Advanced manufacturing is geen modewoord, maar een fundamentele verandering in de manier waarop we producten ontwerpen, maken en verbeteren. Waar traditionele productie vaak draait om efficiëntie in massa, en smart manufacturing de nadruk legt op digitalisering en connectiviteit, focust advanced manufacturing op grensverleggende technologieën en processen. Het gaat niet alleen om sneller of goedkoper produceren, maar om het mogelijk maken van nieuwe materialen, vormen en functies die met conventionele middelen simpelweg ondenkbaar zijn.
In dit artikel verkennen we hoe deze geavanceerde productiemethoden de industrie veranderen, welke technologieën centraal staan, en hoe bedrijven zich kunnen voorbereiden op deze transitie. Ook kijken we naar vaardigheden, certificering, duurzaamheid en inspirerende voorbeelden uit de praktijk.
Wat maakt een productieproces ‘advanced’?
Advanced manufacturing richt zich op het verbeteren van producten of processen door toepassing van innovatieve technologie. Dat kan betekenen: onderdelen maken met een extreem hoge precisie, fabriceren met materialen die bestand zijn tegen extreme omstandigheden, of produceren op manieren die veel duurzamer zijn dan traditionele methodes.
Deze aanpak vraagt om meer dan alleen nieuwe machines. Het vereist een andere manier van denken over ontwerp, materiaalkeuze en productieplanning. Engineers moeten al in de ontwerpfase nadenken over de maakbaarheid in high-tech processen, en operators worden steeds meer procesanalisten en data-gebruikers.
Belangrijke technologieën in beweging
Een van de bekendste vormen van advanced manufacturing is additive manufacturing (3D-printing). Daarmee kun je complexe vormen produceren zonder extra bewerkingen of montage. In de luchtvaart wordt deze techniek inmiddels op grote schaal toegepast, bijvoorbeeld bij brandstofmondstukken die vroeger uit tientallen losse onderdelen bestonden maar nu als één stuk worden geprint.
Maar 3D-printing is slechts één voorbeeld. In ultrafijn verspanen bereiken spindels snelheden van tienduizenden toeren per minuut, wat onderdelen mogelijk maakt die tot op micrometerniveau nauwkeurig zijn. Laserbewerking, waaronder femtoseconde-micromachining, biedt controle op materiaaleigenschappen zonder ongewenste warmte-inbreng. En in nanofabricage werken wetenschappers aan structuren die nauwelijks met het blote oog waarneembaar zijn, maar essentieel zijn voor toepassingen in de halfgeleiderindustrie en medische implantaten.
Sommige systemen combineren zelfs meerdere technieken. In hybride machines wordt een onderdeel eerst opgebouwd met 3D-printing en direct daarna op dezelfde plek nauwkeurig verspaand. Dat bespaart tijd, verhoogt de precisie en opent nieuwe mogelijkheden voor ontwerpers.
Nieuwe materialen, nieuwe mogelijkheden
De vooruitgang in productietechnieken gaat hand in hand met materiaalinnovatie. Denk aan hoogentropielegeringen die bestand zijn tegen extreme temperaturen, of hittebestendige polymeren zoals PEEK en PEKK die hun vorm behouden onder druk. Ook keramieken zoals siliciumcarbide spelen een steeds grotere rol in onder meer warmtewisselaars en turbines.
Omdat materiaalgedrag en bewerkingstechniek elkaar wederzijds beïnvloeden, groeit het belang van geïntegreerde simulaties. Met zogenaamde ICME‑methoden (Integrated Computational Materials Engineering) worden ontwerpen al vroeg digitaal getest op gedrag, sterkte en bewerkbaarheid. Zo voorkom je dure fouten in het productieproces en optimaliseer je het resultaat van tevoren.
Kwaliteitscontrole in real-time
Geavanceerde processen vragen om geavanceerde monitoring. In plaats van kwaliteitscontrole achteraf, gebeurt inspectie steeds vaker tijdens het productieproces zelf. Optische scans kunnen bijvoorbeeld laag voor laag een 3D-print controleren op afwijkingen. Geluidsmetingen geven aan wanneer een verspanend gereedschap verslijt. En voor onderzoek en validatie op het hoogste niveau zijn er technieken zoals synchrotron-µCT, waarmee je het binnenste van een component tot op micronniveau kunt bekijken.
Deze methodes helpen niet alleen fouten voorkomen, maar verkorten ook de time-to-market doordat minder herwerk of afkeur optreedt.
Wat levert het op?
Een veelgehoorde vraag: zijn die nieuwe technieken niet enorm duur? Het korte antwoord: niet per se. Hoewel de initiële stukprijs soms hoger ligt, leiden kortere doorlooptijden, minder materiaalverspilling en lagere assemblagekosten vaak tot een gunstigere total cost of ownership. Zeker bij complexe of gepersonaliseerde producten loont de investering snel.
