Ko Buijs: enthousiast metaalkundige en pleitbezorger van Additive Manufacturing
Door: WIm de Grood
IIR spreekt in haar toelichting op dit congres over een ‘revolutie in de maak(industrie)’: “Experts geven al langer aan dat 3D printen onze wereld zal gaan veranderen. Voor de industrie is dit niet langer toekomstmuziek, nu bedrijven als Philips en nieuwe toetreders rendabele successen boeken met het printen van (metalen) reserve onderdelen, omdat thans de kwaliteit en efficiency steeds verder wordt verbeterd. Een nieuwe werkelijkheid, met nieuwe mogelijkheden voor u en uw organisatie.”
Ko Buijs en Innomet
Ko Buijs heeft Metaalkunde gestudeerd en heeft zich daarna gespecialiseerd in hoogwaardige metalen, niet alleen wat betreft de metaalkundige aspecten, maar ook wat betreft de toepassingsgebieden, mogelijkheden/onmogelijkheden ten aanzien van de gekozen legering. Zijn kennis heeft hij onder meer kunnen gebruiken bij zijn werkzaamheden voor een Amerikaans Hi-Tech bedrijf waar hoogwaardige nikkellegeringen voor onder andere vliegtuigturbines en chemische installaties worden gemaakt en voor een Amerikaanse producent van titaan. Thans zet hij zijn expertise en ervaring in voor zijn eigen bedrijf met de naam Innomet b.v. Dit is een metaalkundig adviesbureau. Naast consultancy houdt Ko Buijs zich ook bezig met schade-onderzoek, niet alleen om te zien wat er fout is gegaan, maar ook het verstrekken van adviezen om zoiets in de toekomst te voorkomen. Daarnaast treedt hij op als getuige-deskundige bij rechtszaken en geeft hij gastcolleges op Technische Hogescholen en Kennisinstituten. Innomet biedt kennis gerelateerde diensten aan op het gebied van metaalkunde en drijft ook handel in hoogwaardige metalen die voornamelijk bij gerenommeerde Chinese bedrijven worden ingekocht. Tevens heeft Ko Buijs ook nog software ontwikkeld, te weten een metaal-selectie programma waarmee een voorspelling kan worden gedaan of een materiaal geschikt is tegen een bepaald chemisch milieu. Ko Buijs heeft meer dan 200 publicaties op zijn naam staan, die ook regelmatig in dit magazine en op de website te vinden zijn. Verder geeft hij lezingen over hoogwaardige metalen en explosief lassen waarbij hij heel nauw is betrokken. Tijdens het congres op 25 mei zal hij het woord voeren over een ander onderwerp waar hij erg enthousiast over is en dat is Additive Manufacturing c.q. 3D (metaal)printen.
Digitale onderdelen verzending
Tijdens het congres over Additive Manufacturing zal Ko Buijs een lezing houden over de duurzaamheid en eigenschappen van 3D-geprinte metaalproducten versus langs machinale weg vervaardigde onderdelen. Ko Buijs hierover: “Ik houd mij daar al tien jaar mee bezig. Ook onlangs op de RapidPro in Veldhoven heb ik een lezing gehouden over het maken van metaalcomponenten met behulp van 3D printen. Op 25 mei ga ik dat ook doen, maar hier komt dan een nieuwe dimensie bij, te weten Digital Parts Tranfer (DPT), in goed Nederlands digitale onderdelen verzending. Wat we hiermee willen bereiken is, dat we het fysieke transport van metaalcomponenten gaan vervangen door een digitale wijze; dat ligt politiek en milieutechnisch ook goed vanwege de demping op CO2 uitstoot en transportbewegingen. Wij willen deze metaalcomponenten nu als een geometrisch digitaal bestand versturen naar de klant waar ook ter wereld. In de buurt van die klant of bij de klant zelf staat een 3D printer die het gewenste product materialiseert. Ik voorspel, dat de tijd eraan komt, dat er bij de klant ook zo’n printer staat. Met DPT krijgt men de onderdelen niet meer fysiek in een doosje, maar via de digitale snelweg, waar ter wereld de klant zich ook bevindt.”
