Innovative KFZ-Mittelkonsole

Mit dem LQ hat die Toyota Motor Corporation (Toyota) auf der Tokyo Motor Show ein Concept Car vorgestellt, das mit modernsten Zukunftstechnologien ein emotionales Band zwischen Auto und Fahrer schaffen möchte. Dazu war ein völlig neuer Designansatz sowohl für innen als auch für außen gefordert. Die Mittelkonsole wurde als innovatives freistehendes Objekt konzipiert mit einem Schaltknauf und einem integrierten Touchpad. ADM (Additive Design and Manufacturing) bietet das optimale Zusammenspiel an Gewicht, Designfreiheit und Verlässlichkeit. Ihr beeindruckendes Erscheinungsbild erhält die Mittelkonsole durch professionelles Finishing.
Innovative KFZ-Mittelkonsole
Gewichtsoptimierter KFZ-Seitenspiegel

Gewichtsoptimierter KFZ-Seitenspiegel

Da der Toyota LQ ein elektrisches Antriebssystem auf Basis von Batterien hat, standen die Ingenieure von Toyota vor der Herausforderung, das Gewicht jeder einzelnen Komponente im Fahrzeug zu reduzieren und zugleich die aerodynamische Effizienz in einem plakativen, innovativen Außendesign zu realisieren. Der Außenspiegel wurde als eine exzellente Möglichkeit identifiziert, Gewicht zu sparen bei gleichzeitiger Wahrung der aerodynamischen Kriterien für die Stabilität. Das neue Design führt sogar noch zu geringeren Schallemissionen. In Summe ist das Ergebnis des Neudesigns eine Verringerung der Zahl der Einzelteile, Gewichts- und Geräuschreduzierung sowie ein stylisches und ästhetisches Erscheinungsbild des Spiegels.

Individualisiertes Ellbogenimplantat

Die Versorgung mit medizinischen Implantaten ist besonders im Bereich von Gelenken eine große Herausforderung. Standardimplantate bieten hier oft kein zufriedenstellendes Ergebnis. Im schlimmsten Fall gibt es gar keine passende Lösung und das Gelenk muss versteift werden, was die Lebensqualität des Patienten dramatisch verschlechtert. Mittels einer individualisierten,  verlässlichen Produktionstechnologie, im vorliegenden Fall EBM (Electron Beam Melting) mit für den Medizinbereich optimierten Workflows, kann diese Schwierigkeiten überwunden und die Serienfertigung individueller Implantate ermöglicht werden. Das spezielle Design des vorliegenden Implantats erleichtert dessen Einwachsen in den umgebenden Knochen und verbessert den gesamten Heilungsprozess.
Individualisiertes Ellbogenimplantat
Individualisierte Schienbeinorthese

Individualisierte Schienbeinorthese

Patienten, die eine Orthese benötigen, müssen sich heute oft noch mit Standardlösungen und -größen zufrieden geben. Eine nicht perfekt sitzende Orthese ist aber in vieler Hinsicht ungünstig, reibt und behindert die Bewegungsfreiheit, verursacht Druckstellen und Schmerzen und beeinträchtigt den ganzen Heilungsprozess. Daher ist es in vielen Fällen von größter Wichtigkeit, dass der Patient nicht eine vorgefertigte, sondern eine individualisierte Orthese erhält. Diese Orthesen sind oft sehr teuer und erfordern eine lange Herstellungszeit. Eine bessere Lösung mit einem anderen Produktionsverfahren ist nötig, um all die genannten Nachteile auszugleichen und eine individualisierte Serienproduktion derartiger Orthesen zu gewährleisten.

