Vanuit CAD op zoek naar oplossingen

Wat is de relatie tussen een morsvrije transportband, een stofzuiger-aansluitstuk en een veiligheidsluik? Het zijn allemaal projecten die uit de koker van het Belgische 3D Cadworks komen. De werkwijze is origineel: vanuit een CAD-design het product visualiseren, er een prototype van maken en vervolgens zo uitvoeren dat de klant de juiste oplossing heeft voor zijn probleem.

“Daar heb ik eigenlijk niet zo snel een antwoord op”, zegt Patrick De Bie. De directeur en eigenaar van 3D Cadworks zoekt eerder een antwoord op de vraag ‘hoe beschrijf je in één zin wat 3D Cadworks doet?’. Een vrijwel onmogelijke opgave, zo blijkt. Het Belgische bedrijf heeft als basis engineering en 3D-ontwerp. Maar eigenlijk is het vooral een groep enthousiastelingen die nieuwe projecten omarmen en er als ware uitvinders alles in stoppen om het goed werkend te krijgen.

Zo staat De Bie trots naast een soort rekstoel voor fysiotherapeuten. “Het probleem was duidelijk. Fysio’s moeten soms de rug van cliënten oprekken. Dat doen ze eigenlijk op een heel klassieke manier. Ze staan rug-aan-rug met hun patiënt en buigen voorover. Daardoor rekt de rug van de patiënt in een natuurlijke boog naar achteren en voila. Groot nadeel van deze methode is dat het juist weer schadelijk kan zijn voor de rug van de fysiotherapeut zelf.”

En dus kwam de vraag naar een behandeltafel binnen bij 3D Cadworks. Samen met de klant werden de specificaties vastgelegd en kwam er een 3D-tekening. Die werd gevirtualiseerd in een 3D-model. Van dat 3D-model kwam een prototype en dat prototype staat nu in de maker space bij 3D Cadworks te Hoogstraten. 

De Bie: “Juist doordat we engineering en CAD beheersen, kunnen we een toegevoegde waarde zijn voor onze klanten. Neem de actuator die in deze behandeltafel zit. Volgens de specificaties die in de CAD-software zat – aangeleverd door de producent van de actuator – zou de actuator een bepaald aantal Newton aan kunnen. Uit onze tests met het prototype bleek dat dat helemaal niet het geval was. We hebben dus opnieuw moeten engineeren om de juiste actuator te vinden. We hadden natuurlijk tegen de klant kunnen zeggen dat wij er niets aan konden doen omdat de specificaties van de producent ons vrijpleiten. Maar onze klant zou grote problemen ondervinden.”

Complexiteit

“We werken van idee tot productie”, zegt De Bie. “Je kan zeggen dat we een design- en engineeringbureau zijn dat machines op maat ontwerpt. De toepassingen zijn vaak van industriële aard, maar het komt ook voor dat de toepassingen eerder consumentgericht zijn.” 

Toch doet hij zijn onderneming hiermee tekort. 3D Cadworks biedt consulting, CAD-opleidingen, engineering en reverse engineering, 3D-scanning, 3D-metingen en prototyping. Daarnaast maakt het CE-documentatie, gebruiks- en montage-handleidingen en animaties.

Is dat niet te divers? Zou het niet beter zijn om een duidelijke focus te hebben? Integendeel, vindt De Bie. “Een oplossing houdt niet op bij een CAD-tekening alleen. Een voorbeeld: samen met een klant uit de nucleaire sector hebben we een stofzuigeraansluitstuk ontwikkeld voor gebruik onder water. Deze stofzuiger wordt gebruikt om RVS-spanen op te zuigen die ontstaan tijdens het verwerkingsproces onder water, waardoor de spanen niet meer onderaan in het waterbad belanden. We zijn samen met de klant gestart met het ontwerpen van het model. Vervolgens hebben we verschillende stromingssimulaties op het ontwerp uitgevoerd om het ontwerp verder te vervolmaken. Nadien werd het ontwerp voor prototyping ook bij ons ge-3D-print.”

Na afloop is een begeleidende gebruikshandleiding geleverd. Alle aspecten van het aanbod van 3D Cadworks zijn dus aan bod gekomen. “Het was een complex vraagstuk. Bij het ontwerpen van de stofzuigermond zijn we verschillende variaties gaan testen door middel van flow simulation, om zo het optimale model te krijgen dat aan de vereisten voldoet. Één van deze ontwerpvereisten is dat de zuigmond met een gemiddelde zuigsnelheid van 25 m³/u zowel de grote als kleine spanen kan opzuigen, rekening houdend met een maximum valsnelheid van 0,2 m/s. Voor het uitvoeren van de flow-analyse hebben we verschillende opties doorlopen, waarbij telkens de opening van de zuigmond anders werd gedimensioneerd.”

Vanwege de complexiteit van het stuk is het finale prototype gemaakt met de inhouse 3D-printer, zodat het geheel konden worden getest. “Hiervoor hebben we het model dat uit de flow simulation is gekomen, uitwendig nog aangepast in functie van de printbaarheid van het stuk. Daarnaast hebben we extern zaken toegevoegd om de zuigmond te kunnen monteren in het geheel.”

Alles

Dus wat is het antwoord op de vraag ‘beschrijf in één zin wat 3D Cadworks doet’? De Bie: “Alles. Alles om van een idee een product te maken.” Terwijl hij wegloopt, vertelt hij nog even over een bovenloopkraan bij staalproducent Arcelor Mittal. Die moest van de ene hal naar de andere hal worden verplaatst. Deze brug had een gewicht van 140 ton, een overspan van 31 meter en een hoogte van 19 meter.

Een 3D-model bracht de bestaande situatie in kaart. Met een stabiliteitsstudie op het 3D-model werd het juiste materiaal bepaald nodig voor de manipulatie. In dit manipulatiedossier werd voorgesteld geen kranen maar een jacking system te gebruiken. Het resultaat: een stappenplan (method statement), bouwplan en uitvoeringsmethode. “Voor alles is een oplossing.”