3D-gedruckte Triebwerksabdeckungen unterstützen die Wartung von Flugzeugen

Juni 9, 2022Juni 1, 2022

Wie ein spezialisiertes lokales Ingenieurbüro eine große Fluggesellschaft während der Pandemie mit 3D-gedruckten Gussformen zur Herstellung von Triebwerksabdeckungen unterstützten konnte.

Kein Flugverkehr durch COVID-19

Im März 2020 kam die Welt plötzlich zum Stillstand. Die COVID-19-Pandemie brachte den Großteil aller Reisetätigkeiten zum Erliegen, wodurch 62% aller Passagierflugzeuge dazu gezwungen waren, auf dem Boden zu bleiben. ^[1] Daraus ergab sich eine Vielzahl von Herausforderungen, wie beispielsweise ein Mangel an Abstellflächen und steigende Wartungskosten für Flugzeuge, die nicht für derart lange Stillstandszeiten ausgelegt sind. Scandinavian Airlines (SAS) sahen sich insbesondere vor das Problem gestellt, dass ihre Flugzeuge dem üblicherweise sehr strengen norwegischen Winter ausgesetzt waren.

Eine ganze Flugzeugflotte am Boden zu betreuen ist keine einfache Aufgabe. Wenn sie über einen längeren Zeitraum abgestellt werden, dann müssen Flugzeugtriebwerke sowohl vor der Witterung als auch vor anderen schädlichen Einflüssen wie Fremdkörpern und Tieren geschützt werden. Fluglinien haben hier nur eine beschränkte Auswahl an Möglichkeiten, wie beispielsweise eine längerfristige Lagerung in einem warmen, trockenen Klima, oder ein Ansatz, der die Flugzeuge in einem flugbereiten Zustand hält.[2] Dieser beinhaltet das Abdecken der Triebwerke, während das Flugzeuge geparkt ist, sowie wöchentliche Überprüfungen der Betriebsfähigkeit.

Das Standardverfahren erfordert verschiedene Abdeckungen um zu verhindern, dass die Triebwerke durch Feuchtigkeit oder Gegenstände beschädigt werden, während die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe von Trocknungsmitteln stabil gehalten wird. Leider waren bei SAS die erforderlichen Triebwerksabdeckungen, Auslassverschlüsse und andere Hilfsmittel für die zusätzlich eingelagerten Flugzeuge nicht in ausreichender Menge vorhanden. Ohne geeignete Ausrüstung war das Parken der Flugzeuge also keine Option.

Anfangs griff SAS als Notlösung auf Plastikplanen und Klebeband zurück; akzeptabel für eine kurzzeitige Einlagerung in kleinem Maßstab. Da die Flugzeuge aber über einen längeren Zeitraum hinweg nicht eingesetzt werden konnten, mussten die Triebwerke einmal wöchentlich angelassen und dazu abgedeckt werden. Jason Deadman, Produktionsingenieur bei SAS, beschreibt den achtstündigen Vorgang des Aus- und Einpackens, der für die Überprüfung der Triebwerke notwendig war, als „sehr aufwändig.“

Mit dem Fortschreiten der Pandemie wurde eine schnellere und kosteneffizientere Lösung erforderlich, die auch für einen längeren Zeitraum geeignet war.

Unterbrechungen der Lieferketten

Es wäre natürlich einfach gewesen, schlichtweg mehr dieser Triebwerksabdeckungen zu bestellen. COVID-19 hatte aber einen Dominoeffekt in den weltweiten Lieferketten ausgelöst. Der Zugriff auf Rohmaterialien war durch Lockdowns eingeschränkt, was die Fertigung verzögerte und dazu führte, dass ingesamt weniger Produkte hergestellt wurden. Ein Umfrage ergab, dass lediglich ein Bruchteil der in Lieferketten eingebundenen Firmen ihr Geschäft ohne Störungen weiterführen konnten. [3]

Die rechtzeitige Beschaffung von Teilen von den üblichen Herstellern wurde beinahe unmöglich. Diese Probleme erforderten kreative Lösungen. Einige Firmen begannen damit, neue Wege zu beschreiten, wie beispielsweise ein Umschwenken auf interne Fertigung, das Chartern von Frachtschiffen, oder ein Redesign von Produkten, um Vorhandenes nutzen zu können. [4]

Insbesondere sahen sich Fluglinien vor das Problem gestellt, dass die notwendige Ausrüstung für die Betreuung der Flugzeuge am Boden nicht vorhanden war. SAS fasste daher den Entschluss, die Lieferketten zu verkürzen, und stärker auf lokal verfügbare Ressourcen zurückzugreifen. Damit ließe sich nicht nur den logistischen Herausforderungen begegnen, SAS würde auch entscheidende Schritte in Richtung eines umweltfreundlicheren Unternehmens mit geringeren Betriebsrisiken machen.

Unkonventionelles Denken mit 3D-Druck

Wenn man die Lieferkette verkürzen möchte, dann muss man sich auf die Suche nach lokal verfügbaren Möglichkeiten machen. Bei SAS zog Jason den Einsatz additiver Fertigungsverfahren wie beispielsweise des 3D-Drucks als Lösung für die Lieferkettenprobleme in Betracht. Schließlich liessen sich die Vorzüge des 3D-Drucks mit den Anforderungen und Werten des Unternehmens in Einklang bringen. Dazu gehören eine schnelle Fertigung, flexibles Produktdesign, geringe Stückzahlen, niedrige Kosten, und ein Minimum an Abfall. [5] Es ist einfach, kleine Bauteile mit Hilfe dieser Technologie herzustellen. Aber wie ließ sich damit Ausrüstung im erforderlichen Maßstab für den Einsatz an Flugzeugen produzieren? Trotz der Einschränkungen vieler 3D-Drucker in Bezug auf Material und Baugröße schien sich hier eine Lösungsmöglichkeit für die Fluglinie aufzutun. SAS fragte einen lokalen Anbieter, CNE Engineering, ob und wie der 3D-Druck bei ihrem Problem der stillgelegten Flugzeuge helfen könnte.

Nathan Brown, der Gründer von CNE Engineering, begann damit, sich die Materialanforderungen für die Auslasscover der Triebwerke anzusehen. Diese mussten extremen Aussentemperaturen standhalten und widerstandsfähig sowohl gegen chemische Substanzen als auch gegen UV-Strahlung sein. Sie mussten ausserdem weich, aber auch robust sein - weder das Triebwerk noch die Abdeckung selbst durften während des Anbringens oder des Abnehmens beschädigt werden. Auf dieser Grundlage entschied sich Nathan für gießbares Polyurethan, ein allgemein verfügbares und kostengünstiges Material.

Das Material, in Verbindung mit der von SAS benötigten Stückzahl zwischen 20 und 100 Teilen, machte das Giessen zum idealen Fertigungsprozess. Glücklicherweise waren CNE in der Lage, die Gussformen oder Werkzeuge, die zur Herstellung des von SAS benötigten Equipments notwendig waren, mit ihrem 3D-Drucker herzustellen. Auch SAS‘ Vorstellungen bezüglich der Lieferzeit konnten eingehalten werden - die erste Lieferung machte sich bereits einige Wochen nach Beginn des Projekts auf den Weg, Durch die Nutzung ihres Großformat-3D-Druckers von BigRep konnte CNE schnell reagieren, und maßgeschneiderte Werkzeuge und Ausrüstung In-House und in Originalgröße herstellen. Damit konnten sie die dringendsten Bedürfnisse von SAS während der COVID-Pandemie abdecken.

Jet Engine Covers made with 3D Printed PU-Molds

Vom Konzept zur Fertigung

Nachdem das Herstellungsverfahren geklärt war, mussten die technischen Details der Fertigung betrachtet werden. Weil die Entscheidung für einen Gießprozess getroffen worden war, konstruierte CNE die Gußformen und kombinierte dabei verschiedene Materialien. Diese mussten flüssigkeitsdicht und widerstandsfähig gegen Chemikalien sein, aber auch eine leichte Entformung der Bauteile erlauben. Im BigRep ONE 3D-Drucker konnten sowohl Ober- als auch Unterteil jeweils im Ganzen hergestellt werden, ohne sie trennen oder segmentieren zu müssen. Der BigRep STUDIO wurde zur Fertigung von Formbauteilen verwendet, die feinere Strukturen aufwiesen und daher mit einem höheren Detailgrad gedruckt werden mussten. Dazu gehörten beispielsweise die für die Griffe benötigten Hinterschneidungen.

Die Herstellung lief wie folgt ab: Das Werkzeug für den Urethan-Guss wird gedruckt und zusammengebaut; das dauert einige Tage. Dann wird flüssiges Urethan in die Form gegossen und härtet binnen weniger Stunden aus. Schließlich läßt sich das fertige Bauteil von einer Person alleine in ein paar Minuten aus der Form lösen.

SAS erhielt die erste Lieferung schon zwei Monate nach dem Kick-Off-Meeting. Weitere Aufträge in ähnlichen Stückzahlen aber in anderen Größen für unterschiedliche Flugzeugtypen folgten. Aufgrund der massangefertigten Abdeckungen ist das bislang stundenlange Ein- und Auspacken der Triebwerke für die Wartungstechniker nur noch eine Frage von Minuten.