Schubumkehrelement für einen Businessjet

Das Schubumkehrelement für einen Businessjet besteht aus 12 einzelnen Kaskaden, die um die Turbine des Flugzeugs positioniert sind. Diese Kaskaden werden gewöhnlich aus Titan im Feingussverfahren hergestellt. Problem: Es gibt nur einen Hersteller dafür am Markt. Hohe Beschaffungskosten, lange Lieferzeiten und fehlende Möglichkeiten zur Produktoptimierung sind nur ein paar der Nachteile, mit denen sich unser Kunde konfrontiert sah. Eine innovative Lösung ist nötig, um all diese Nachteile auszugleichen und zugleich eine neue Technologie für die Serienfertigung zu etablieren.
Schubumkehrelement für einen Businessjet
Funktionsoptimierte Satellitenhalterung

Funktionsoptimierte Satellitenhalterung

Zusammen mit Turkish Aerospace Industries (TAI) hat FIT eine neuartige Star Tracker-Halterung für eine spezielle Optik entwickelt, mit deren Hilfe die exakte Position des Satelliten im Orbit bestimmt wird. Die herkömmliche Vorrichtung, die aus über 56 verschiedenen und insgesamt 360 Einzelteilen besteht, muss mit bis zu 20G enorme Kräfte beim Raketenstart aushalten. Außerdem benötigt die Halterung ein eigenes Kühlsystem, damit sie sich in der Hitze der Sonneneinwirkung nicht deformiert und es dadurch zu Fehlmessungen bei der Positionsbestimmung des Satelliten kommt. Dank additiv optimiertem Design und 3D-Druck wurde die Komplexität der Komponente deutlich minimiert, ihr Gewicht um 50 % reduziert und die äußerst strikten Anforderungen der Europäischen Standards an die Raumfahrtindustrie voll erfüllt.

Ersatzteil Sandtreppe

Die DB Gruppe (Deutsche Bahn) ist einer der führenden internationalen Anbieter für Mobilitäts- und Logistikdienstleistungen und beschäftigt rund 331.000 Mitarbeiter weltweit. Die DB Gruppe gestaltet und betreibt die Verkehrsnetzwerke der Zukunft. Als der Hersteller der linken Sandtreppe, einem Teil des Bremssystems bei Zügen, seine Produktion einstellte, geriet die Deutsche Bahn in Bedrängnis, denn ein Ausfall der Sandtreppe führt zu einem sofortigen Stillstand der Lokomotive, was zu sofortigen Ausfallkosten in eklatanter Höhe führt. Für die Fertigung der die Originalkomponente als Graugussteil konnte das Unternehmen keine anderen Zulieferer finden, so dass aus einem kleinen schnell ein kritisches Teil wurde.

Ersatzteil Sandtreppe
Serien-Kabelhalter inkl. Spritzgusswerkzeug

Serien-Kabelhalter inkl. Spritzgusswerkzeug

ARaymond analysiert den Markt ständig und arbeitet aktiv mit seinen Kunden zusammen, um immer am Puls der Branchentrends zu sein - von verbundenen und fahrerlosen Fahrzeugen bis hin zu strengeren Vorschriften rund um den Globus. ARaymond bietet innovative Lösungen für die Automobilhersteller an, z.B. moderne Befestigungs- und Montagesysteme mit Just-in-time-Lieferung. Der vorliegende Auftrag lautete, eine schnelle, aber vergleichsweise günstige Lösung für ein Spritzgusswerkzeug zu erarbeiten, mit dem nur wenige Prototypen für Funktions- und Materialtests oder Kleinserien mit einer Losgröße bis 20.000 Stück realisiert werden sollten.

Workflow-optimierter Einlauffinger

Die Hauni Group ist ein weltweit führender Anbieter von Technologien sowie technischen Services für die internationale Tabakindustrie. Mit rund 4.500 Mitarbeitern an über 20 Standorten ist die Hauni Group weltweit vertreten. Die Hauni Maschinenbau GmbH ist die Führungsgesellschaft der Hauni Group und hat ihren Hauptsitz in Hamburg, Deutschland. In der Produktion ist bei Hauni jeder Fertigungsschritt auf höchste Automatisierung, herausragende Qualität und höchste Flexibilität ausgerichtet. Der Einlauffinger beispielsweise wird bei der Herstellung von Filterzigaretten benutzt. Durch seine Geometrie ist er ideal geeignet, den losen Tabak zu transportireen und zu einem endlosen Strang mit rundem Durchmesser zu formen. Diese Komponente ist ein kritisches Teil.

