MX3D: Vom 3D-Druck einer Brücke zur Komplettlösung für den 3D-Metalldruck – Interview mit Gijs van der Velden

MX3D ist auf die Additive Fertigung mit Metalldraht (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) spezialisiert, eine Unterform der Directed Energy Deposit (DED) Technologie. Das niederländische Unternehmen ist ein Spin-Out des Joris Laarman Labs und hat seine Wurzeln in der Pionierarbeit mit robotergestützter Additiver Fertigung, die bis ins Jahr 2011 zurückreicht. Nach umfangreichen Experimenten mit verschiedenen Materialien beschloss das Team, sich auf den 3D-Druck mit einem Schweißroboter zu konzentrieren. In einem Interview mit 3Druck.com gibt Gijs van der Velden, Mitgründer des Unternehmens, einen Einblick in die Branche.

Zunächst präsentierte das Unternehmen seine Ergebnisse mit einer Sammlung von Kunstwerken, die auf YouTube gut dokumentiert sind, und erregte damit die Aufmerksamkeit mehrerer Unternehmen, darunter Autodesk und ArcelorMittal, die sich erkundigen wollten, ob sie größere Projekte im Sinn hätten. Ermutigt durch diese Welle des Interesses wurde MX3D gegründet und nahm ein ehrgeiziges Projekt in Angriff: den 3D-Druck einer Metallbrücke für das Stadtzentrum von Amsterdam. Zusätzlich zu den bereits erwähnten Unternehmen wurde das Projekt von Partnern wie Arup, Imperial College London, ABB, Air Liquide, dem Alan Turing Institute und vielen anderen unterstützt. Nach strengen Materialtests, Software-Upgrades und der Überwindung von Design-Hürden begann der 3D-Druck der Brücke 2017 und wurde 2018 abgeschlossen. Sie feierte ihr Debüt auf der Dutch Design Week und hat seitdem mehrere Auszeichnungen erhalten, darunter den renommierten STARTS-Preis der Europäischen Kommission für das beste Technologieprojekt.

Während die Brücke zahlreichen Tests unterzogen wurde, entwickelte MX3D seine 3D-Drucksoftware kontinuierlich weiter und integrierte den Roboter, die Schweißmaschine, die Materialien und die Sensoren nahtlos. Die Zusammenarbeit wurde auf Industrieunternehmen ausgeweitet, die interessiert waren, diese innovative Technologie zu übernehmen. Im Jahr 2019 hat das Unternehmen in Zusammenarbeit mit ABB und Altair erfolgreich einen topologisch optimierten Roboterarm gedruckt und damit das erhebliche Potenzial für Materialeinsparungen und den Ersatz veralteter Komponenten aufgezeigt. Zahlreiche andere Teile und Objekte, wie Fahrräder, Propellerflansche und Druckbehälter, wurden ebenfalls gedruckt, um Ingenieure von dieser neuen Technologie zu überzeugen.

Entwicklung einer Komplettlösung

Nach der Einführung der WAAM-Software “Metal XL” im Jahr 2020 erhielt MX3D viel positives Feedback, obwohl viele Interessenten keinen Roboter besaßen. Als Reaktion darauf wurde 2021 der M1 vorgestellt, eine Komplettlösung für WAAM, die einen Wendepunkt für das Unternehmen darstellte. Nach der BMW Group als Erstkunde wird der M1 nun unter anderem von der US Army, dem EMPA-Institut und Shimoda Flange erworben.

Im September 2023 wurde MX auf den Markt gebracht, eine Komplettlösung für Kunden, die in einem größeren Maßstab von 5 Tonnen oder mehr drucken wollen.

MX3D beschäftigt derzeit 30 Mitarbeiter und setzt 12 Roboter ein. Der Schwerpunkt liegt auf dem Energiesektor mit Komponenten wie Pumpen, Impellern oder Flanschen für die Nuklear-, Öl- und Gasindustrie. Das Unternehmen fertigt weiterhin in großem Umfang in den eigenen Anlagen für Unternehmen, die ein Überprüfungsprojekt durchführen wollen und dabei einen Entscheidungsprozess über die mögliche Anschaffung des WAAM-Systems durchlaufen. Der Vorteil der hauseigenen Produktion ist die kontinuierliche Verbesserung der Software durch das eigene Team.

Interview mit Mitgründer Gijs van der Velden

In einem Interview mit 3Druck.com gibt Gijs van der Velden, Mitgründer von MX3D, einen Einblick in die Branche und äußert sich zum aktuellen Stand sowie zur Zukunft der Additiven Fertigung.

Welche Bedeutung hat Ihrer Meinung nach die Additive Fertigung von Metallen für Unternehmen, die diese Technologie einsetzen?

