Eerst de vorm, nu de inhoud

René Raaijmakers
Leestijd: 3 minuten

ASML en Thermo Fisher nemen het voortouw in het toepassen van metaalprinttechnieken op hun producten. Het zet hun toeleveranciers aan om te investeren.

Wat mij nog het meest intrigeert in de gesprekken over additive manufacturing is dat zowel ASML als Thermo Fisher vastbesloten zijn om 3D-fabricagetechnieken toe te laten in het hart van hun producten. Voor ASML zijn dat de waferstages van zijn lithografische scanners, voor Thermo Fisher zijn het de lenskolommen van zijn transmissiemicroscopen.

De betrokken experts zijn stellig. Arno Sprengers van ASML zegt dat toepassing van metaalprinttechnieken in stages ‘absoluut gaat gebeuren’. Olivier Rainaut heeft bij Thermo Fisher een roadmap opgesteld voor de stapsgewijze introductie van metaalprinten van kolomdelen, wat uiteindelijk kan leiden tot een volledig geprint elektronenoptiek.

René Raaijmakers is hoofdredacteur van High-Tech Systems Magazine

Met de waferstage en de elektromagnetische kolom heb je het over de kroonjuwelen van beide bedrijven. Het zijn de onderdelen waar de meeste aandacht naar uitgaat qua meten, regelen en mechanica. Componenten in de stage staan bloot aan extreme versnellingen; onderdelen in de kolom moeten juist met nanoprecisie stilstaan. Als je dit soort producten met 3D-metaalprinten gaat fabriceren, dan kun je dat gerust een paradigm shift noemen.

ASML en Thermo Fisher doen nu een groot beroep op de toeleveranciers, want het gaat om het helemaal opnieuw inrichten van een maakketen met een mate van kwaliteits- en procescontrole waaraan suppliers nog niet gewend zijn. Van designtooling en materialen tot machines en bewerkingsprocessen.

Als oem’s en hun partners dit voor elkaar krijgen, dan zijn de voordelen talrijk, zoals minder materiaal- en energieverbruik en lagere kosten. Van design tot assemblage zullen de doorlooptijden afnemen. In waferscanners zullen stages met minder gewicht hogere versnellingen mogelijk maken. TEM-microscopen worden nog nauwkeuriger, met beduidend lagere materiaal- en maakkosten. Onder de streep: meer waarde voor eindklanten.

Aangemoedigd door ASML investeren onder meer KMWE, Wilting en Toolcraft in additive manufacturing. Daarmee nemen ze een aanzienlijk risico, want ik begrijp dat de productiviteit van de machines die ze nu neerzetten de vraag momenteel overstijgt. Er zijn ook maakpartijen die kennis ontwikkelen, maar nog een afwachtende houding aannemen, zoals Anvil.

Voor de maakketen is dit een avontuur. ASML en Thermo Fisher willen graag meerdere sources en dat betekent concurrentie. Maar wie nu in 3D investeert neemt daarmee ook een voorsprong. Die zou wel eens fors kunnen zijn. De processen voor statistische controle die suppliers voor de kwaliteitsbewaking moeten inrichten zijn van een veel andere orde dan ze tot nu toe gewend zijn. Kort door de bocht: eerst ging het alleen om de vorm, nu ook om de inhoud.

Eigenlijk weet nog niemand wanneer de hightechindustrie de grote stap naar additive manufacturing gaat zetten. Maar ASML en Thermo Fisher denken op termijn een doorbraak te kunnen forceren. Als dat eenmaal lukt, dan gaat het heel hard. In zo’n versnelde evolutie ontstaat er waarschijnlijk een tweedeling: partijen die geen 3D doen, naast bedrijven die er massaal op inzetten.

Het komende jaar zul je waarschijnlijk al zien dat andere machinebouwers en productbedrijven zich aansluiten bij het initiatief van ASML en Thermo Fisher om 3D-maakkennis met toeleveranciers te delen. Philips Healtcare, Thales, Fokker, het barst van de high-end oem’s die de voordelen van 3D-metaalprinten kunnen gebruiken.

Maar goed, op dit moment valt ook te concluderen dat de additive manufacturing-beloftes van pakweg een decennium terug bij lange na niet zijn waargemaakt. ‘Het aandeel AM in de totale maakindustrie is nog uitermate gering’, zegt Rein van der Mast, die als techniekjournalist jarenlang over AM schreef en momenteel onderzoeksleider is in het 3D-printen van metalen bij Fontys in Eindhoven. AM-evangelist Van der Mast, die ooit door collega’s een roepende in de woestijn werd genoemd, ziet dat die woestijn nu wel langzaam aan het vergroenen is. ‘Met de nadruk op langzaam’, zei Rein onlangs tegen mij.

Zelf heb ik al heel wat hypes voorbij zien komen, technieken waarvan de marktintroductie tien tot twintig jaar later gebeurde dan oorspronkelijk voorspeld, zoals organische leds en AI. Maar de komende tien jaar zie ik voor AM wel een stapsgewijze revolutie. Vanwege de concrete vraag en noodzaak en vanwege de r&d-reputatie van de vragende partijen. Wie over een decennium terugkijkt, zou dan wel eens kunnen constateren dat de maakindustrie in tien jaar volledig op zijn kop is gezet.

Additieve technieken vormen een mooie kans voor onze techindustrie om de voorsprong in high-end maakprocessen te behouden. Het wordt interessant om te zien hoe onze hightechindustrie dat voor elkaar gaat krijgen.