Workflow-optimierter Einlauffinger
Flüssigkeitsverteiler Raketentriebwerk

Flüssigkeitsverteiler Raketentriebwerk

Die modulare Trägerrakete Ariane 6 verbindet bewährte Lösungen und Innovation, um ab 2020 den im Wandel befindlichen Anforderungen des Marktes nach maximaler Effizienz und wettbewerbsfähigen Kosten gerecht zu werden. Die Entwicklung erfolgt nach dem RAMS-Verfahren (Reliability, Availability, Maintainability and Safety). Mit einer Komplettlösung, die auf WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) basiert, entwickeln FIT und ArianeGroup derzeit einen Flüssigkeitsverteiler, der einerseits die Leistung des Vulcain 2-Triebwerks mit Blick auf die erwartete Zunahme der Nutzlastmassen steigert und gleichzeitig die Kosten der Serienfertigung im Vergleich zum Vorgänger deutlich niedriger hält.

Realistische Modelle Schaltknauf & Rücklicht

Prototypen für Designstudien oder Funktionstests sind nach wie vor ein äußerst wichtiger Bestandteil der Produktentwicklung. Besonders für FMCG (Fast-Moving Consumer Goods) oder Lifestyleprodukte ist eine schnelle und verlässliche Designvalidierung sehr wichtig, um die Time-to-Market zu reduzieren. Deshalb suchen Designer und Ingenieure immer intensiver nach neuen Wegen, die Designs schneller zu validieren. Vielfarbige Multimaterial-Komponenten sind eine ziemliche Herausforderung für den Prototypenbau. Für die Nachfrage nach transparenten und farbgetreuen Designprototypen mit hoher Detailauflösung ist beispielsweise das Vollfarb-PolyJet-Verfahren eine schnelle, realistische und kostengünstige Lösung.

Realistische Modelle Schaltknauf & Rücklicht
Gewichtsreduziertes Modell Lagergehäuse

Gewichtsreduziertes Modell Lagergehäuse

Die Schaeffler Gruppe ist ein global tätiger Automobil- und Industriezulieferer. Mit Präzisionskomponenten und Systemen in Motor, Getriebe und Fahrwerk sowie Wälz- und Gleitlagerlösungen für eine Vielzahl von Industrieanwendungen leistet die Schaeffler Gruppe bereits heute einen entscheidenden Beitrag für die „Mobilität für morgen“. Für den Vertrieb eines Lagergehäuses sah FAG Schaeffler den Einsatz von Demoteilen vor. Allerdings war das große und schwere Originalgehäuse als Anschauungsbeispiel für den Musterkoffer nicht verwendbar. Als praktikable Lösung wurde das Modell des Lagergehäuses realitätsgetreu in leichtem und gut transportierbarem Kunststoff nachgebildet.

Neue Materialien für 3D-Druck im Bauwesen

Die Baubranche befindet sich derzeit an einem Wendepunkt. Die Digitalisierung der Bauindustrie verändert die gesamte Interaktion zwischen Design, Planung und der Zusammenarbeit aller beteiligten Akteure. Hohe Baukosten, lange Bauzeiten, extensiver Materialverbrauch und große Mengen Abfall sind große Herausforderungen, die bewältigt werden müssen. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Individualisierung und neuen Lösungen wie Mikro-Appartements oder Tiny-Houses. Daher werden vorausschauende Lösungen gesucht, die das Bauwesen schneller, billiger, digitaler, individueller, nachhaltiger und innovativer machen sollen. Aus genau diesem Grund evaluieren wir mit SCA (Selective Cement Activation) gerade die Möglichkeiten für eine völlig neue Large Format AM-Technologie im Bereich Architektur und Bauwesen.
Neue Materialien für 3D-Druck im Bauwesen
IP-Entwicklungspartnerschaft für LPM

