Da Jesper og Susanne Damvig i 1995 gik i luften med deres virksomhed med 3D-produktion, eksisterede der reelt ikke noget marked. Det gør der i høj grad i dag, og Prototal-virksomhedens slogan ”fra 1 til 1.000.000 enheder” fortæller, at additiv produktion ikke kun er til prototyper, men også til store styktal
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 9 – 2025, 2. sektion, og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Rolf Sylvester-Hvid
Additiv produktion eller ”3D-print”, som er en mere populær betegnelse, har i løbet af en ret kort tidsperiode udviklet sig fra at være lidt nørdet over at blive et fortrinligt prototype- og småserieværktøj til i dag at være en løsning, der faktisk kan bruges til selv meget store styktal. I dag er det muligt at realisere den samme styrke i 3D-fremstillede kunststofemner, som hvis de var injektionsstøbte, ligesom der også findes et særdeles stort udvalg af materialer til fremstilling af emner, der ydermere kan efterhandles – eller produceres – til præcis den overflade, form og farve, som det endelige produkt måtte kræve. Og læg dertil, at 3D-print reelt produktionsteknisk og med hensyn til montage gør det umulige muligt …
– Adgangsbilletten til 3D-print er blevet utroligt billig i dag. Mange privatpersoner og virksomheder kan fremstille prototyper selv, men når vi taler om emner til professionelle produkter, så er det helt andre maskiner, hastigheder og evne til at behandle materialerne, vi taler. Fællestrækket er dog i dag, at additiv produktion repræsenterer en helt fantastisk grad af frihed i designet, ligesom selv ganske store serier kan produceres rationelt. Vi har da også kunder, som bruger 3D-printede emner til at gøre tidshorisonten mellem markedskrav til designs og fremstilling af nye kollektioner af produkter så kort som mulig, hvilket for en aktuel kunde har ført til en yderst udtalt forretningssucces, indleder marketingchef, Phillip Kamp, under vores besøg i Prototals design-, produktions- og salgs-/supportlokaler i Tåstrup i udkanten af København.
Virksomheden har ikke altid heddet Prototal. Det er et navn, der er kommet til, da grundlæggerne, Jesper og Susanne Damvig, i 2019 solgte deres fabrik til svenske Prototal, som i dag arbejder med additiv produktion på 11 fabrikker i syv lande ud over Europa. Man må beundre Damvig for at være gået ind på dette forretningsområde tilbage i 1995, hvor ingen rigtig kendte til 3D-print, og hvor der reelt ikke eksisterede et marked. Men indledningsvis blev det tydeligt for kundevirksomheder, at Damvig kunne levere lynhurtige mockups, fungerende prototyper og småserier i en ganske fin kvalitet og med afsæt i almindelige CAD-tegninger. Det gav over årene vækst, og gradvist udviklede både virksomhed og den teknologi, der ligger til grund for additiv produktion, sig. Maskinerne fik ydermere en højere ydelse og evnen til at arbejde med blandede kemier og farver, hvad der siden har bevæget den additive produktion over mod egentlig volumenopgaver – også i de tilfælde, hvor en høj styrke af de printede emner er en nødvendighed.
Forskellig kemi til forskellige opgaver
Et besøg i Prototals lokaler i Tåstrup overrasker på flere punkter. På papiret lyder 17 medarbejdere i virksomhedens danske gren måske ikke af så meget, men dels er der samlet nogle seriøse kompetencer på stedet, og dels er mængden af maskiner og de meget forskellige opgaver, ja, overraskende. Der er dæleme’ mange, og de arbejder på vidt forskellige måder afhængigt af opgaver, emnestørrelse og den finish, kunderne ønsker i deres produkter.
– Der er sket en kolossal udvikling i brugen af additiv produktion til fremstilling af såvel små serier som volumenproduktion. I dag dækker vi hos Prototal faktisk alle segmenter lige fra brillestel over elektronikkomponenter, dele til droner og robotter, medicoteknisk udstyr, produkter til bilindustrien og offshorebranchen samt emner, der skal være brandhæmmende af sikkerhedskritiske hensyn. Der er i dag mulighed for at kombinere farver og materialekvaliteter på en helt anden måde end tidligere og såvel logistisk som tidsmæssigt giver additiv produktion adskillige fordele, siger Phillip Kamp.