Wohin wird uns der 3D-Druck in Zukunft führen?

CNE Engineering konnte mit Hilfe ihres BigRep 3D-Druckers drei wichtige Anforderungen der Konstruktion erfüllen. Erstens stand eine Reihe von Materialien zur Verfügung, sodass Tests und Experimente mit unterschiedlichen Werkstoffen durchgeführt werden konnten. Zweitens war der ein Kubikmeter große Bauraum des BigRep ONE ausreichend um die Bauteile, die immerhin die Ausmaße des Auslasses eines Flugzeugtriebwerks hatten, in einem Stück zu drucken. Und drittens erlaubte die Ausrichtung der Materialschichten in der gedruckten Form das Gießen und Entformen.

Großformatiger 3D-Druck ist ein aufregendes neues Fertigungsverfahren für Situationen, die einzigartige Lösungen erfordern, wie beispielsweise eine Kombination aus komplexer Formgebung und einem flexiblen Material.

Nathan bei CNE sieht unbegrenzte Möglichkeiten für den Einsatz großformatigen 3D-Drucks. Er plant, seine Dienstleistungen der Konstruktion und des 3D-Drucks von Werkzeugen und Ausrüstung auf weitere Fluglinien mit ähnlichen Anforderungen ebenso auszuweiten wie auf andere Industriebranchen. Hier sieht er beispielsweise Werkzeughalter, Fördergeräte, Vorrichtungen und andere Hangarausstattungen als vielversprechende Anwendungsgebiete für großformatigen 3D-Druck. Das Ziel lautet ganz klar: „Finde Kunden und ihre Bedürfnisse“.

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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About the author:

Dominik Stürzer

Head of Growth Marketing

Dominik is a mechanical engineer whose passion to share knowledge turned him to content creation. His first 3D prints started in university. Back then the 3D printers were big on the outside and small on the inside. With BigRep the machines are finally big in their possibilities.

References

Eine kurze Einführung in Generatives Design

August 15, 2023April 19, 2022

Stellen Sie sich vor, Sie könnten auf Knopfdruck tausende von Optionen für einen einzigen Entwurf erstellen und dann einfach die beste Option auswählen! Generatives Design macht genau das möglich.

Generatives Design verschiebt für Konstrukteure die Grenzen des Machbaren. Die Technologie stützt sich auf Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning, um automatisch und entlang vorgegebener Entwurfskriterien Lösungen zu generieren.

Das ermöglicht es Designern und Ingenieuren, Konstruktionen jenseits der ihrer Vorstellungskraft zu erproben, und auf diese Weise neuartige Lösungen und Produkte zu entwickeln.

Das Potential von Generativem Design lässt sich in noch höherem Maß nutzen, wenn Herstellungsverfahren wie beispielsweise der 3D-Druck zum Einsatz kommen. In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie wissen müssen, um Generatives Design verstehen und einsetzen zu können.

Was ist Generatives Design?

Generatives Design ist ein softwarebasierter, iterativer Gestaltungsprozess, mit dessen Hilfe dreidimensionale Geometrien gemäß vorgegebener Konstruktionsziele erzeugt werden. Diese Art zu konstruieren wird durch entsprechende Software ermöglicht. Diese erzeugt mit Hilfe von KI-Algorithmen optimierte Strukturen, die festgelegte Leistungsanforderungen erfüllen oder sogar übertreffen.

Beim Generativen Design ist es nicht erforderlich, ein bereits existierendes Teil oder eine bestehende Geometrie in die Software zu laden. Stattdessen legt man Randbedingungen und Designziele für ein gewünschtes Objekt fest, und die Software erzeugt dann automatisch eine Reihe von Varianten, die alle den Eingangsvoraussetzungen entsprechen. Diese Vorgaben können Einschränkungen bezüglich der Abmessungen und des Gewichts umfassen, aber auch maximale Kosten, Materialarten, erforderliche Lasten, die einzusetzenden Fertigungsverfahren und viele weitere. Die Software bezieht all diese Faktoren in die Berechnung mit ein und erstellt daraus 3D-Modelle. Auf diese Weise entsteht eine Reihe von Objekten, die den Vorgaben des Konstrukteurs und den Designzielen entsprechen.

Diese Varianten können jetzt weiter untersucht werden. Das kann entweder händisch durch den Konstrukteur geschehen oder unter Verwendung eines automatisierten Testprogramms, um die Konstruktionen gemäß der Übereinstimmung mit den zuvor festgelegten Zielen einzustufen. Die geeignetsten Designs können dann durch den Konstrukteur weiter verfeinert und optimiert werden, bis die ideale Lösung gefunden ist. Da beim Generative Design künstliche Intelligenz zum Einsatz kommt, lernt die Software bei jedem Projekt dazu. Das führt dazu, dass die Konstruktionen zunehmend besser werden.

Unterschied zwischen Topologieoptimierung und Generativem Design

Beide Verfahren stellen die Speerspitze moderner Designprozesse dar, sollten aber keinesfalls in einen Topf geworfen oder verwechselt werden. Das eine Verfahren optimiert ein existierendes CAD-Design, um bestimmte Vorgaben zu erfüllen, das andere erzeugt unter Verwendung von Algorithmen ein vollständig neues Modell.

Topologieoptimierung ist Bestandteil vieler CAD-Softwarepakete. Der Benutzer lädt ein CAD-Modell in das Programm und legt Designziele für das Teil fest, wie beispielsweise Randbedingungen, Lasten etc. Die Software verarbeitet diese Eingaben und erstellt eine einzelne, optimierte und auf dem ursprünglichen CAD-Modell basierende Geometrie.

Der Generatives-Design-Prozess setzt dagegen an anderer Stelle an. Statt ein existierendes 3D-Modell zu verwenden das optimiert werden soll, beginnt man, indem man Randbedingungen und Ziele festlegt. Die KI-unterstützte Software analysiert diese und erzeugt mehrere Designlösungen, die dann weiter untersucht und optimiert werden können.

Zwischen Topologieoptimierung und Generativem Design gibt es also zwei wichtige Unterschiede. Zum einen benötigt Generatives Design im Gegensatz zur Topologieoptimierung kein manuell erstelltes CAD-Modell, um den Gestaltungsprozess zu starten. Zum anderen bietet einem das Generative Design mehrere optimierte Konstruktionsergebnisse an und ermöglicht es damit, weitere mögliche Lösungen zu untersuchen und das Design weiter zu verfeinern.

Vorteile und Einschränkungen des Generativen Designs

Generatives Design besitzt viele Vorzüge, einschließlich bislang nicht vorstellbarerer Lösungen und der schnelleren Umsetzung von Iterationen eines Designs. Als vergleichsweise neues Verfahren gelten für das Generative Design jedoch einige Einschränkungen, auf die wir später noch genauer eingehen werden. Sehen wir uns zunächst aber die Vorteile an.

Vorteile des Generative Design

Neue Designkonzepte: Herkömmlicherweise basieren Produktdesigns auf bereits bestehenden Modellen. Durch Generatives Design sind Geometrien aber nicht mehr durch existierende Modelle eingeschränkt. Die Software kann also vollständig neue Geometrien erzeugen. Diese können bestehenden Designs in Bezug auf Funktionalität und Leistung überlegen sein, und dabei ein oftmals unerwartetes und neuartiges Aussehen aufweisen.

Schnellere Markteinführung: Das Generative Design kann die Entwicklungszeit neuer Produkte deutlich verkürzen und damit die Markteinführung beschleunigen. Es erzeugt nicht nur automatisch mehrere Varianten für einen festen Satz an Parametern, es ermöglicht auch einen Vergleich und weitere Verfeinerung der verschiedenen Designs in einem digitalen Umfeld. Wenn sie dann den ersten physischen Prototypen ihres neuen Produkts fertigen, dann werden Sie auf diese Weise die meisten möglichen Designfehler bereits erkannt und vermieden haben.

Komplexes Design: Wenn es in Verbindung mit modernen Fertigungsverfahren wie beispielsweise dem 3D-Druck zum Einsatz kommt, dann bietet Generatives Design eine bislang nicht gekannte Designfreiheit. Teile, die bislang unmöglich zu fertigen waren, wie beispielsweise gitterförmige oder organisch wirkende Strukturen sowie komplexe innenlegende Geometrien sind damit umsetzbar, um sowohl Leistungs- als auch Designziele zu erreichen.

Automatisierte Bewertung: Sobald die Ergebnisse vorliegen, muss die beste Option ausgewählt werden. Je nach Projekt kann es sich hierbei schlicht um eine ästhetische Entscheidung des Designers handeln, meistens spielt aber die Leistungsfähigkeit des Bauteils eine bedeutendere Rolle. Mit Hilfe zusätzlicher Algorithmen kann das erzeugte Design bezüglich verschiedener Parameter wie beispielsweise Tragfähigkeit, Übereinstimmung mit gesetzten Zielen und vielen anderen bewertet werden.

Partition wall made with Generative Design

Einschränkungen des Generativen Designs

Ausbildung: Um Generative-Design-Software bestmöglich nutzen zu können, müssen Konstrukteure den Umgang mit Machine Learning und KI-gestützter Software beherrschen. Dies gilt insbesondere im Fall komplexerer Anwendungen. Das kann eine Hürde bei der Einführung darstellen, weil nicht alle Konstrukteure diese Qualifikation besitzen.

