Techniek&Innovatie
Sander Wanningen tijdens SMT Event: ‘Het moet wérken. Zolang de functionele eigenschappen maar juist zijn.’

Vooral IP-rechten bij 3d-printen zijn een uitdaging


Smart Maritime Technology

Marie-Claire Aarts | vrijdag 12 juli 2019
Marine, Smart Maritime Technology

Er zijn nog wat drempels te nemen bij 3d-printen op zee. Het zekerstellen van de IP-rechten is zo’n drempel. Dit is hoe de Koninklijke Marine ermee omgaat.

Een marineschip heeft zo’n 100.000 onderdelen, waarvan een deel vervangen zal moeten worden, vertelde overste Sander Wanningen tijdens het Smart Maritime Technology event op 13 juni in Rotterdam. 3d-printen is daarom een veelbelovende technologie voor de Koninklijke Marine, maar als straks overal onderdelen worden geprint, hoe worden de ontwerpers van die producten dan voor hun inspanningen beloond? IP-rechten blijken een uitdaging, want een digitaal 3d-ontwerp is net zo snel gedeeld als een muziekbestandje.

Dit is het vakgebied waar Richard Janssen van het Brightlands Materials Center zich mee bezig houdt: “Technisch gezien zijn er nieuwe mogelijkheden om het IP van het productontwerp zeker te stellen.” Het materialencentrum is een gezamenlijk initiatief van TNO en de provincie Limburg.

‘Technisch gezien zijn er nieuwe mogelijkheden om het IP van het productontwerp zeker te stellen’

“Door te karakteriseren is vast te stellen uit welke printer een product komt. Het is vergelijkbaar met een forensisch expert, die aan een kogel kan zien uit de loop van welk pistool een schot is afgevuurd, vanwege de unieke beschadigingen die de loop op de kogel aanbrengt. Bij 3d-printen wordt gekeken naar de track van de printer, naar de structuur van het materiaal, de vorm, het stromingspatroon.”

“Het is ook mogelijk om unieke patronen mee te printen. Dat wordt fingerprinting genoemd. Die patronen vormen een soort vingerafdruk. Daaraan kun je straks zien of je te maken hebt met authentieke onderdelen, die van de fabrikant zelf komen.” In feite gaat het dan om een logo op microniveau, dat met speciale apparatuur moet worden gescand.

Jonge technologie

In de industriële praktijk spelen IP-rechten echter nog maar een kleine rol. “Het is nog een te jonge technologie om industriële producten zomaar even te kopiëren,” zegt Janssen. “Spuitgieten hebben we bijvoorbeeld decennialang kunnen perfectioneren. We zijn ver van het stadium dat een identiek eindproduct kan worden geprint. Het gaat niet alleen om de exacte maatvoering.”

“Door een product te scannen voor de exacte maten heb je nog geen zicht op het printproces, de vereiste temperatuur van de printkamer en de benodigde structuur en samenstelling van het materiaal, om maar wat te noemen. Het is vaak ook nog te duur omdat er voor de zekerheid voor overperforming wordt gekozen: er worden dan sterkere en duurdere plastics gebruikt. We moeten nog veel leren over materiaaleigenschappen, proces zelf en bijvoorbeeld het slicen, het vertalen van 3d-tekeningen naar instructies voor de 3d-printer. Dat is ingewikkeld en bepaalt in sterke mate de kwaliteit van het eindproduct”, aldus Janssen.

Functioneel

Voor Wanningen van de Koninklijke Marine hoeft het geprinte product helemaal niet vergelijkbaar met het origineel te zijn. Hij is verantwoordelijk voor onderhoud en reparaties van kleine marineschepen, onder meer bij het Expertise Centrum Additive Manufacturing (ECAM). “De vorm en fit moeten hetzelfde zijn, zodat ze passen op de machines.” Als het er heel anders uitziet of aanvoelt, dan maakt dat wat hem betreft helemaal niks uit. “Het moet werken. Zolang de functionele eigenschappen maar juist zijn.”

De marine heeft een eigen designteam dat zelf producten ontwerpt. Procescertificatie moet de kwaliteit gaan waarborgen. Dit gebeurt in drie stappen: certificering op materiaalniveau, printer/software/firmwareniveau en op het niveau van de 3d-ontwerpen zelf. Er zijn kwaliteitseisen: zo moet de printer nauwkeurig zijn en de printerinstellingen van het ontwerp moeten steeds tot hetzelfde resultaat leiden. Het maakt Wanningen weinig uit wie de certificering gaat doen, al ligt het volgens hem het meest voor de hand dat dit gebeurt door maritiem actieve certificerende instanties, bijvoorbeeld Lloyd’s, Veritas of DNV GL.

