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Prototyping vs. Additive Design and Manufacturing: Die Basics

Wednesday, April 18, 2018 by Elisabeth Bauer, FIT AG

                                                                                                                

                         

Kennen Sie sich mit Additiver Fertigung aus?
Dass innovative Schichtbauverfahren die Fertigungsindustrie revolutionieren (werden), ist ja mittlerweile hinlänglich bekannt. Doch wir stellen immer wieder im Kundengespräch fest, dass es beim Verständnis dieser Technologie trotz, oder gerade wegen des Medienhypes, teils gravierende Defizite gibt und die Vorstellungen von „Additiver Fertigung“ mitunter recht schwammig sind.

                         
       Mythen und Irrtümer
Insbesondere die Ansicht, dass im etablierten Fertigungsprozess einfach nur die Fertigungsmethode ausgetauscht werden muss, ist falsch. „Revolution“ sagt es bereits aus: Es liegt ein Bruch mit der bisherigen industriellen Fertigungskonzeption vor, der sich auf alle Phasen der Produktion erstreckt. Von der neuartigen, additiv gerechten Konzeption von Produkten über die ganz eigenen Herausforderungen der pulverbettbasierten Fertigung bis zur spezifischen Qualitätssicherung nach der Produktion sind ganz andere, völlig neue Denkansätze und Umsetzungen erforderlich.

Immer wieder begegnet uns auch der Irrglaube, dass ein bestehendes Gussteil durch „3D-Druck“ günstiger hergestellt werden kann. Genau deshalb mögen wir den Begriff „3D-Druck“ auch nicht, denn er spielt die Sorgfalt und die Ansprüche an die industrielle Reife der nötigen Fertigungsprozesse zu sehr herunter. Lesen Sie im Folgenden, warum es nicht funktioniert, ein konventionell gefertigtes Teil 1:1 durch Schichtbau herstellen zu wollen.

 

Prototyping vs. Additive Fertigung – irgendwie alles das Gleiche?
Ganz und gar nicht! Aus dem klassischen Rapid Prototyping erwachsen, unterscheidet sich Additive Fertigung grundlegend vom (auch additiv unterstützten) Prototyping. In beiden Verfahren fertigt FIT Teile im Kundenauftrag. Damit enden die Gemeinsamkeiten aber auch schon: Abhängig vom geplanten Einsatz der Teile schließt sich ein völlig unterschiedlicher Herstellungsprozess an. Für jede Anforderung haben wir ein spezialisiertes Team, um unseren Kunden die optimale Lösung liefern zu können.

Im Bereich Prototyping stellen wir im Kundenauftrag Musterteile für Entwicklungsabteilungen her: Einzelstücke,  Designmuster, Funktionsmodelle und Pilotserien. Kürzeste Lieferzeit und Funktionsfähigkeit für den jeweiligen kurzzeitigen Einsatzzweck sind hier die Prämissen.


                                                                                 

Im Bereich der Additiven Fertigung sind wir Technologiepionier und ein Zulieferer für sehr spezielle und hochkomplexe Serienkomponenten im Schichtbauverfahren. Dazu bieten wir ein komplexes Servicepaket aus additiv gerechtem Design & Engineering (Pre-Production-Phase), einem umfassenden Portfolio von AM-Technologien für die eigentliche Fertigung (Production-Phase) und ausgefeilten Nachbearbeitungsverfahren (Post-Production-Phase) an. Damit sind wir in der Lage, unseren Kunden zu neuartigen, wettbewerbsfähigen Produkten zu verhelfen.

 

Vergleich Prototyping – ADM

Vorteile im Prototyping:

  • Kürzeste Lieferzeiten
  • Gutes Time-to-Market
  • Verfahrensvielfalt für die treffende Lösung in der jeweiligen Entwicklungsphase                                            

Vorteile im ADM:

  • Entwicklungskompetenz (Design und Engineering)
  • Serientaugliche Qualitätssicherungssysteme
  • Spezialisten inhouse hinsichtlich Material, Lasertechnik, Postprocessing

Beispiel: Leicht transportierbare, realitätsgetreue Kunststoffnachbildung eines gusseisernen Lagergehäuses für Vertrieb im Außendienst                      

Beispiel: Durch Additive Fertigung optimierter Zylinderkopf mit innerer Mikrostrukturierung, Gewichtsreduzierung: 66%

FIT Prototyping ist EIN Ansprechpartner, der mit Erfahrung und Verantwortung    die Lösungskompetenz für jeden Prototypenbedarf hat, von optisch perfekten Anschauungsmodellen und Designmustern bis zu funktionsfähigen Testmodellen ab Stückzahl 1 bis zur Klein- und Sonderserie.
 

FIT Production ist der richtige Ansprechpartner, der für jede Phase der Prozesskette speziell für Additive Fertigung geschulte Spezialisten hat, von Design & Entwicklung über die Machbarkeitsprüfung und Designoptimierung über den eigentlichen Bauprozess bis zu Nachbearbeitung und speziell additiv ausgerichteten Qualitätssicherungsmethoden.

Leistungsspektrum FIT Prototyping (PDF)

Materialdatenblätter FIT Prototyping

Kontakt/Anfrage FIT Prototyping

Leistungsspektrum FIT Production (PDF)

Materialdatenblätter FIT Production

Kontakt/Anfrage FIT Production

 

Fallbeispiel Halteblech

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

Material: Stahl

Gewicht: 640 g

Stückzahl: 1 – 100

Verfahren: SLM

Vorgehen: STL erzeugen, Baujob

Vorteil: Schnell

Zeitraum: 4 Arbeitstage

Stückkosten: 2.218 €

 

Anforderung 2: Der Kunde möchte eine leichtere, funktionsfähige Neuinterpretation eines bestehenden Halteblechs.

Material: Aluminium

Gewicht: 239 g

Stückzahl: 100 - 500

Verfahren: SLM

Vorgehen: STL erzeugen, Topologieoptimierung, FEM, Baujob

Vorteil: Materialeinsparung

Zeitraum: 2 Wochen

Stückkosten: 2.123 €

 

Anforderung 3: Der Kunde möchte eine leichtere, serientaugliche und funktionsfähige Neuinterpretation eines bestehenden Halteblechs.

Material: Aluminium

Gewicht: 203 g

Stückzahl: 500 – 1000

Verfahren: SLM

Vorgehen: STL erzeugen, Topologieoptimierung, Serienoptimierung, FEM, Baujob

Vorteil: Materialeinsparung und Kostenreduzierung

Zeitraum: 10 Wochen

Stückkosten: 467 €


Zusammenfassung:
Die jeweiligen Anforderungen an ein Produkt definieren sehr speziell 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. Gerne stehen wir in jeder Produktionsphase unterstützend zur Seite.

Viele große Unternehmen wollen den Trend nicht verpassen und experimentieren mit Additiver Fertigung. Doch Additive Fertigung verlangt volles Engagement von der Datenerstellung bis zur Qualitätssicherung. Hier empfehlen wir uns als Ihr kompetenter Partner mit über 20 Jahren Erfahrung.

                                                                                                         

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