Verfügbarkeit: Der einfache Zugang zu Generative Design stellt derzeit eine Herausforderung dar. Die Kosten für entsprechende Software waren bislang immer recht hoch, sodass viele Benutzer sie sich schlichtweg nicht leisten konnten. Zwar gibt es kostenlose Varianten, diese erfordern aber in der Regel, dass Benutzer ihre eigenen Algorithmen programmieren. Dank Cloud Computing beginnen die Preise für Generative-Design-Lösungen derzeit allerdings zu fallen. So hat beispielsweise Autodesk den Preis seiner Generative-Design-Erweiterung für Fusion 360 im Jahr 2021 um 80% reduziert.

Software für Generatives Design

Seit Anbieter von CAD-Software den Generatives Design-Prozess in ihre Software zu integrieren beginnen, wird diese Technologie für immer mehr Anwender zugänglich. Einige der führenden Lösungen für Generatives Design sind hier aufgeführt:

Autodesk Fusion 360

Fusion 360 ist ein führendes CAD-Softwarepaket und bietet eine Vielzahl von 3D-Konstruktionswerkzeugen. Autodesks Generatives Design-Erweiterung für Fusion 360 verwendet Machine Learning und KI um schnell Designlösungen basierend auf definierten Zielen und Parametern zu erstellen. Dies kann für unterschiedliche Fertigungsverfahren wie 3D-Druck, CNC-Bearbeitung, Sand- und Spritzguß geschehen.

Siemens NX

Siemens als Anbieter von PLM-Software hat das Generative Design im Rahmen seiner NX-Plattform auf den Markt gebracht. Siemens NX ist eine integrierte Lösung, die eine Kombination aus intelligentem Design und Simulation für das Produktdesign anbietet. NX bindet hier mittels Convergent Modeling auch die Topologieoptimierung mit ein.

PTC Creo Generative Design

Bei PTC ist die Creo Generatives Design-Lösung vollständig in ihre CAD/PLM/Simulations-Plattform integriert und ermöglicht so den nahtlosen Übergang vom Designkonzept zur Simulation und weiter zu Prototyping und zur Fertigung. Dieses Paket umfasst zwei Designerweiterungen: die cloudbasierte Generative Design Extension (GDX) und die Generative Topology Optimization Extension (GTO). Diese Erweiterungen informieren den Benutzer automatisch über die besten Entwurfsoptionen und sind sowohl für Additive Manufacturing als auch CNC-Bearbeitung geeignet.

nTopology nTop Platform

nTopologys Generative Design-Software gibt dem Benutzer die vollständige Kontrolle über den Prozess der Entwurfsoptimierung, weil sich beispielsweise angepasste Arbeitsabläufe erstellen lassen. Das Field Driven-Design, in dem sich Simulation, experimentelle Daten und das eigene technische Wissen vereinen, erlaubt die Entwicklung innovativer, optimierter Designlösungen.

3D-Druck und Generatives Design

3D-Druck, auch als Additive Fertigung bekannt, lässt sich in idealer Weise mit Generativem Design verbinden. Durch die Kombination dieser Technologien können Anwender ihre Produkte auf ein neues Niveau heben, und dabei die Beschränkungen umgehen, die ihnen durch herkömmliche Fertigungsprozesse auferlegt werden.

Der 3D-Druck ist ein recht neuer Fertigungsansatz, bei dem ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. Hier liegt auch der größte Unterschied zu abtragenden Verfahren wie der CNC-Bearbeitung, bei denen Bauteile durch das Entfernen von Material von einem Rohling hergestellt werden. Durch den additiven Prozess des 3D-Drucks erlaubt die Technologie deutlich vielseitigere Objekte herzustellen, wie zum Beispiel gitterförmige und organisch wirkende Strukturen, aber auch innerhalb von Körpern liegende Geometrien. Inzwischen sind unterschiedliche 3D-Drucktechnologien auf dem Markt, mit denen sich Metalle, Polymere und andere Materialien verarbeiten lassen. Diese lassen wiederum in verschiedene Kategorien einteilen, darunter beispielsweise 3D-Drucker für den Hobbybereich oder den industriellen Einsatz, oder auch kleine Desktopgeräte und großformatige 3D-Drucker. Daher lässt sich Additive Manufacturing für viele Anwendungen und in verschiedenen Industriezweigen zum Einsatz bringen.

Generatives Design gibt Ihnen die Werkzeuge an die Hand, um die Vorteile des 3D-Drucks bestmöglich zu nutzen. Umgekehrt gilt dasselbe. Anders gesagt erlaubt die Verbindung von 3D-Druck und Generativem Design eine bislang ungeahnte Gestaltungsfreiheit, die wiederum eine innovativere Produktentwicklung ermöglicht.

Zusätzlich zur Designfreiheit, die der 3D-Druck möglich macht, bietet die Technologie weitere Vorteile wie beispielsweise Flexibilität in der Produktion. Der 3D-Druck unterliegt nicht denselben Skalierungsgesetzen, die für andere Produktionsmethoden gelten. Man kann beispielsweise einzelne Teile oder auch Kleinserien ohne Zusatzkosten fertigen. Das hat nicht nur Vorteile in der Entwicklung, in der schnell Iterationen hochqualitativer und funktionale Prototypen für Tests durchgeführt werden können. Auch End-Use-Bauteile können in großem Umfang jeweils speziell angepasst gefertigt werden. Diese Individualisierung wird auch durch Generatives Design unterstützt, weil es basierend auf Anpassungen der Eingangsparameter schnell neue Varianten eines Entwurfs berechnen kann.

Es gibt einige anschauliche Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von Generativem Design und Additive Manufacturing, um die Leistung eines Bauteils zu verbessern. So hat beispielsweise der Autohersteller General Motors unter Verwendung von Autodesks Generatives Design-Lösung und Metall-3D-Druck ein neues Gurtschloss entwickelt. Das neue Bauteil vereint nicht nur acht Komponenten in einem einzelnen Objekt, es ist auch um 40% leichter und 20% belastbarer als sein konventionell konstruiertes und gefertigtes Gegenstück.

BigRep als Hersteller großformatiger 3D-Drucker setzt auf Generatives Design, um Objekte zu entwickeln, die bislang undenkbar waren. NOWLAB, der Innovations- und Beratungsdienst des Unternehmens kombinierte Generatives Design und seine großen 3D-Drucker um die weltweit erste 3D-gedruckte grüne Wand mit integriertem Be- und Entwässerungssystemen anzufertigen. Die erste Installation, die BANYAN Eco Wall, weist eine von Pflanzen inspirierte Struktur auf, misst 2000 x 2000 x 600 mm und wurde so konstruiert, dass die in ihr angeordneten Pflanzen mit Wasser versorgt werden. Der Nachfolger, der GENESIS Eco Screen, wurde in Berlin im Freien aufgebaut und war sogar 4000 x 4000 x 800 mm groß. Die Entwicklung der einzigartigen Struktur und die Optimierung für den 3D-Druck war nur durch die Verwendung Generativen Designs möglich.

Industrien, in denen Generatives Design zum Einsatz kommt

Generatives Design ist ein sehr vielseitiges Werkzeug, dessen Vorzüge in unterschiedlichen Branchen zum Tragen kommen. Hier ist eine Übersicht die zeigt, auf welche Weise Generatives Design in einigen Industriezweigen eingesetzt wird.

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird Generatives Design verwendet, um das Design von Fahrzeugteilen zu verbessern und sowohl Leistung als auch Effizienz zu steigern. Die Hauptziele hierbei sind Verringerung des Gewichts und die Bauteilintegration. Beides spielt eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen.

Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt lassen sich durch Generatives Design Bauteile mit gänzlich neuen Formen entwickeln, die drastische Steigerungen in Bezug auf Effizienz, Leistung und Sicherheit ermöglichen. Ebenso wie die Automobilbranche zielt die Luft- und Raumfahrtbranche auf leichtere und damit treibstoffsparende Komponenten ab.

Architektur und Bauwesen

Generatives Design erlaubt es Designern und Architekten, neuartige und unkonventionelle Ideen für architektonische Räume zu entwickeln und gleichzeitig Lösungen für komplizierte Designprobleme zu finden. So können mit Generativem Design innovative und funktionelle Konzepte für platzsparende Wohn- oder Büroflächen erarbeitet werden.

Industrieller Maschinenbau

Generatives Design kann in Verbindung mit einer ganzen Reihe von Fertigungsverfahren eingesetzt werden, einschließlich Additive Manufacturing und anderer herkömmlicher Prozesse wie der CNC-Bearbeitung. So ergeben sich für Maschinenbauunternehmen nicht nur neue Möglichkeiten für die additive Fertigung, sondern auch für den Stahlguss etc. Konstrukteure können leistungsfähigere Komponenten wie beispielsweise Getriebe und andere entwickeln und gleichzeitig die Anzahl der enthaltenen Teile verringern, um Kosten, Materialverbrauch und Versagensrisiken zu reduzieren.