Han nævner i flæng muligheden for at fremstille småserier helt uden brug af støbeværktøjer, ligesom man kan designe sig ud af en række besværlige manuelle montageopgaver. I sidstnævnte tilfælde kan man producere færdige konstruktioner med flere aksiale bevægelsesmuligheder, rotations-ditto, emner-i-emner og meget mere. Man kan derfor slippe for at skulle foretage slutsamling af emner, der bliver 3D-printet med fuld bevægelighed og ”færdig” udformning. Desuden reducerer man afhængigheden af flere underleverandører, og valget af materiale er fuldstændig frit – også med hensyn til hårdhed, vægt, overflade og fysisk størrelse. I Tåstrup kan Prototal fremstille emner på op til 700mm x 380mm x 580mm. De meget store emner fremstilles med selektiv lasersintring (SLS), hvor lag på lag af det ønskede materiale lægges ud, hvorefter en laser ved en let forhøjet temperatur smelter den del af designet, der skal indgå i konstruktionen. Efter lag-på-lag opbygning med selektiv sintring tages hele klodsen ud af maskinen, og det overskydende materiale rystes af, så man ender med det endelige produkt. Det overskydende materiale kan genbruges, så der er ikke noget egentligt spild i processen, som minder en del om sandstøbte emner.
– Vi har flere metoder til efterfølgende overfladebehandling af emnerne, og vi kan gå helt ned til en overfladeruhed (RA) på lidt over 1,2 mikrometer, når vi med vapor smoothing ”damper” overfladen, der så bliver hermetisk lukket. Alternativt kan vi opnå en silkemat finish med røsling, der er vandbade med små keramiske sten, som giver en RA mellem 8 og 12 mikrometer. Vi afrenser alle emner, med mindre kunden ønsker det modsatte, forklarer Phillip Kamp.
Ultralette materialer til droner
Det er fascinerende at se, hvordan man i dag kan blande hårde og bløde materialer og danne glidende farveovergange i de 3D-printede emner. Og anvendelsen fascinerer også. Prototal leverer blandt andet bløde kunstige organer, så kirurger kan øve sig på en given operation på en helt præcis replika af en patients organ, før indgrebet bliver foretaget. Det er en fremragende måde at sikre sig mod fejlbehandling og en stor hjælp til lægerne i sundhedsvæsenet.
– En mere usædvanlig business-case er også en producent af brillestel, der anvender vores additive produktion i større volumener. Fordelen er helt klar for producenten, som få uger før en lancering kan være fuldstændigt på forkant med tendenserne inden for brillemoden og levere stel, med en ultrakort time-to-market, eksempelvis op til messer eller lignende. Desuden er der mange kunder til briller som synes, at det er ret cool, at deres brillestel er 3D-printede, fortæller Phillip Kamp.
Prototals marketingchef bliver dog allermest begejstret over et nyt materiale, PA640 GSL, der er tiltænkt brug i droner, hvor vægten af dronens chassis selvfølgelig skal være så lav som mulig af hensyn til agilitet og flyvetid. PA640 GSL har en vægtfylde på kun 0,82 (kg/liter), da kunststoffet indeholder både kulfiber og bittesmå hule glaskugler, som både letter og styrker materialet. Det er tilsat den mere almindelige PA12-nylon, som bruges mere bredt, men som i sin grundform har en vægtfylde på 0,93. Man opnår dermed en vægtbesparelse på næsten 12 procent og kan alligevel fremstille meget stærke chassiskomponenter (og andre dele) til dronerne.
Det er ikke alt, der kan fremstilles hos Prototal i Tåstrup – om end det meste er muligt – men virksomhedens produktion i Østrig kan producere dele med ekstremt små tolerancer, ligesom en partner i Skotland kan fremstille metalemner med additiv produktion. Prototals eksperter står selvfølgelig klar til at hjælpe med design og optimering, men strengt taget kan man komme ret langt ved at levere veludførte CAD-tegninger af de emner, man ønsker produceret. Som for alle underleverancer er det dog altid klogt at tage sin leverandør tidligt med på råd for at undgå eventuelle faldgruber og omvendt anvende de mulige teknologier maksimalt.
Billedtekster
1: Phillip Kamp, marketingchef hos Prototal, viser, hvordan farver kan blandes glidende med maskiner til additiv produktion – eller 3D-print, som det mere populært bliver kaldt.
2: SLS-teknologien kan fremstille endog ganske store emner med sin selektive lasersintring. Det minder faktisk lidt om sandstøbte emner, og efter afrensning og røsling – eller vapor-smoothing – fremstår emnerne med flotte silkematte eller hermetisk tætte overflader.
3: 3D or not 3D, that is the question … Medicoteknikken anvender også additivt fremstillede emner blandt andet til kunstige organer, som kirurger kan øve sig på før en kompliceret operation.
4: Placeret oven på en mobiltelefon får man en fornemmelse af, hvor små og fine emner, der skal fremstilles additivt. Husene til disse elektronikstik kommer fra Prototals østrigske afdeling, der kan arbejde med ekstremt fine tolerancer.
5: Skema over de teknologier, applikationer, materialer, størrelser og produktionsdetaljer, som de enkelte metoder i Prototals additive produktion giver mulighed for at fremstille.
