøre er å sende en CAD-fil til printeren, men man må regne med tid til å fjerne overflødig sand fra alle komponentene, så man lover ferdige støpeklare former på fem arbeidsdager.

Støpeklar prototyp på to uker

Når det gjelder prototyper er Richard Larsson krystallklar:

- Vi hadde en støperikunde som leverte støpte prototyper på to uker. Vi snakker da om hele prosessen fra første møtet hos modellbygger til kunden står med støpeklar form i hendene. Jeg kan love deg at de kundene som blir vant med denne leveringstiden ikke kommer til å akseptere prototypfremstilling som tar lengre tid, understreker Richard Larsson.

- Vi kan gjøre det ”umulige” mulig, for vi kan lage sandformer man ikke får til med annen teknologi enn 3D-printing i sand, sier Richard Larsson.

Flere fordeler

Larsson vil fremheve flere fordeler ved sandprinting:

- Ikke glem at du kan benytte digital teknologi på flere måter, eksempelvis kan du 3D-skanne komponenter og lage nye støpeformer av deler som ikke lenger er i produksjon (reverse engineering), altså reservedeler og antikke ting. Den frie formen åpner for utstrakt bruk for kunstnere og arkitekter. Du kan i prinsippet printe og støpe en hel by. Men , ikke glem at du gjennom digitale medier ikke lenger behøver en flyhangar med gamle modeller, du kan ha digitale modeller som du når som helst kan printe, konkluderer Richard Larsson.

Selv om det er litt etterarbeid kan man fremstille prototyper og produksjonsklare former på rekordtid.

Bestill former før du tenker på maskin

I dagens marked er det kanskje en ide å bestille former fra Karlebo, for teknologien har sin pris.

- Det er ikke det at vi ikke vil selge maskiner, men det er klart at i det Skandinaviske markedet er det få aktører som vil investere godt over ti millioner kroner for en egen sandprinter. Derfor anbefaler vi at man først bruker oss til å fremstille former så man blir kjent med teknologien og finner ut av hvilke fordeler teknologien byr på. Delta gjerne på workshop i Jönköping, så får man førstehåndsinformasjon om hvordan teknologien fungerer i praksis, inviterer Richard Larsson.

Tradisjonell metode til høyre og 3D-printet versjon til venstre. Det er tydelig at man sparer mye etterarbeid på 3D-printing!

Delta på workshop!

Karlebo og SwereaSWECAST kjører jevnlig kurs innen sandprinting. Se www.swerea.se

Kursene legges opp til enkeltbedrifter eller eksempelvis skoler og foreninger.

- Sammen med SwereaSWECAST skreddersyr vi kurs til ethvert behov, så det er bare å kontakte oss, sier Richard Larsson.

SwereaSWECAST har eget sandlaboratorium i Jönköping. Her testes blant annet styrken på de 3D-printede sandformene.

Fakta om Karlebo:

Karlebo Gjuteriteknik AB tilbyr et komplett spekter av produkter, teknologi og kompetanse til støperi- og stålindustrien. Selskapet er en del av Beijer Tech-gruppen. Karlebo tilbyr i tillegg både fremstilling av 3D-printede sandformer, forbruksmateriell og selger maskiner til samme bruk. Bedriften er forhandler for ExOne i Skandinavia.

Mer informasjon på: www.karlebo.se

 

Fakta om SwereaSWECAST:

Swerea er et forskningsselskap som blant annet arbeider innen områdene materialutvikling, produksjonsutvikling og produktutvikling. Swerea AB eies av stat og næringsliv i Sverige. Staten eier 42,8 prosent av Swerea via RISE Research Institutes of Sweden AB. Resterende del eies av eierforeningene: Stiftelsen Svensk Järn- och Metallforskning (19,8%), Swerea IVFs Intressentförening (11,8%), Metallurgiska Forskningsbolaget i Luleå (11,2%), Svenska Gjuteriföreningen (8,2%) og Intressentföreningen för Korrosionsforskning (6,2%)

Les mer på: www.swerea.se

 

Fakta om ExOne:

ExOne er et amerikansk selskap, med lang erfaring innen 3D-printing, som tidlig på 2000-tallet tok over det tyske selskapet Generis som utviklet sandprintere. I dag har ExOne 3D-printere som kan, foruten å printe i sand, også tilby maskiner som printer i rustfritt stål, bronse, glass og keramer. Det finnes maskiner for prototypfremstilling, forskning og skolemodeller samt produksjonsmaskiner. ExOne har selskap som BMW, Toyota og Caterpillar på sin kundeliste.

Mer informasjon på: www.exone.com

Les hele saken