Gebrauchsgüter

Im Produktdesign für Gebrauchsgüter dreht sich alles um Innovation. Generatives Design ermöglicht es Designern in diesem Bereich, neuartige und überlegene Lösungen auf den Markt zu bringen und sich gleichzeitig komplexer Designprobleme anzunehmen. Indem KI-gestützte Algorithmen automatisiert die Arbeit verrichten, die bislang eine ganze Reihe von Iterationszyklen erfordert hätte, nimmt Generatives Design den Entwicklern mühsame Arbeit ab. Auf diese Weise können Teams von Produktentwicklern signifikant Zeit und Geld sparen.

Fazit

Generatives Design verändert die Art und Weise, wie Designer Lösungen für komplexe Probleme finden. Es bietet einen intelligenten und automatisierten Weg, um neue Designkonzepte zu erschaffen, die Grenzen neu definieren und dabei Zielvorgaben nicht nur einhalten, sondern sogar übertreffen.

Es gibt Befürchtungen, dass Generatives Design Produktdesigner durch Automatisierung und den Einsatz künstlicher Intelligenz überflüssig machen wird. Das Gegenteil ist der Fall: Die Technologie soll den Designer nicht ersetzen, sondern ihn in die Lage versetzen, völlig neue Designkonzepte zu erforschen, um Produktperformance und -effizienz auf ein ganz neues Niveau zu heben. Und im gleichen Maße, wie die Technologien hinter Generativem Design – KI und Machine Learning – immer ausgereifter werden, so werden es auch die durch Generatives Design erzeugten Lösungen und Designs.

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m³ trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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BigRep PRO: Large-Format 3D Printer showcasing advanced technology and high-quality printing capabilities

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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FDM vs SLA 3D-Drucker: Welcher passt zu meiner Anwendung?

Februar 23, 2023Februar 25, 2022

Die am häufigsten eingesetzten 3D-Druck-Verfahren sind Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithographie (SLA).

Aber was sind die jeweiligen Vor- und Nachteile von FDM- und SLA-3D-Druck?

Wir vergleichen die beiden Verfahren anhand von:

Baugröße
Druckgeschwindigkeit
3D-Druck-Materialien
Festigkeit und Haltbarkeit
Präzision und Qualität
Einsatzfelder in verschiedenen Industrien

Seit ihrer Einführung in den 80er Jahren haben sich diese damals bahnbrechenden 3D-Druck-Technologien durch verbesserte Materialien, höhere Geschwindigkeiten und Auflösungen und größere Bauräume weiterentwickelt. Verschiedene Hersteller und Anbieter bieten unterschiedliche Spielarten der FDM- oder SLA-Technologien an, und jede ist auf ihre Weise einzigartig.

Ähnlich der Automobilindustrie, in der man beispielsweise die Vor- und Nachteile eines SUV im Vergleich mit einem Kombi betrachtet, gibt es auch hier eine Vielzahl von Anbietern und Produkten zur Auswahl. Das kann kompliziert sein, aber es liegt an uns, Ihnen diese Aufgabe zu erleichtern. Daher beginnen wir damit, die grundsätzlichen Unterschiede zwischen FDM und SLA zu erklären. Danach werden Sie in der Lage sein zu beurteilen, welche Technologie in ihrem Unternehmen und für Ihre Anwendung die richtige ist.

Was ist FDM-3D-Druck?

Fused Deposition Modeling (FDM), auch als Fused Filament Fabrication (FFF) bezeichnet, ist die auf dem Markt am weitesten verbreitete 3D-Drucktechnologie. FDM-3D-Drucker arbeiten typischerweise mit einem oder zwei Extrudern, die thermoplastische Filamente verarbeiten. Das Filament wird auf einer Spule aufgewickelt in die Maschine eingeführt, dann aufgeschmolzen und auf einer vorher berechneten Bahn auf eine beheizte Druckplatte aufgetragen. Während das Material abkühlt, verbindet es sich zu einem dreidimensionalen Bauteil. Es gibt FDM-Drucker in den verschiedensten Größen und für unterschiedlichste Materialien, und das in einer Preisspanne von 5.000 EUR bis hin zu 500.000 €. Die Materialien, sie sich verarbeiten lassen, umfassen beispielsweise ABS, ASA und PLA. Einige neue 3D-Drucker ermöglichen auch die Verarbeitung von stärkeren und haltbareren Materialien wie beispielsweise kohlefasergefüllten Kunststoffen oder Nylon.

Vorzüge

Im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren ist FDM relativ preisgünstig und bietet meist die zuverlässigsten Resultate in Bezug auf Wiederholbarkeit und Festigkeit. Außerdem sind Nachbearbeitungen von FDM-Bauteilen einfach durchzuführen und größtenteils unbedenklich.

Schwächen

Das Extrudieren thermoplastischer Materialien durch eine Düse sorgt für einige Herausforderungen bezüglich erreichbarer Toleranzen und Auflösungen. Anders als andere Druckverfahren kann FDM deutlich sichtbare Linien oder durch das Aufheizen und Abkühlen des Materials verursachte Fehlstellen hinterlassen.

Was ist SLA-3D-Druck?

Die Stereolithographie (SLA) kam in den 1980er-Jahren auf den Markt und ihre Vorzüge wurden von Auftragsfertigern und den Herstellern von Verbrauchsgütern schnell erkannt. Anstelle des Filaments verarbeiten SLA-3D-Drucker Photopolymere - lichtempfindliche Materialien, die ihre Eigenschaften verändern, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Beim SLA-Verfahren kommt statt der Düse ein Laser zum Einsatz, der ein flüssiges Harz selektiv aushärtet, um dadurch ein festes Bauteil zu erstellen. Dieser Prozess wird als Photopolymerisation bezeichnet. Er ermöglicht höher aufgelöste und wasserdichte Bauteile, die zudem isotrope Eigenschaften haben. Photopolymere sind duroplastische Materialien, d.h., dass sie ein anderes Verhalten als Thermoplaste aufweisen. Ähnlich wie bei FDM gibt es unterschiedliche SLA-Drucker auf dem Markt, in verschiedenen Größen und Preisspannen sowie mit der Eignung für verschiedene Materialien.

Vorzüge

Die Verwendung eines Lasers erlaubt eine extrem hohe Genauigkeit, wodurch Bauteile mit weitaus besseren Auflösungen als mit anderen Verfahren hergestellt werden können. Wenn Sie also ein Bauteil benötigen, das hohen ästhetischen Ansprüchen genügt, dann sollten Sie SLA in Betracht ziehen.

Schwächen

SLA bietet zwar Vorteile beim Aussehen der Teile, hat aber Nachteile bei der Festigkeit. Zwar gibt es SLA-Materialien, die speziell mit dieser Zielsetzung entwickelt wurden, es ist aber beinahe unmöglich, die mechanischen Eigenschaften von Materialien wie ABS, Nylon und anderen Filamenten nachzubilden, die bei FDM zum Einsatz kommen. Wenn Ihre Bauteil Funktionstests unterzogen werden sollen, dann empfehlen wir Ihnen, auf FDM zurückzugreifen.

FDM vs. SLA: Die Auswahl der richtigen Technologie

Baugröße

Sie drucken große Bauteile oder benötigen ein Druckbett, das groß genug ist um eine Vielzahl kleinerer Teile gleichzeitig drucken zu können? Es ist nicht einfach, einen 3D-Drucker zu finden, der große Bauteile drucken kann. „Groß“ ist selbstverständlich subjektiv und es ist wichtig herauszufinden, was „groß“ für Sie bedeutet. Beim Arbeiten mit dreidimensionalen Objekten darf man natürlich die Höhe, d.h. die Z-Richtung nicht außer Acht lassen. Denn auch durch die entsprechende Ausrichtung lassen sich Festigkeit und Aussehen eines Bauteils optimieren. Beim Vergleich verschiedener Technologien ist es wichtig herauszufinden, welche Teile Sie derzeit 3D-drucken wollen und gleichzeitig für zukünftige Vorhaben zu planen. Die meisten Nutzer bedauern, keinen größeren Bauraum zur Verfügung zu haben.

Aufgrund technologischer Beschränkungen ist es schwierig oder sogar unmöglich einen großformatigen SLA-3D-Drucker zu finden. Zum einen bedeutet ein derart großer Harzbehälter auch eine große Menge an Abfall. Zum anderen werden die Einzelteilkosten höher sein, weil die Materialien teurer sind. Schlussendlich ist zwar die Genauigkeit eines laserbasierten Verfahrens höher und damit für feiner aufgelöste Bauteile besser, das führt aber zu deutlich längeren Druckzeiten.

★ Der FDM-3D-Druck stellt schon seit geraumer Zeit das Mittel der Wahl für den Druck großer Bauteile dar und ist das auch noch immer. Unabhängig von Bauteil oder Größe des Bauraums ermöglichen es die dem FDM-Verfahren inhärenten Eigenschaften, immer und immer wieder die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Zudem fällt deutlich weniger Abfall an und die Produktion großer Teile bzw. einer Vielzahl von Teilen benötigt deutlich weniger Zeit als viele der SLA-Alternativen. Einfach gesagt ist es kostengünstiger, mittels FDM zu produzieren.