IP-Entwicklungspartnerschaft für LPM

Derzeit werden Teile aus 3D-Druck v.a. in den Sektoren Automobil und Raumfahrt immer wichtiger. Aber hohe Kosten, lange Produktionszeiten und die hohe Bauteilqualität und Verlässlichkeit sind auch heute noch Hürden, die zu überwinden sind. Die meisten heute existierenden AM-Technologien schöpfen ihr Produktionsmaximum schon fast völlig aus und können sich nur noch geringfügig verbessern. Eine radikal innovative Lösung ist nötig, um einen echten Durchbruch bei der industriellen Additiven Fertigung zu erzielen. Mit LPM (Layered Powder Metallurgy) bieten wir interessierten Unternehmen eine Partnerschaft zur Entwicklung einer eigenen IP mit dem Verfahren an, so dass sie diese Technologie so früh wie möglich für eigene wegweisende Anwendungen für die billigere, schnellere und bessere Fertigung komplexer Metallteile einsetzen können.

Neue algorithmusbasierte Designs

Individualisierung ist einer der großen Megatrends heute und führt zu immer mehr Nachfrage nach maßgeschneiderten Produkten. Obwohl Additive Fertigung technisch gesehen eine perfekte Lösung für kleine Losgrößen ist, löst sie nicht die Herausforderung, hohe Entwicklungskosten auf eine sinkende Stückzahl produzierter Teile umzulegen. Digitalisierung und Automatisierung sind Schlüsselfaktoren für eine Kostenreduktion. Besonders Computational Engineering ist hier ein wichtiges Werkzeug, um die Funktion und die Eigenschaften eines Produkts über Algorithmen zu erfassen und digital zu erfassen. Aus diesen digitalisierten Parametern wird das Produktdesign dann automatisch erzeugt. FIT evaluiert derzeit die Softwaretools, mit denen die Produktentwicklung in Zukunft einfacher, schneller und kosteneffizienter werden kann.
Neue algorithmusbasierte Designs
Validierung des neuen Verfahrens SP3D

Validierung des neuen Verfahrens SP3D

Die Herstellung von Aluminium- oder Kupferteilen aus konventionellen Gussverfahren ist oft langwierig und teuer, besonders bei kleinen Stückzahlen. Vielfacher Kundenwunsch: Eine radikal innovative Lösung, um Kupferkomponenten schnell, kosteneffizient und mit kontrollierter Qualität herzustellen, die mit konventionellen Gusstechniken vergleichbar sein sollten. Mit Supersonic 3D Deposition (SP3D) evaluieren wir die Möglichkeiten einer unübertroffen schnellen AM Technologie. Wir bieten interessierten Unternehmen eine IP Entwicklungspartnerschaft an, die es ihnen ermöglicht, die Vorteile dieser neuen Technologie so schnell wie möglich für sich nutzen zu können. Der abgebildete Wärmetauscher war bei einem Materialauftrag von 1,2 kg in deutlich weniger als 60 Minuten reiner Bauzeit fertig gestellt.

Bauteilverbesserndes Finishing

Für viele Anwendungen sind sowohl perfekte Oberflächen als auch niedrige Produktionskosten von großer Wichtigkeit. Ein gutes Beispiel sind Teile für Aerodynamiktests im Windkanal wie der abgebildete Bremsbelüfter. Wirtschaftlicher, als ein Bauteil komplett aus Metall zu fertigen, war die Herstellung eines Korpus mit Stereolithographie und die anschließende Verbesserung der Bauteileigenschaften durch Metal Coating. Galvanisierung verbessert die mechanischen und elektrischen Eigenschaften einer Komponente, erhöht ihre Langzeitstabilität, Festigkeit und Steifigkeit und sorgt gleichzeitig für sehr gute Leitfähigkeit, glatte Oberflächen und eine ästhetische Metalloptik. So konnte elegant eine spürbare Kostenersparnis erreicht werden.

Bauteilverbesserndes Finishing
Qualitätssteigerung durch HPHT

Qualitätssteigerung durch HPHT

Sicherheit hat höchste Prio. Gerade medizinische Implantate unterliegen höchsten Qualitätsanforderungen und müssen vor jeder Art von Ausfall oder Risiko während ihrer Lebensdauer sicher sein. Natürlich gestatten etablierte Technologien wie Electron Beam Melting (EBM) eine sehr hohe Bauteilqualität, was Dichte bzw. Porosität angeht, und die produzierten Teile sind absolut sicher. Verschiedenste Mess- und Prüfverfahren wie Computertomographie mit unserem im Haus verfügbaren CT-Scanner werden eingesetzt, um den Grad der Sicherheit nachzuweisen. Mit High Pressure Heat Treatment (HPHT) werden Bauteile unter Hitzeeinwirkung gepresst, was die Dichte weiter erhöht, so dass wie bei der abgebildeten Hüftpfanne nochmals ein höheres Sicherheitslevel erreicht wird.