Tijdens zijn lezing zal Ko Buijs ook dieper ingaan op de diverse technieken die er nu zijn om metalen componenten te bouwen. “Dat kan met poedermethologie maar ook met draad. Ik zal de voor- en nadelen van deze systemen nader belichten. Ook zal ik spreken over het certificeren van eindproducten. Ook aan de juridische kant van de zaak zal aandacht gegeven worden, zoals bijvoorbeeld het eigendomsrecht van een bepaald onderdeel. Dat moet allemaal in goede banen worden geleid. Verder ga ik in op de mechanische eigenschappen van de materialen. Veel mensen denken dat een 3D geprint product bros of zwak is, maar ik ga ze uit die droom verlossen door dat metaalkundig te onderbouwen. Tevens zal ik uitleggen, dat de mechanische waardenjuist vooruit gaan en niet achteruit, wat veelal wordt gedacht.”
3D printen: hype of heeft het een toekomst?
Volgens Ko Buijs is het zeker geen hype. Hij zegt daarover: “In 2004 heb ik mijn eerste publicaties over dit thema geschreven. Toen schreef ik, dat gieten en smeden voor een behoorlijk deel vervangen zal gaan worden door deze nieuwe maaktechniek. Toen dacht men, dat ik molentjes zag draaien. We zijn nu twaalf jaar verder en is 3D printen al een stuk realiteit geworden. En dat zal zich steeds verder gaan doorzetten en dat heeft ook heeft te maken met milieutechnische redenen, maar ook met politieke. Voorbeeld: neem een Airbus 380. Daar zit voor 14 ton aan onderdelen in die van titanium zijn gemaakt. Voor die 14.000 kilo was 140.000 ton titanium nodig omdat zo’n 90% wordt verspaand. Al die dikke plakken worden uitgehold om zo min mogelijk kilo’s de lucht in te laten gaan. Elk vliegtuig dat gemaakt is van dit type genereert een afvalberg van circa 125 ton titaanspaantjes. Dat moet allemaal weer gereinigd en omgesmolten worden. Dat levert een enorme milieubelasting op. Tevens wordt het omgesmolten metaal ‘gedowncycled’ en dat betekent, dat het niet meer voor de luchtvaart gebruikt mag worden. De Europese Commissie is nu naar verluid bezig een nieuwe wet of richtlijn te maken die bepaalt dat er in de nabije toekomst nog maar een beperkt percentage verspaand mag worden. Met 3D titaan printen heb je nog maar een paar procent afval. Als die nieuwe wet of richtlijn er is, ben ik ervan overtuigd dat dit 3D printen een enorme boost gaat geven. Dus wat mij betreft is het geen hype.”
Nieuwe techniek
Volgens Ko Buijs lopen wij in Nederland behoorlijk achter als het gaat om de implementatie van Additive Manufacturing: “In de ons omringende landen en ook in Amerika zijn ze hiermee al veel verder. Het komt hier allemaal maar moeizaam tussen de oren. Tien jaar geleden verklaarden ze mij als het ware voor gek, maar nu geeft men steeds meer toe, dat het allemaal wel mogelijk is. Nu worden er bij Additive Manufacturing voornamelijk poeders gebruikt. Dat poeder wordt gesmolten op de gewenste plaatsen door een laser. Dat gebeurt dan laagsgewijs. Maar zo’n poeder kost al gauw vier tot vijfhonderd euro per kilo. Nu komt er ook steeds meer belangstelling voor een vrij nieuwe techniek en dat is het neersmelten van draad tot een eindproduct. Dat geeft weliswaar wat meer nabewerking, maar de prijs van dat draad is slecht zo’n 10% van dat van poeder. Ook een voordeel is dat het printen behoorlijk vlot gaat. Daar zijn twee technieken voor beschikbaar. De eerste is Electro Beam Additive Manufacturing (EBAM) en de andere is Rapid Plasma Deposition. Hier kun je veel complexere en grotere producten mee bouwen dan met poeder. Met poeder kan men een maximale productafmeting bereiken van 800 x 400 x 500 mm. Met die nieuwe techniek van EBAM beschikt men over een werkruimte van 5800 x 1220 x 1220 mm. Daar kan men hele omvangrijke onderdelen mee bouwen. Dat kan bijvoorbeeld heel belangrijk worden voor fabrikanten van pompen. Schoepenbladen van pompen moeten een bepaalde dikte hebben om gegoten te kunnen worden; veelal is dat 5 mm. Met deze nieuwe techniek kun je schoepbladen maken van een paar tienden van millimeter. Dan kan men nagaan hoe je het rendement van een pomp kunt verhogen.”