Large Build Volume FDM vs SLA 3D Printer

Druckgeschwindigkeit

Im derzeitigen extrem wettbewerbsorientierten Markt - sei es in Handel oder Industrie - ist die Geschwindigkeit, mit der Produkte entwickelt und produziert werden können von höchster Bedeutung, um Early Adopter zu überzeugen und Marktanteile zu gewinnen. Der 3D-Druck gibt Ihnen diesen entscheidenden Vorsprung und ermöglicht die autonome Fertigung von Bauteilen über Nacht. Da herkömmliche Fertigungsmethoden ohnehin länger dauern als SLA oder FDM, spielt die Geschwindigkeit bei der Entscheidung zwischen diesen beiden Verfahren keine so große Rolle. Wenn Sie die mit 3D-Druck erreichbaren Geschwindigkeiten benötigen, dann lassen Sie uns als nächstes die Ästhetik beziehungsweise die mögliche Auflösung betrachten.

SLA sorgt für optisch hervorragende Drucke, weil sich aufgrund der eingesetzten Lasertechnologie Schichtdicken von 25 Mikrometern drucken lassen. Wenn man die Bauteilgröße in Betracht zieht, dann lässt sich die zu erwartende Druckzeit genau bestimmen. Im Vergleich zu FDM ist die Geschwindigkeit meist deutlich geringer.

★ FDM bietet allerdings für gewöhnlich verschiedene Düsengrößen (0,6mm, 1mm, 2mm) und gibt dem Benutzer damit die Möglichkeit, den Druckvorgang zu beschleunigen. Im Vergleich zu SLA ist FDM bedeutend schneller. Das bedeutet aber auch gewisse Abstriche machen zu müssen. Der Materialauftrag mittels einer Düse führt zu höheren Schichtdicken. Es läuft darauf hinaus, dass Sie die an Ihr Bauteil gestellten Anforderungen betrachten müssen, um sich dann zwischen Auflösung und Geschwindigkeit zu entscheiden.

Materialien

Ohne die entsprechenden Materialien ist ein 3D-Drucker nutzlos. Wie sieht Ihr Test- und Evaluationsprozess während der Prototypenphase aus? Wie wichtig ist es für Sie, dass Prototypen und Bauteile mechanische Eigenschaften aufweisen, die identisch zu denen der späteren Serienbauteile sind? Ist ihr Entwicklungsteam an der chemischen Widerstandsfähigkeit der Bauteile interessiert? Oder an der elektrischen Leitfähigkeit? Bei der Entscheidung für die richtige 3D-Drucktechnologie sind viele Dinge zu bedenken, aber nichts ist so wichtig wie das Verständnis der Materialeigenschaften.

SLA-Materialien sind ideal für Nischenanwendungen, im Vergleich zu FDM können sie aber bezüglich Festigkeit und Funktionalität nicht mithalten. Einige SLA-Materialien sind beispielsweise biokompatibel, was sie in Verbindung mit der hohen erzielbaren Auflösung zu einer idealen Lösung für Prototypen in der Medizintechnik oder auch für dentaltechnische Anwendungen macht. Die mechanischen Eigenschaften von SLA-Materialien erfüllen allerdings meist nicht die Anforderungen, die im industriellen bzw. kommerziellen Umfeld gestellt werden.

★ Wenn Sie Materialien benötigen, die in ihren Eigenschaften dem Endprodukt so nahe wie möglich kommen, dann sollten Sie FDM in Betracht ziehen. Standardisierte Thermoplaste wie ABS, PLA und Nylon kommen in vielen Industriezweigen zum Einsatz und stehen auch für die meisten FDM-Plattformen zur Verfügung. Bezüglich Festigkeit und Haltbarkeit sind die im FDM-Verfahren verwendeten Materialien SLA überlegen. Das vereinfacht Produkttests und erlaubt es Ingenieuren, die Produktentwicklung zielstrebig voranzutreiben.

*FDM-3D-Druck weist gegenüber SLA den einzigartigen Vorteil auf, dass sich Bauteile mit variablen Dichten drucken lassen. Während die Funktionalität des Bauteils beibehalten wird, können innenliegende Wabenstrukturen gedruckt werden, die das Gesamtgewicht reduzieren. Erfahren Sie, wie Sie ihre Konstruktion optimieren können.

Festigkeit & Haltbarkeit

Prototypenentwicklung und Produktvalidierung können Bauteile im Laufe der entsprechenden Tests stark beanspruchen. Jeder Industriezweig muss in einem gewissen Umfang nachweisen, dass ihre Produkte die an sie gestellten Anforderungen erfüllen, und große Firmen betreiben hierfür den entsprechenden Aufwand. Wie bereits erwähnt, sind die bei FDM verwendeten Materialien denen von SLA bezüglich Festigkeit und Haltbarkeit überlegen. Auf einem 3D-Drucker gedrucktes ASA ist UV-resistent und damit ideal für Außenanwendungen geeignet (Gartengeräte, Ausrüstung für Arbeiten am Haus etc.). Nylonmaterialien werden oft für Bauteile im Automobilbereich verwendet, weil dort eine lange Haltbarkeit gefordert ist.

Wenn Bauteile in rauen Umgebungen eingesetzt werden, dann neigen SLA-Materialien eher dazu zu brechen oder sich zu verformen, weil die mechanischen Eigenschaften schlichtweg nicht denen der finalen Bauteile entsprechen. Wenn Sie die Entscheidung über die richtige Technologie für ihre Anwendung treffen, dann bedenken Sie immer die Umgebung, in der die Teile eingesetzt werden sollen. Manches sieht im Labor oder in der Werkstatt schön aus, aber am Ende muss es in der realen Welt funktionieren.

SLA vs FDM 3D Printer Strength Durability Example Hook

SLA vs FDM 3D Printer Strength Durability Example Lifting

3D-gedruckter Karabiner trägt den 500kg schweren 3D-Drucker

Präzision & Qualität

Präzision und Qualität sind subjektive Begriffe, die sich immer auch am Einsatzzweck orientieren müssen. Nutzer aus der Consumer- und Verpackungsbranche arbeiten mit engen Toleranzen, weil Serienbauteile schlussendlich im Spritzguss hergestellt werden. Hohe Präzision ist hier also unabdingbar. Ein schneller 3D-Drucker oder die Möglichkeit, fortgeschrittene Materialien zu verarbeiten sind großartig, aber entsprechen sie auch dem, worauf ihre Konstruktion abzielt?

Wenn ihr Produktentwicklungsprozess im Endeffekt auf eine Massenfertigung im Spritzgussverfahren hinausläuft, dann kann SLA das richtige Verfahren für Sie sein. Wenn Sie allerdings hochqualitative Bauteile für industrielle Anwendungen brauchen, dann sollten Sie über FDM nachdenken. Maßgeschneiderte Vorrichtungen und Aufnahmen, die für den Einsatz in einem Fertigungsumfeld gedacht sind, müssen die gewünschte Funktionalität aufweisen. Es ist aber nicht erforderlich, dass sie auch kosmetisch einwandfreie Oberflächen besitzen. Mit dem grundlegenden Verständnis der späteren Anwendung können Sie Erwartungen und Ansprüche definieren und festlegen, welche 3D-Drucktechnologie die für Sie am besten geeignete ist.

Anwendungen & Branchen

Laut AMFG nimmt die Nutzung des 3D-Drucks in Fertigungsstätten weltweit zu; über 70 % der befragten Unternehmen gaben an, neue Anwendungen für den 3D-Druck gefunden zu haben (Sculpteo, 2019). Die Anzahl der Hersteller, die 3D-Druck für die Herstellung von Serienbauteilen nutzen, hat sich von 2018 auf 2019 verdoppelt, und bei einer jährlichen Wachstumsrate von 18,2 - 27,2 % beträgt das für 2022 erwartete Marktvolumen über 20 Mrd. Euro. Der 3D-Druck wird hierbei von einer Vielzahl an Industrien, Anwendungen und Use-Cases vorangetrieben.

Luft- und Raumfahrt

In ihren Teilbereichen Luftfahrt, Raumfahrt und Satellitenentwicklung stellt die Luft- und Raumfahrtindustrie eine Herausforderung für den Einsatz und die Umsetzung der 3D-Drucktechnolgie dar. Die strengen Anforderungen bezüglich Funktionalität schränken den Einsatz von SLA-3D-Druck ein, weil die nutzbaren Materialien keinen Einsatz in rauen Umgebungen zulassen.

Hochentwickelte thermoplastische Materialien, wie sie bei FDM verwendet werden, weisen eine hohe Festigkeit oder auch ESD-Eigenschaften auf und werden in der Prototypenentwicklung und für die Fertigung von Teilen der Kabineneinrichtung genutzt. Die bereits erwähnte inhärente Möglichkeit des FDM-Drucks, leichte Strukturen zu erzeugen, stellt insbesondere im Rahmen der Anforderungen der Luft- und Raumfahrttechnik einen einzigartigen Vorteil dar.

FDM ★★★★★

SLA ★★

Automobilbranche

In der Automobilbranche kommen oft ABS und Polypropylen für das Prototyping und auch für Serienbauteile zum Einsatz. Wenn es um die Herstellung von Prototypen, Vorrichtungen, Bohrschablonen und Bauteilen in geringen Stückzahlen geht, dann wird meistens zur FDM-Technologie gegriffen, weil diese Anwendungen hohe Anforderungen an die Robustheit und Langlebigkeit der Materialien stellen.