Qualitätsverbesserung durch Hirtisieren

Knochenreiben sind Einmal-Werkzeuge, die bei OPs genutzt werden, um das verbleibende Knochenmaterial auf das Einfügen des Implantats vorzubereiten. Diese Raspeln werden direkt nach der Operation entsorgt. Hüftreiben werden heute mit konventionellen Methoden bereits individualisiert, d.h. patientenspezifisch hergestellt, die erforderliche Struktur wird schließlich von Hand in das Metall geschlagen. Dieser Herstellprozess ist komplex, teuer, dauert lang und ist auch vom Vorgehen her ziemlich archaisch. Eine bessere Lösung ist, durch Additive Fertigung individualisierte Hüftkratzer mit den typischen Vorteilen der Schnelligkeit und Kostenersparnis herzustellen, und die Oberflächengüte durch das spezielle elektro-mechanische Nachbearbeitungsverfahren des Hirtisierens zu perfektionieren. Die scharfen Grate der Reibe sind nach der Behandlung spürbar schärfer.
Qualitätsverbesserung durch Hirtisieren
Große Werbeplastik für L‘Oréal

Große Werbeplastik für L‘Oréal

Für die Markteinführung einer neuen Gesichtscreme der Marke „it“ (Innovative Technology) wurde von L'Oréal anlässlich einer Pressekonferenz eine ganz besondere Art der Präsentation gesucht, die für Aufmerksamkeit sorgt und das innovative Image der Marke „it“ symbolisiert. Die Herausforderung: Die Zeit war relativ knapp bis zur Pressekonferenz und von der kleinen Originaltube existierte kein 3D-Datensatz. Unsere Spezialisten konstruierten die Tube als 3D-Datensatz nach. Danach wurde das Objekt im GDP-Verfahren in 3 Teilen hergestellt und im eigenen FIT-Modellbau zu einem Werbeobjekt mit einer plakativen Größe von knapp 1,80 m zusammengefügt. Durch einen aufwändigen Nachbearbeitungs- und Veredelungsprozess sah die Tube der kleinen Schwester nach nur einer Woche Produktionszeit zum Verwechseln ähnlich.

Leichtbaudrohne

Die Reichweite von Einsatzdrohne und die batteriegebundene Flugdauer sind wesentliche Leistungseigenschaften der ferngesteuerten Fluggeräte. Um die Flugdauer massiv zu verlängern, haben unsere Konstruktionsspezialisten von FITNIK den Prototypen einer speziellen Helikopterdrohne entwickelt, der im Original eine Länge von 3,5 Metern aufweist. Das besondere an der Konstruktion der Drohne ist ihr komplexes organisches Design, das zu einer Gewichtsersparnis von 80 % führt. Die strukturelle Belastbarkeit ist gewährleistet. Damit kann die Drohne nahezu doppelt so lange fliegen wie bisher.

Leichtbaudrohne
Funktionsoptimiertes Produktionshilfsmittel Bauteilrutsche

Funktionsoptimiertes Produktionshilfsmittel Bauteilrutsche

Ein Automobilzulieferer verwendet heute in seiner Produktion diverse, konventionell gefertigte Bauteilrutschen, die als Blechkonstruktion in diversen Einzelteilen gefertigt und dann manuell von spezialisierten Fachkräften montiert werden. Die Ferigstellung einer solchen Rutsche dauert rund 7 Arbeitstage, ist arbeitsaufwändig und entsprechend teuer. Wir haben dieses Problem mittels Additivem Design gelöst. Der organische Aufbau der Bauteilrutsche spart Material und damit Gewicht, bei gleichbleibend hoher Stabilität. Durch die funktionale Integration der Laufrollen in die Konstruktion konnte eine kontrollierte Bauteilführung auf der Rutsche erreicht werden. Durch die additive Fertigungsmethode kann das Bauteil außerdem in einem Stück hergestellt werden, wodurch der Montageaufwand enorm entzerrt wird.

