Hightech-Produkte aus Additiver Fertigung made by FIT

by Susanne Wagner (comments: 0)

In Produkten von heute steckt viel Hightech. Wie kommen wir zu immer innovativeren, wettbewerbsfähigen Produkten? Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist ein Ansatz, aber auch die Optimierung von Produkt- und Materialeigenschaften bekannter Rohmaterialien durch spezielle Verarbeitung spielt eine wichtige Rolle. Anhand von Fallbeispielen gibt Oliver Cynamon, Head of Business Development, FIT AG, einen Ausblick auf zukünftige Trends und Entwicklungen der Additiven Fertigung.

Hightech-Produkte aus Additiver Fertigung made by FIT

In Produkten von heute steckt viel Hightech. Wie kommen wir zu immer innovativeren, wettbewerbsfähigen Produkten? Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist ein Ansatz. Aber auch die Optimierung von Produkt- und Materialeigenschaften bekannter Rohmaterialien durch spezielle Verarbeitung spielt eine wichtige Rolle. Hier kommt die Additive Fertigung ins Spiel.

Was ist Additive Fertigung?

Auch als industrieller 3D-Druck bekannt, bezeichnet die Additive Fertigung oder auch Additive Manufacturing eine werkzeuglose Fertigungsmethode, bei der Bauteile in einer Vielzahl von Verfahren schichtweise aufgebaut werden. Laser Melting, EBM, Stereolithografie, diverse Polyjet-Verfahren, Fused Deposition Modeling, Selektives Lasersintern, Wire Arc Additive Manufacturing – Hilfe! Die Menge der Technologien samt der jeweils verarbeitbaren Materialien ist schier unüberschaubar.

Rundumservice vom Spezialisten für Additive Fertigung FIT AG

Die FIT Additive Manufacturing Group bietet sich als der richtige Ansprechpartner rund um die Additive Fertigung an, denn mit über 20 Jahren Erfahrung bietet sie ihren Kunden von Engineeringleistungen über die richtige Verfahrens- und Materialauswahl bis zur professionellen Nachbearbeitung und Qualitätssicherung optimale Unterstützung. Der umfassende Maschinenpark ist stets auf dem neuesten technologischen Stand,  für jede Phase der Prozesskette gibt es speziell geschulte Spezialisten.

Besonderheiten der Additiven Fertigung

Die Einführung der Additiven Fertigung beinhaltet viel mehr als das Aufstellen einer neuen Maschine. Für eine erfolgreiche Technologieintegration muss der ganze Fertigungsprozess von A bis Z auf dieses Fertigungskonzept hin umgestellt werden. Das Potential der dreidimensionalen Designfreiheit erschließt sich nämlich erst bei klarem, additiv gerechtem Design und Engineering. Ausgehend von einem konventionellen Motorhalter zeigen die folgenden Fallbeispiele verschiedene Grade der Produktoptimierung, die jeweils aus den spezifischen Anforderungen des Kunden resultieren.

Fallstudie: 3 Aufgabenstellungen – 3 verschiedene Lösungen – 3 verschiedene Produkte

Aufgabenstellung 1: Der Kunde möchte eine schnell verfügbare, einsatzfähige Kopie eines bestehenden Halteblechs.

Lösung: Aus Edelstahl wird werkzeuglos im Lasermelting schnell eine Kopie des originalen Blechbiegeschweißteils hergestellt. Designänderungen wurden nicht vorgenommen, das Ersatzteil ist aber unmittelbar verfügbar.
Aufgabenstellung 2: Der Kunde möchte eine leichtere, funktionsfähige Neuinterpretation eines bestehenden Halteblechs.

Lösung: Im Zentrum der gewünschten Designänderung steht die Materialeinsparung, was sich positiv auf die Herstellungskosten und das Eigengewicht des Endteils auswirkt. Zum Einsatz kommt das Leichtmetall Aluminium. Bei der Topologieoptimierung wird Material an allen Stellen entfernt, an denen es keine tragende Funktion erfüllt. Die Stabilität der Konstruktion wird unter Beachtung der spezifischen Materialeigenschaften durch FEM-Simulation gewährleistet. Bis zum endgültigen Design sind verschiedene Iterationszyklen nötig. Die Ausführung erfolgt werkzeuglos und damit flexibel.
Aufgabenstellung 3: Der Kunde möchte eine leichtere, funktionsfähige und zugleich serientaugliche Neuinterpretation eines bestehenden Halteblechs.

Lösung: Die Designoptimierung muss in diesem Fall zwei Anforderungen umsetzen: Zum einen Material einsparen durch Topologieoptimierung, zum anderen soll das Teil noch zusätzlich auf Serientauglichkeit ausgerichtet sein. Dies bedeutet, dass bei optimalen Produkteigenschaften möglichst viele identische Bauteile auf eine Bauplatte gepackt werden können. Dadurch steigt der Designaufwand nochmals, unter dem Strich sinken aber dank des Serien-Outputs die Stückkosten. Durch die komplexeren Anforderungen gewinnt das Bauteil eine deutlich andere Gestalt.

Eckdaten im Vergleich

Aufgabenstellung 1

Aufgabenstellung 2 Aufgabenstellung 3

Material: Stahl
Gewicht: 640 g
Stückzahl: 1 – 100
Verfahren: SLM
Vorgehen: STL erzeugen, Baujob
Zeitraum: 4 Arbeitstage
Stückkosten: 2.218 €
Vorteil: Werkzeuglos, schnell

Material: Aluminium
Gewicht: 239 g
Stückzahl: 100 – 500
Verfahren: SLM
Vorgehen: STL erzeugen, Topologieoptimierung, FEM, Baujob
Zeitraum: 2 Wochen
Stückkosten: 2.123 €
Vorteil: Werkzeuglos, Materialeinsparung

Material: Aluminium
Gewicht: 203 g
Stückzahl: 500 – 1000
Verfahren: SLM
Vorgehen: STL erzeugen, Topologieoptimierung, Serienoptimierung, FEM, Baujob
Zeitraum: 10 Wochen
Stückkosten: 467 €
Vorteil: Werkzeuglos, Materialeinsparung, Kostenreduzierung

Zusammenfassung

Die Anforderungen an ein Produkt definieren die Parameter und den Aufwand für dessen Herstellung. Dies wird sich nur bei besonderen Produkten lohnen. Mit Additive Design and Manufacturing kommen Sie zu andersartigen Produkten, die je nach Auftrag optimiert sind und anders nicht zu realisieren wären. Die Qualitätsspezifikationen sind bei den additiven Verfahren zwar andere als bei konventionellen Verfahren, die Anforderungen werden aber voll erfüllt.

 

Go back