Op de vraag waarom Nederland zo achterloopt en terughoudend is, geeft Ko Buijs als antwoord: “Ik wou dat ik dat wist. Ik sprak laatst een directeur van een groot bedrijf en die zei, als er weer een studiedag was geweest met dit thema: ‘Ieder deed een plas en het bleef zoals het was’. Ik denk dat dat echt Hollands is, want zelfs de Belgen zijn al veel verder hiermee. Hier in Nederland staan nu zo’n elf tot twaalf metaalprinters. Berenschot heeft een rapport uitgebracht en stelt, dat tussen nu en vijf jaar tien procent van alle componenten die gemaakt moeten worden, vervaardigd worden met behulp van Additive Manufacturing. Er staan in ons land circa 24.000 CNC machines en dat betekent dus, dat er over vijf jaar 2.400 3D printers moeten staan. Dan mogen we wel opschieten. En daarom is zo’n dag als deze congresdag op 25 mei zo belangrijk namelijk om de mensen wakker te schudden.” Ook in het onderwijs zal er het een en ander moeten veranderen. Ko Buijs daarover. “Ik geef gastcolleges bij de Hogeschool Inholland in Alkmaar want die doen hier wat aan. En ook in Zwolle, bij Hogeschool Windesheim, maar dat is meer met kunststof. Ik zeg wel eens: je moet zorgen dat de studenten op de hoogte zijn van deze nieuwe technieken, want zij zijn de gebruikers van morgen. Als ik printerfabrikant was, zou ik zo’n apparaat op zo’n school neerzetten in samenwerking met een bedrijf dat zo’n apparaat buiten de schooluren kan gebruiken. Want als die studenten dan van school komen en gaan werken bij een bedrijf waar geen 3D printer staat, zullen ze zeggen dat er zo gauw mogelijk een moet komen. Dat is strategisch denken, zou ik zeggen.”
Ook een nieuwe ontwikkeling zijn de zogenaamde hybride machines. Dat zijn printers die ook kunnen nabewerken. Printen en nabewerken gebeuren dan op dezelfde plaats. Wat volgens Ko Buijs ook een interessant thema kan worden is het printen van Shape Memory Metal, want daar is nu ook poeder voor verkrijgbaar. Samen met het bedrijf Mundo-3D (levert ook een bijdrage tijdens het congres) en de Technische Universiteit Twente gaat Ko Buijs mogelijk medische implantaten maken die een geheugeneffect krijgen. Dat wordt gedaan met het materiaal Nitinol. Dit is een legering van titanium en nikkel, gekenmerkt door een geheugeneffect. Onder de overgangstemperatuur kan het worden vervormd en boven die temperatuur neemt het de oorspronkelijke vorm weer aan. Hij gaat samen met Mundo-3D onderzoeken of dit ook door middel van 3D printen gemaakt kan worden.
Samen met de uitgever van magazine ALURVS.nl, 2Blonds, werkt Ko Buijs momenteel aan de opzet van een modulaire E-learning cursus. Dit zijn metaalkundige trainingen, die niet op een locatie gegeven worden, maar op internet komen te staan. Zo’n module wordt afgesloten met een aantal multiple choice vragen. Zo kan de cursist dan een (deel)certificaat halen. Zodra hier meer over bekend is, vindt u dit uiteraard in dit magazine en op de website www.alurvs.nl.