Auch die Möglichkeit, Materialien einzusetzen, die eine hohe Resistenz gegenüber Chemikalien aufweisen und ihre Eigenschaften beispielsweise auch nach dem Kontakt mit Benzin beibehalten, führt oft dazu, dass Ingenieure in der Automotive-Industrie gerne das FDM-Verfahren wählen. Allerdings besitzt SLA Vorteile, wenn durchsichtige Automobilteile gedruckt werden sollen, die bei Tests von Reflektoren und Beleuchtungssystemen zum Einsatz kommen.

FDM ★★★★★

SLA ★★

Konsumgüter

Die Konsumgüterindustrie umfasst einen riesigen Bereich – von Küchengeräten bis zu Spielzeug, und von Handwerkzeugen bis zu elektronischen Geräten. Eine schnelle Markteinführung ist äußerst wichtig, daher erfordert die Produktentwicklung kurze Iterationszyklen und sofortiges Feedback. Oft werden Produkte ausgewählten Kunden vor dem Launch präsentiert, und müssen in Form, Eignung und Funktionalität überzeugen.

Hier kommt es nicht selten vor, dass in der Prototypenentwicklung oder frühen Validierungsstufen beide Verfahren zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise ein Handwerkzeug eine ABS-Kunststoffschale mit guten ESD-Eigenschaften besitzen, die mit einem weichen, SLA-gedruckten TPU-Griff kombiniert wird. Meist ist die Möglichkeit, mit SLA Teile in höherer Auflösung zu drucken als mittels FDM attraktiver für die Hersteller von Konsumgütern.

FDM ★★★

SLA ★★★★★

FDM vs SLS Healthcare: 3D Printed Wheelchair

Gesundheitswesen

Das Gesundheitswesen umfasst die Entwicklung von Medizinprodukten, Hilfsmittel für die Ausbildung und Anwendungen wie Dentalprodukte und Hörhilfen. Für gewöhnlich müssen Prototypen und finale Medizinprodukte sterilisierbar sein, d.h., dass die verwendeten Materialien in Autoklaven bestimmten Temperaturen widerstehen können müssen. Sowohl SLA als auch FDM bieten entsprechende Materialien, erfordern aber etwas Recherche.

Modelle und andere Hilfsmittel, die bei der Ausbildung zum Einsatz kommen, erfordern für gewöhnlich eine höhere Auflösung, da sie zur Kommunikation von Inhalten dienen – hier ist SLA ideal geeignet. In der Dentaltechnik wird fast ausschließlich SLA eingesetzt, bei Hörhilfen teilen sich SLA und FDM den Markt. Aufgrund der Anforderungen im Gesundheitswesen und der Bedeutung kleinster Strukturdetails ist hier SLA meist vorzuziehen.

FDM ★★★

SLA ★★★★★

Ausbildung

Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen weltweit haben sowohl die FDM- als auch SLA-Technologie in großem Umfang eingeführt. Es gibt keine einzige Universität mehr, die nicht ihren eigenen Makerspace hätte, und selbst die meisten weiterführenden Schulen beginnen schon früh damit, den 3D-Druck auf verschiedene Weise in ihre Ausbildung zu integrieren. Üblicherweise wird er eingesetzt, um Studenten und Studentinnen an neue Technologien heranzuführen und ihre Selbstständigkeit zu entwickeln bzw. zu fördern.

Viele Forschende arbeiten daran, Materialeigenschaften zu verbessern und damit den 3D-Druck zu einer praktikablen Option für die Zukunft zu machen. In Forschung und Ausbildung setzen die meisten Universitäten und Lehreinrichtungen derzeit auf FDM, da die Kosten vergleichsweise niedrig und die Aufwände für das Equipment gering sind. Die Nachbearbeitung von SLA-Bauteilen kann sich schwieriger gestalten, sodass FDM die für Lernende besser geeignete Option ist. Zudem sieht es derzeit so aus, als würden sich die Materialoptionen für die FDM-Fertigung in Zukunft deutlich schneller erweitern.

FDM ★★★★★

SLA ★★★

Schlussfolgerung

Was wollen Sie mit ihrer Konstruktion erreichen? Welche Probleme wollen Sie heute mit dem 3D-Druck beheben? Und welche morgen? Welche Faktoren sind für Sie am wichtigsten, wenn Sie über den Kapitaleinsatz für neue Maschinen entscheiden? ROI, Produktivität, Innovation?

Um es kurz zusammenzufassen: FDM- und SLA-3D-Druck haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile, je nach Anwendungsfall. Wenn Sie größere Prototypen oder industriell eingesetzte Teile drucken wollen, dann sollten Sie aufgrund der Kostenvorteile und der möglichen Baugröße FDM in Betracht ziehen. Um den Anforderungen Ihrer Konstruktion am besten gerecht zu werden, überlegen Sie sich genau, welche Vorteile Ihnen das jeweilige Verfahren bietet. FDM-Teile bieten eine höhere Funktionalität, während SLA eine bessere Auflösung und höhere Genauigkeiten erlaubt.

Es gibt tausende von Beispielen für Unternehmen, die sich aus ebenso vielen Gründen für SLA oder FDM entschieden haben. Daher stellt auch dieser Überblick, so viel er auch an Informationen bieten mag, lediglich einen Ausschnitt des Gesamtbilds dar. Jede Industrie, jede Fertigungsstätte und jede Prototypenabteilung ist anders, und jede hat ihre Eigenheiten. Wir empfehlen Ihnen daher ein Gespräch mit einem unserer Experten um festzustellen, welche Lösung die beste für Sie ist.

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FAQ: Short Overview

Was ist ein FDM-3D-Drucker?

FDM steht für Fused Deposition Modeling, wird auch als Fused Filament Fabrication (FFF) bezeichnet, und ist die am stärksten auf dem Markt vertretene 3D-Drucktechnologie. FDM-Drucker arbeiten mit Extrudern, die thermoplastische Filamente verarbeiten.

Das Filament wird auf einer Spule aufgewickelt in die Maschine eingeführt, dann aufgeschmolzen und auf einer vorher berechneten Bahn auf eine beheizte Druckplatte aufgetragen. Während das Material abkühlt, verbindet es sich zu einem dreidimensionalen Bauteil.

Was ist ein SLA-3D-Drucker?

Sind SLA-Bauteile stabiler als FDM-Teile?

Ist der SLA-Druck schneller als das FDM-Verfahren?

Was ist das bessere Verfahren: FDM oder SLA?

Mit 3D-Druck zum innovativen Mountainbike

Februar 23, 2023Februar 9, 2022

Canyon erfindet das Mountainbike neu und verbindet Effizienz mit Nachhaltigkeit. Mithilfe von Topologieoptimierung entstehen neue Rahmengeometrien, die die Ingenieure dank Großformat-3D-Drucker nach nur zwei Tagen in den Händen halten können.

Canyon: Innovativ von Anfang an

Die Canyon Bicycles GmbH setzt schon seit ihrer Gründung auf Innovation. Entstanden aus einem Handel mit Fahrradteilen während Radrennen wurde schon bald ein Ladengeschäft eröffnet. Kurz darauf stieg Canyon als eines der ersten Unternehmen in den Versandhandel ein, und man begann mit der Entwicklung eigener Räder. Inzwischen beschäftigt Canyon über 1000 Mitarbeiter und bietet vom Stadtrad bis zum Mountainbike Modelle in allen Kategorien an. Durch die Zusammenarbeit mit namhaften Profis wie Jan Frodeno, Alejandro Valverde und Mathieu van der Poel sowie Mannschaften wie dem Canyon SRAM Racing Team werden immer wieder Impulse für Innovationen und Neuentwicklungen gesetzt. Um diese Ideen zu realisieren, setzen Ingenieure wie Johannes Thumm, Senior Design Engineer MTB bei Canyon, inzwischen auf großformatigen 3D-Druck. Seine Aufgabe: “Ich arbeite daran, die leichtesten und effizientesten Mountainbikes für den Rennsport herzustellen. Genau die Bikes, die ich selbst gerne fahre.”

Additive Verfahren sparen Zeit und Geld beim Rahmendesign

Bislang war die Entstehung eines neuen Rahmenkonzepts aufwendig, kostenintensiv und vor allem langwierig. Um die ersten Prototypen eines neuen Rahmens zu fertigen, wurde ein erstes Modell aus Stahlrohren geschweißt. An diesem konnten dann Anbauteile montiert, die Rahmengeometrie überprüft und das Aussehen beurteilt werden. Gab es Probleme, dann musste ein neues Modell angefertigt werden, was wieder Wochen oder Monate dauern konnte.

Noch aufwendiger ist die Prototypenfertigung bei Rahmen aus Verbundstoffen wie beispielsweise CFK. Für diese muss eine Form gefräst werden, in der die Fasern eingelegt und mit der Matrix verbunden werden. Das ist ein zeitaufwendiger und damit auch teurer Prozess, denn allein der Preis für eine solche Form kann zwischen 10.000 € und 25.000 € betragen. Und auch hier gilt, dass erst nach einigen Wochen beurteilt werden kann, ob das Rahmendesign wie gewünscht ausfällt, oder ob Anpassungen vorgenommen werden müssen.