De marine kent momenteel wel een aantal beperkingen met betrekking tot 3d-printen: zo mogen er geen wapens of onderdelen van wapens worden geprint aan boord. Dat mag alleen het Expertisecentrum zelf. Alleen als het proces volledig gecertificeerd is, kunnen geprinte onderdelen gebruikt gaan worden.

Ook vitale onderdelen zijn vooralsnog taboe. “We printen momenteel nog alleen niet-vitale onderdelen, de thuiskomertjes: tijdelijke oplossingen, die worden vervangen als we terug zijn. We willen er natuurlijk naar toe om zoveel mogelijk eindproducten te printen, waaronder vitale onderdelen.”

Open systeem

De industrie werkt nog niet altijd mee bij deze initiatieven. “Wij willen graag systemen die zo open mogelijk zijn,” aldus Wanningen. “De industrie wil echter steeds meer gesloten systemen, met software die is ingebakken bij de printers en de bijbehorende verplichting om de machines te kopen. Dat willen wij helemaal niet. Dan zitten we daaraan vast en wordt concurrentie uitgesloten.” 

“Nu hebben we veel verbruiksartikelen op voorraad, zoals oliefilters. Die moeten door gebruik regelmatig vervangen worden. Verder hebben we reserveonderdelen op voorraad, voor als het origineel kapot gaat. Daarnaast zijn er ook veel onderdelen die we niet op voorraad nemen, omdat die onderdelen binnen de gekozen gebruiksperiode meestal niet kapot gaan.”

“Reserveonderdelen moeten we momenteel op voorraad houden, omdat die na een paar jaar niet meer te verkrijgen zijn. De meeste schepen gaan meer dan vijftien jaar mee, maar veel leveranciers stoppen al na een paar jaar met ondersteuning. De nieuwe verdienmodellen in de markt zijn meer gebaseerd op sneller vervangen dan op lang onderhouden. Dit past niet goed bij de dertig jaar levensduur die de marine nastreeft. Dat lossen we onder meer op door die onderdelen zelf te gaan produceren met 3d-printers. Het is ontstaan uit noodzaak.”

‘IP-rechten spelen geen rol bij obsolescence van onderdelen die niet meer te krijgen zijn’

Binnen de marine zijn daarvoor modificatiecellen opgericht, waar een paar honderd mensen werkzaam zijn, maar het 3d additive manufacturing designteam bestaat uit vijf man. Die letten vooral op de functie van het object. Is dat back-engineering niet hetzelfde als de Chinese copycats doen? Volgens Wanningen is dat een heel ander verhaal. “IP-rechten spelen hierbij geen rol: het zijn obsolescence onderdelen, onderdelen die niet meer te krijgen zijn en het worden immers vaak volledig nieuwe producten.”

Het is ook niet zo dat de garantie vervalt door het gebruik van deze eigen ontwerpen: meer dan een paar jaar garantie bieden de meeste leveranciers niet meer, áls er al sprake is van garantie. “Dit wordt een ander verhaal zodra er vitale onderdelen geprint gaan worden. Er is dan wel degelijk sprake van IP-rechten en aansprakelijkheid van fabrikanten en leveranciers speelt hierbij een rol. Daarom is het nodig dat de fabrikanten gaan meewerken en er goede afspraken en regels voor komen.”

Metaal printen

Loopt de Nederlandse Marine internationaal eigenlijk voorop op dit innovatieve vlak? Printen andere landen ook op zee? Wanningen weet het niet precies: “Binnen de NAVO wordt er niet veel informatie over gedeeld: er zitten nationale industrieën achter – economische belangen dus.” Hij weet wel dat de Amerikanen en het Verenigd Koninkrijk er veel mee bezig zijn en ook al metaal printen. 

Het printen van metaal wil de Nederlandse marine overigens ook wel onder de knie krijgen, liefst aan boord. Dit staat op de planning, maar vooralsnog ligt de focus op het printen van kleine en grote kunststof objecten. Experimenten met metaal beginnen in najaar 2019, om uiteindelijk ook metaalprinters op schepen te zetten. Er wordt hiervoor nauw samengewerkt met TNO, het Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR), leveranciers en RAMLAB, dat vooral onderzoek doet naar de ontwikkeling en toepassing van het 3D-printen van grote metalen industriële onderdelen.

Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Maritiem Nederland.

Abonneer je nu!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Bent u nog niet bekend met Maritiem Nederland? Vraag dan hier uw proefabonnement aan!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Word ook abonnee!

Neem nu een abonnement en ontvang elke maand hèt vakblad voor de maritieme sector op de deurmat.

Sluit nu een abonnement af

Partners Maritiem Nederland