Ook ecologisch biedt advanced manufacturing voordelen. Additive technieken produceren alleen wat nodig is en minimaliseren restmateriaal. Sommige toepassingen, zoals bij titaniumonderdelen, leveren tot 90% materiaalbesparing op vergeleken met traditionele methodes. En doordat er minder bewerkingen en transport nodig zijn, daalt de CO₂-voetafdruk aanzienlijk.
Integratie in bestaande fabrieken
De overstap naar advanced manufacturing betekent niet dat alles in één keer op de schop moet. Veel bedrijven starten met een proefcel, los van de bestaande lijn. Anderen bouwen geleidelijk hybride productielijnen op. En voor wie helemaal opnieuw begint, biedt een greenfield-aanpak maximale vrijheid in lay-out en optimalisatie.
Wat in elk geval essentieel is: ontwerpteams en productie moeten intensief samenwerken. Alleen als het ontwerp rekening houdt met de mogelijkheden en beperkingen van geavanceerde processen, kun je het volle potentieel benutten.
Mensen maken het verschil
Technologie is belangrijk, maar de mensen die ermee werken zijn bepalend voor succes. Waar een operator vroeger vooral handmatig werkte, is hij of zij nu verantwoordelijk voor het instellen, analyseren en bewaken van geavanceerde processen. Dat vraagt om nieuwe vaardigheden: kennis van CAD/CAM, ervaring met parametrisch ontwerpen en het vermogen om data te interpreteren.
Om deze omslag te faciliteren ontstaan er steeds meer ‘living labs’: leeromgevingen waar werknemers al doende worden opgeleid in een realistische productiecontext. Bedrijven die hierin investeren, blijken wendbaarder en innovatiever dan hun concurrenten.
Kwalificatie en normen
Voor sectoren met hoge eisen zoals luchtvaart, medische technologie of energie volstaat ‘goed genoeg’ niet. Producten moeten voldoen aan internationale normen en certificeringseisen. Bekende standaarden zijn de ISO/ASTM 52900 voor additieve productie, NADCAP voor processen in de luchtvaart, en richtlijnen van de FDA voor geprinte medische hulpmiddelen.
Dergelijke kaders zorgen voor vertrouwen in de kwaliteit van geavanceerde producten, zowel bij klanten als toezichthouders.
Praktijkvoorbeelden
Advanced manufacturing is geen toekomstmuziek. Het gebeurt nu. In de luchtvaart reduceerde GE het aantal lasnaden in een nozzle van 19 naar nul, door het geheel als één onderdeel te printen. Siemens past additieve technieken toe bij de reparatie van turbinebladen, wat weken aan doorlooptijd bespaart. En in de dentale sector worden op industriële schaal miljoenen gepersonaliseerde aligners geproduceerd met geautomatiseerde 3D-printers.
Deze cases tonen aan dat advanced manufacturing zowel schaalbaar als winstgevend is. Mits goed toegepast!
Wat brengt de toekomst?
De horizon van advanced manufacturing schuift steeds verder op. Denk aan 4D-printing, waarbij objecten na productie reageren op temperatuur of vocht. Of aan atomic layer deposition in combinatie met AM, waarmee functionele microcomponenten ontstaan. Ook de opkomst van ‘factory-in-a-box’, verplaatsbare minifabrieken in containers, maakt het mogelijk om productie letterlijk naar de klant te brengen.
Het is slechts een greep uit de innovaties die onderweg zijn. Maar één ding is zeker: de maakindustrie verandert voorgoed.
NIST – Advanced Manufacturing
https://www.manufacturing.gov/topic/advanced-manufacturing
GE Aviation – Manufacturing Milestone: 30000 Additive Fuel Nozzles
https://www.geaerospace.com/news/articles/manufacturing/manufacturing-milestone-30000-additive-fuel-nozzles
GE Aviation – Auburn Ships 100,000th Fuel Nozzle Tip
https://www.metal-am.com/ge-aviation-reaches-milestone-with-100000-fuel-nozzle-tips/
ISO/ASTM 52900 – Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and vocabulary
https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso-astm:52900:ed-1:v1:en
ASTM – Additive Manufacturing Standards
https://www.astm.org/f3177-21.html
NIST – Empowering America’s Advanced Manufacturing Workforce
https://www.nist.gov/video/empowering-americas-advanced-manufacturing-workforce
NIST MEP – Manufacturing Extension Partnership
https://www.manufacturing.gov/programs/hollings-manufacturing-extension-partnership
NIST – Strategic Plan Manufacturing USA Program (2022)
https://www.manufacturing.gov/sites/default/files/2022-10/FINAL%20National%20Strategy%20for%20Advanced%20Manufacturing%2010072022%20Approved%20for%20Release.pdf
Metal AM – New ISO/ASTM standard for industrial AM processes
https://www.metal-am.com/new-iso-astm-standard-for-qualification-of-industrial-additive-manufacturing-processes-and-production/