Hier kommt der 3D-Druck ins Spiel. Auf ihrem BigRep ONE können die Entwickler ihre am Rechner konstruierten Rahmengeometrien in ein bis zwei Tagen ausdrucken. So hat man schon nach kurzer Zeit einen Rahmen in der Hand, kann ihn „begreifen“ und mit den eigenen Vorstellungen vergleichen. An diesen Modellen lassen sich zudem Beurteilungen vornehmen, die eine Entscheidung darüber ermöglichen, ob ein Ansatz weiterverfolgt oder fallengelassen wird. Johannes Thumm: “Wir können einfach designen, drucken, den Rahmen überprüfen, Änderungen vornehmen, erneut drucken.”

Durch entsprechende Nachbearbeitungen wie Schleifen, Grundieren und Lackieren entsteht ein Prototyp, der auch im Aussehen bereits dem finalen Modell entspricht. Damit lässt er sich hervorragend präsentieren, um Meinungen bei Kollegen und potentiellen Kunden einzuholen. Falls Anpassungen notwendig sind, dann verkürzt der 3D-Drucker die Iterationszyklen und damit die Zeit bis zur nächsten Rahmenversion ganz erheblich. Und natürlich betragen auch die Kosten für einen Prototypen aus dem 3D-Drucker nur einen Bruchteil dessen, was beim herkömmlichen Formenbau anfällt.

Entwicklung nachhaltiger Rahmenkonzepte mit Hilfe des BigRep ONE

Im Zuge eines neuen Projekts ergab sich die Notwendigkeit bei Canyon, ganz neue Wege zu beschreiten. Der Entwicklungsabteilung wurde die Aufgabe gegeben einen Rahmen zu entwickeln, der neue Maßstäbe bezüglich der Nachhaltigkeit setzen sollte. Die sich daraus ergebenden Randbedingungen stellten die Ingenieure vor eine ganze Reihe von Herausforderungen.

Der Rahmen sollte lediglich aus einem einzigen, leicht zu recycelnden Material bestehen. Für den harten Einsatz im Rennen, und um das Handling auch beim ambitionierten Fahren in der Freizeit zu verbessern, musste der Rahmen möglichst steif ausgeführt sein. Und schließlich durfte das Gewicht ein gewisses Maß nicht überschreiten.

Um diese Ziele zu erreichen, setzte Canyon auf eine rechnergestützte Topologieoptimierung. Nach Vorgabe relevanter Eckdaten errechnete der Computer eine annähernd ideale Rahmenform. Allerdings war eine Vielzahl von Änderungen und Anpassungen notwendig, um nach zahlreichen Zwischenschritten eine umsetzbare Geometrie zu erhalten.

Ohne den Einsatz des 3D-Druckers wäre eine solche Vielzahl an Versuchen nicht rentabel oder sogar schlichtweg unmöglich gewesen. Hierzu Johannes Thumm: “Der 3D-Druck hat schon so viele coole Chancen eröffnet, spart Zeit, lässt uns neue Designs ausprobieren, und erweitert unsere Fertigungsmöglichkeiten.”

Zukunft des 3D-Drucks in der Fahrradentwicklung

Der 3D-Druck ermöglicht, wie in vielen anderen Industriezweigen, eine deutlich beschleunigte Produktentwicklung. In Zeiten immer kürzerer Produktzyklen und einer steigenden Nachfrage nach individualisierten Produkten erlauben es additive Fertigungsverfahren, schnell auf sich verändernde Marktbedingungen zu reagieren. Durch eine engere Vernetzung computergestützter Designprozesse und moderner Herstellungsverfahren lassen sich Produkte herstellen, die noch vor kurzem undenkbar waren.

Noch sind tatsächlich einsetzbare Fahrradrahmen aus dem 3D-Drucker eine Zukunftsvision. Bei der rasanten Entwicklung, die sich derzeit im Bereich additiver Fertigungsverfahren zeigt ist es allerdings nur noch eine Frage der Zeit, bis auch das möglich sein wird. Dann wären nicht nur Rahmen in speziellen Größen und Abmaßen jederzeit verfügbar, es ließen sich sogar vollkommen personalisierte, auf die eigenen Körpermaße zugeschnittene Fahrradgeometrien herstellen. Für Johannes Thumm wird der 3D-Druck in der Zukunft eine ganz bedeutende Rolle spielen. “Es ergeben sich eben ganz neue Möglichkeiten, wie ein Produkt aussehen kann.”

Aber auch in Bezug auf die Nachhaltigkeit der Fertigung wird der 3D-Druck einen großen Sprung ermöglichen. Lokale Produktion statt langer Transportwege und die Vermeidung von Abfall bei der Herstellung der Teile werden dazu führen, dass das Fahrrad einen noch größeren Beitrag zum Umweltschutz leisten kann, als es das ohnehin schon tut.

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

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About the author:

Michael Eggerdinger

Business Manager Materials

Michael is a toolmaker, a mechanical engineer, and a patent engineer. His years of working in manufacturing and as a project manager in various industries provide him with a profound knowledge of the main challenges in modern production processes. In 2017, he bought his first 3D printer to be used at home, and he has been hooked ever since!

Verbinden Sie CNC-Bearbeitung und 3D-Druck in der Fertigung

Februar 8, 2022Februar 7, 2022

Fragen Sie sich auch manchmal, ob die CNC-Fertigung oder der 3D-Druck das bessere Verfahren ist? Die Antwort ist ganz einfach: “Das kommt darauf an!”

Vielfach verlässt man sich in der Produktion auf CNC Maschinen als das Rückgrat der Fertigung. Im Zuge des Aufstiegs additiver Fertigungsverfahren denken aber immer mehr Firmen darüber nach, auch den 3D-Druck in ihre Arbeitsabläufe zu integrieren oder sogar ihre CNC-Maschinen zu ersetzen. Wir geben Ihnen einen Überblick über die Möglichkeiten, die Ihnen der 3D-Druck bietet, und wie Sie beide Technologien am besten miteinander verbinden können.

Überblick CNC-Fertigung bzw. subtraktive Verfahren

Bei der CNC-Bearbeitung werden auf einer computergesteuerten Werkzeugmaschine Bauteile aus einem Rohling herausgearbeitet, indem das “überschüssige” Material abgetragen wird. Sie stellt noch immer das kostengünstigste Verfahren zur Herstellung von Bauteilen in mittlerer bis großer Stückzahl dar. Seit Jahrzehnten erprobt, sind CNC-Maschinen in Fertigungsstätten weltweit verfügbar und es existiert umfangreiches Wissen rund um die gesamte Prozesskette. Durch seine Vielseitigkeit in Bezug auf bearbeitbare Materialien, herstellbare Geometrien sowie erreichbare Oberflächengüten und Toleranzwerte stellt die CNC-Technik in vielen Fällen das Mittel der Wahl dar.

Allerdings ist die Herstellung eines Bauteils mittels CNC-Fräsen – insbesondere bei höherer Komplexität der Geometrie oder anspruchsvollen Werkstoffen – immer noch ein hochspezialisierter Prozess. So werden gut ausgebildete Konstrukteure und Programmierer benötigt, was zu vergleichsweise hohen Personalkosten führt. Oftmals sind spezielle Spannwerkzeuge erforderlich, die dann wieder konstruiert und gefertigt werden müssen. Gerade bei kleinen Stückzahlen treibt das die Stückkosten deutlich in die Höhe. Dazu kommt die nicht immer gewährleistete Verfügbarkeit und hohe Kosten für das Material. Je höher der Zerspanungsgrad, desto höher auch die Werkstoffkosten für den Rohling im Vergleich mit dem fertigen Bauteil.

Überblick 3D-Druck (bzw. additive Verfahren)

Der 3D-Druck in seinen unterschiedlichen Ausprägungen stellt zwar schon seit vielen Jahren ein etabliertes Fertigungsverfahren dar, ist aber gerade in der Industrie bei weitem noch nicht so stark verbreitet wie die spanende Fertigung. Gerade zur Herstellung kleiner bis mittlerer Stückzahlen oder Prototypen hält insbesondere das FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) aber in verschiedenen Industriesektoren immer mehr Einzug. Hierbei wird ein Kunststoff aufgeschmolzen, durch eine Düse in Schichten aufgetragen und dabei zu einem Bauteil aufgebaut. Da abgesehen von eventuell erforderlichen Stützstrukturen nur genau die Menge an Material verwendet wird, die später das fertige Objekt bildet, entsteht so gut wie kein Abfall. Der Druck findet direkt auf der ebenen Druckplatte statt, so dass keine Spannwerkzeuge erforderlich sind. Zudem erfordert es nur wenig spezifisches Wissen, um einen BigRep-Drucker einzurichten und einen Druckvorgang zu starten. Das Verfahren selbst limitiert in keinster Weise den Gestaltungsprozess der Bauteile; beinahe jede gewünschte Geometrie kann gedruckt werden. So lassen sich auch eingefahrene Denkmuster in Konstruktion und Entwicklung überwinden. Technical Operations Manager bei der Nikola Motor Company: „Man kann tatsächlich den gesamten Entwicklungs- und Fertigungsprozess neu überdenken!“

Bedingt durch den Prozess ist allerdings die Qualität der Oberflächen meist nicht mit der von gefrästen Bauteilen zu vergleichen und erfordert mehr oder weniger aufwendige Nachbearbeitungen. Und auch wenn inzwischen immer enger tolerierte Bauteile gedruckt werden, so können sie auch in dieser Hinsicht meist nicht mit gefrästen Werkstücken mithalten. Schlussendlich ist auch die Auswahl an Materialen beschränkt; per FFF lassen sich nur Kunststoffe verarbeiten, die aufgeschmolzen werden können.