Es gibt einige wesentliche Verbesserungen, die Unternehmen dadurch bewirken können. Sie brauchen nur ein paar Quadratmeter Fläche und können sich von externen Gießereien und Schmiedewerkstätten unabhängig machen. Dies gewährleistet kürzere Vorlaufzeiten und sichert die Versorgungssicherheit. Die Zahl der Metallteile, die auf Lager gehalten werden müssen, lässt sich dadurch erheblich reduzieren. Darüber hinaus können sie mit dieser Fähigkeit die Innovation beschleunigen (die sie dann selbst besitzen) und ein viel breiteres Spektrum an Dienstleistungen anbieten. Und schließlich haben unsere wissenschaftlichen Partner wiederholt gezeigt, dass es möglich ist, den Fußabdruck von Teilen erheblich zu reduzieren, manchmal um mehr als 80 %! Auf unserer Linkedin-Seite veröffentlichen wir regelmäßig wissenschaftliche Artikel, an denen wir in Bezug auf LCA/Materialoptimierung usw. zusammenarbeiten.

Die Additive Fertigung hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Welche Innovationen oder technologischen Durchbrüche halten Sie für den Industriesektor für besonders wichtig?

Der entscheidende Schritt ist die autonome Überwachung des Drucks und die Verbesserung des Prozesses auf der Grundlage dieser Daten durch ML oder KI. Dank dessen kann MX3D seine Fabrik nun rund um die Uhr mit wenig Überwachung betreiben, was für die Rentabilität unerlässlich ist, da wir oft mit bekannten Prozessen konkurrieren müssen, die bereits seit über 100 Jahren optimiert wurden. Eine weitere Möglichkeit ist die Erstellung digitaler Zwillinge, wie wir sie gemeinsam mit dem Alan Turing Institute entwickelt haben, um die Festigkeit jedes einzelnen Teils einer potenziell unendlichen Vielfalt von Geometrien zu modellieren und digital zu validieren.

Erst Corona und jetzt die hohe Inflation stellen die gesamte Branche vor große Herausforderungen. Wie wirken sich die verschiedenen Krisen Ihrer Meinung nach auf die Additive Fertigung aus?

Ich finde es etwas schwierig zu sagen, dass diese beiden Krisen positiv für unser Geschäft sind, und ich denke, langfristig für die AM-Branche im Allgemeinen. Zunächst einmal hat dank Corona jede Fabrik in der Welt, die sich auf Lieferungen aus Übersee verlassen hat, erkannt, wie riskant diese Strategie ist. Hinzu kommt der Gedanke der strategischen Autonomie und der Wunsch, solche Fertigkeiten zurück nach Europa und in die USA zu verlagern, was unsere Kunden dazu veranlasst, mit WAAM zu arbeiten. Als die Materialpreise in die Höhe schnellten (zuerst durch Corona, dann durch die hohe Inflation), wurde der Fokus auf die Reduzierung von Materialabfällen im Herstellungsprozess viel stärker. Hinzu kommt, dass jedes Unternehmen nun auch ernsthaft über seinen ökologischen Fußabdruck nachdenken muss, da die Bekämpfung der globalen Erwärmung in aller Munde ist. 

Was die Inflation anbelangt, so kann jeder Firmeninhaber bestätigen, dass die größten Auswirkungen auf die Löhne zu erwarten sind. Sie sind bei weitem die größten “Kosten” und daher am stärksten von einer Inflationsrate von 10 % betroffen. Eine Fertigungstechnologie, die immer autonomer wird und weniger von Arbeitskräften abhängig ist, ist ebenfalls hilfreich.

Welche Auswirkungen wird die Additive Fertigung Ihrer Meinung nach in den kommenden Jahren auf verschiedene Branchen und möglicherweise auf die Gesellschaft insgesamt haben?

Ich glaube fest daran, dass wir dank der Additiven Fertigung in eine sehr innovative Ära zurückkehren werden. Natürlich können wir jetzt Dinge herstellen, die wir vorher mit AM nicht herstellen konnten. Aber was vielleicht noch wichtiger ist, ist, dass viel mehr Unternehmen die Möglichkeit haben werden, bei Metallteilen innovativ zu sein. Wo früher nur eine begrenzte Anzahl von Gießerei- und Schmiedeunternehmen die Kenntnisse über die Herstellung großer Metallteile besaß, kann jetzt jeder, der einen Schweißroboter besitzt, seine Ideen umsetzen. Hinzu kommt die Macht der KI, die das Design und die Effektivität des Drucks weiter verbessern wird, was einen starken Innovationsschub zur Folge haben wird. Meiner bescheidenen Meinung nach wird dies die Art und Weise verändern, wie unsere Strukturen, Transportfahrzeuge und Raketen aussehen, ebenso wie die Einführung von Stahl und Beton unsere Städte radikal verändert hat.

Hier erfahren Sie mehr über MX3D und die WAAM Technologie.