Werkzeug für kundenindividuelle Fassade

An dem neu errichteten Boarding House der FIT haben unsere Produktdesigner zusammen mit den Architekten Berschneider + Berschneider und dem Fassadenbauer STO eine Außenfassade mit einem unverwechselbaren Muster von Vertiefungen realisiert. Für die individuelle Fassadengestaltung wurde ein kostengünstiges Werkzeug für die einzelnen Fassadenelemente hergestellt, mit dem die Verlegeplatten schnell und wirtschaftlich produziert werden konnten. Jede der Vertiefungsformen wurde aus Aluminium im Laserschmelzen produziert, was bedingt durch die komplexe Facettenform deutlich günstiger als Fräsen war. Die Elemente wurden anschließend gestrahlt, plan geschliffen und auf Platten montiert. Die einzelnen Fassadenplatten wurden bei STO in einem industriellen Prozess schnell und wirtschaftlich gepresst und entformt. Durch die Additive Fertigung werden individualisierte Häuserfassaden in wenigen Jahren kaum mehr als Standardfassaden kosten.

Werkzeug für kundenindividuelle Fassade
Ersatzteil Klimaanlagenhalterung

Ersatzteil Klimaanlagenhalterung

Für die Befestigung von Klimageräten nutzt die Faiveley Transport Leipzig GmbH & Co. KG, eine Tochter der US-amerikanischen Wabtec Corporation, konventionell gefertigte Pratzen aus Blech. Die Verfügbarkeit der Pratzen sowie ihr Gewicht spielen jedoch in Zukunft eine immer größer werdende Bedeutung im Ersatzteilmanagement. Deshalb wurde eine Lösung gesucht, eine gewichtsoptimierte Variante der 4,6 kg schweren Pratze additiv herzustellen. Mittels Reengineering, Topologieoptimierung und bionischem Design haben wir eine vollständig neue Pratze entwickelt. Die anschließende Simulation aller relevanten Kräfte ergab, dass die additiv optimierte Pratze die gleichen Lasten aushält wie das konventionelle Vorgängermodell. Der wesentliche Unterschied: die neue Titanpratze wiegt lediglich 0,8 kg und ist somit um 82 % leichter! Da die neue Pratze durch Additive Fertigung in einem Stück gefertigt wird, anstelle aus 6 Blechbiegeteilen gefügt zu werden, konnte auch der Montageaufwand spürbar reduziert werden.

Serienprodukt Schnarchschiene

Etwa 3,7 Millionen Menschen leiden in Deutschland unter der weit verbreiteten obstruktiven Schlafapnoe (OSA). Der Zahntechnikspezialist Oventus Medical hat, in Kooperation mit der australischen Forschungsbehörde CSIRO, ein individuelles Mundstück entwickelt, das Schlafapnoe-Patienten vor diesen Atemstillständen schützt. Als Spezialist für die Additive Fertigung medizinischer Komponenten verfügen wir über zertifizierte Prozesse für die Herstellung von Titanrohlingen für die Medizinprodukteindustrie. Daher konnten wir Oventus durch eine intensive Prototypen- und Testphase bis hin zur additiven Serienfertigung ihrer Schiene begleiten, in einer Auflage von 500 unterschiedlichen Bauteilen pro Woche. Dazu haben wir gemeinsam einen Prozess für die Additive Serienfertigung der individuellen Mundstücke aus Titan aufgebaut. Die Bauteile werden mit professionellen Softwaretools und „Best in Class“-Maschinen für die qualitativ hochwertige Herstellung von medizinischen Implantaten nach DIN EN ISO 13485 gefertigt. Ein rigoroses Qualitätsmanagement gewährleistet die erforderlichen Qualitätsstandards (z.B. Rückverfolgbarkeit etc.).

Serienprodukt Schnarchschiene

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