Wie können Sie Ihren 3D-Drucker am besten einsetzen?

MONTAGEHILFEN

Ein sehr anschauliches Beispiel stellt diese handgeführte Montagehilfe dar, die bei der Montage von Autos zum Einsatz kommt. Das Bauteil mit einer Länge von über 120 cm sollte ursprünglich in aus Aluminium gefräst werden. Die Kosten hierfür, einschließlich Maschinen-, Personal- und Materialkosten, hätten ungefähr 10.000 USD betragen, bei einer Lieferzeit von ca. zwei Wochen. Bei einer Vergabe des Auftrags an einen Zulieferer aus China hätte der Preis immerhin noch bei 5.800 USD gelegen, die Lieferzeit wäre ähnlich der bei einer In-House-Fertigung gewesen. Schlussendlich wurde entschieden, das Bauteil aus HI-TEMP CF auf einem BigRep PRO zu drucken. Die komplette Fertigungsdauer betrug ungefähr 2 Tage, dabei entfielen ca. zwei Drittel der Zeit auf den Druck. Da die gesamten Kosten sich auf nur 790 USD beliefen, ergab sich hier eine Einsparung von ca. 86 %! Als angenehmer Nebeneffekt für die Mitarbeiter, die das Bauteil in ihrem Arbeitsalltag handhaben müssen, ist auch das im Vergleich zu einer aus Aluminium gefrästen Variante um über 50 % geringere Gewicht. Alles in allem ein sehr lohnenswerter Einsatz des BigRep PRO.

SERIENBAUTEILE

Boyze Technologies setzt den 3D-Druck ein, um Serienbauteile für ihre im Auftrag von Verizon hergestellten 5G-Kiosks zu fertigen. Aufgrund der besonderen Form wäre es sehr zeitaufwendig gewesen, diese Teile zu fräsen und es hätte besonders umfangreiche Vorbereitungen und einige Nachbearbeitungsschritte erfordert. Weil das bei den gedruckten Bauteilen nicht notwendig war, lag in diesem Anwendungsfall ein besonderes Einsparpotential im Personaleinsatz. Und da mehrere unterschiedliche Teile gleichzeitig gedruckt werden konnten, ließ sich auch der Bauraum des Druckers bestmöglich ausnutzen.

Wie können Sie 3D-Druck und CNC-Bearbeitung kombinieren?

Der Nutzen der additiven Fertigung lässt sich nochmal steigern, wenn sie in cleverer Weise mit anderen Fertigungsverfahren kombiniert wird. Gedruckte Objekte lassen sich an mechanisch höher belasteten Stellen mit aus Metall gefertigten Bauteilen verstärken. Ein Beispiel hierfür sind Gewindebuchsen aus Messing, die in Kunststoffgrundkörper eingesetzt werden. Gedruckte Teile können auch spanend nachbearbeitet werden, um kritische Toleranzen oder erforderliche Oberflächengüten einzuhalten, oder um Gewinde einzufräsen. Und Aufnahmen, Spannvorrichtungen und Positionierschablonen aus dem Drucker erleichtern auch die Arbeit an CNC-Maschinen. Durch die intelligente Verbindung von 3D-Druck und CNC-Bearbeitung können Anwender also von den Vorzügen beider Welten profitieren.

Auch bei der Entwicklung und Fertigung einfacher Vorrichtungen, wie Positionierhilfen, Montagevorrichtungen oder Werkstückaufnahmen ist der Drucker sehr hilfreich. Ein Beispiel hierfür ist die unten abgebildete Aufnahme für ein Aluminiumbauteil. Riley Gillman bei Nikola stand vor der Aufgabe, ein gefrästes Bauteil wiederholbar und sicher in einer Koordinatenmessmaschine zu positionieren. Aufgrund spezieller geometrischer Anforderungen konnte das Bauteil selbst nicht gedruckt werden, musste also auf einer CNC-Maschine gefräst werden. Es hätte aber zusätzliche Maschinenzeit und eines unverhältnismäßig großen Rohlings bedurft, um auch die Aufnahme aus Aluminium zu fräsen. Gillman entschied sich also dafür, sie auf seinem BigRep PRO zu drucken. Hier lagen nur wenige Stunden zwischen der Idee und dem fertigen Bauteil, und das bei Materialkosten von unter 20 USD!

Bei Nikola hat man gerade in den letzten Jahren die Erfahrung gemacht, dass die Verfügbarkeit sowohl externer Zulieferer als auch der benötigten Materialien immer weiter abgenommen hat. Der Drucker bietet hier Flexibilität und Unabhängigkeit.

Riley Gillman fasst die Randbedingungen zusammen, die seine Entscheidung für den Einsatz des 3D-Druckers beeinflussen: „Wir fertigen hier oft sehr große Bauteile, und das oft mit sehr knappen Zeitvorgaben. Die Geometrie der Teile spielt auch eine große Rolle; manche der Bauteile sind schlichtweg zu komplex, um sie mit herkömmlichen Verfahren zu produzieren. Und manchmal haben wir auch einfach nicht das Budget, um Teile anders als mittels 3D-Druck herzustellen!“

Welche Vorzüge bietet Ihnen also der Einsatz additiver Verfahren?

Bei Nikola findet der 3D-Druck immer häufiger dann Verwendung, wenn große Bauteile schnell verfügbar sein müssen, bzw. wenn Iterationen eines Bauteils durchgespielt werden sollen. Aufgrund der Möglichkeit, schnell und einfach Änderungen an 3D-Modellen vorzunehmen und sie dann ohne lange Vorlaufzeiten In-House fertigen zu können, lassen sich Entwicklungszeiten drastisch reduzieren. Prototypen zum Anfassen sind schneller verfügbar und vermitteln damit einen besseren Eindruck des Endprodukts.

Ist der 3D-Druck für Sie auch finanziell lohnenswert?

Natürlich ist es für Unternehmen wichtig zu wissen, ob sich eine Investition in kommerzieller Hinsicht lohnt bzw. wie lange es dauert, bis sich die Anschaffungskosten amortisiert haben. Hierzu ein kleines Rechenbeispiel aus der Praxis: Wenn Sie ein großes Bauteil extern drucken lassen, dann kann das inklusive Iterationen bis zu 5.000 USD pro Woche kosten. Bei vier ähnlich großen Bauteilen pro Monat entstehen in diesem Zeitraum Kosten von bis 20.000 USD. Vergleicht man diese Summe mit den Anschaffungskosten für einen eigenen 3D-Drucker, dann zeigt sich sehr schnell auch der finanzielle Vorteil eines Druckers in der eigenen Produktion.

Welches Verfahren ist also jetzt das bessere für Sie?

Nach diesen Ausführungen wird die Antwort „Das kommt darauf an“, die wir oben gegeben haben, hoffentlich verständlicher. Jedes der beiden Verfahren hat seine Berechtigung und seine ganz speziellen Anwendungsfälle, und daher wird der 3D-Druck auch in Ihrem Unternehmen die CNC-Fertigung (vermutlich) nicht gänzlich ersetzen.

Aber insbesondere wenn Sie auf eine gegenseitige Ergänzung beider Prozesse abzielen, dann hat die Anschaffung eines 3D-Druckers für Sie mit Sicherheit folgende Vorteile:

Sie gewinnen an Flexibilität und Unabhängigkeit.
Sie sparen Zeit und Kosten.
Sie erweitern Ihr Fertigungsspektrum.
Der 3D-Druck ermöglicht Ihnen, interne Prozesse zu überdenken und zu verbessern.

Wenn das für Sie interessant ist, dann sprechen Sie mit einem unserer Experten! Wir beraten Sie gerne und zeigen Ihnen, welcher unserer Drucker der geeignete für Sie und Ihre Anwendungen ist. Schicken Sie uns eine CAD-Datei eines Musterbauteils, und wir berechnen für Sie die Druckdauer und Kosten!

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About the author:

Michael Eggerdinger

Business Manager Materials

7 entscheidende Faktoren beim Kauf eines Industrie-3D-Druckers

April 11, 2024Januar 24, 2022

Angesichts der vielfältigen Palette an industriellen 3D-Druckern auf dem Markt, stellt die Auswahl des perfekten Modells für Ihre Produktionsbedürfnisse eine Herausforderung dar, die eine gründliche Abwägung verschiedenster Aspekte erfordert. Es ist essenziell, ein tiefes Verständnis für die spezifischen Anwendungen des 3D-Drucks in Ihrem Produktionsumfeld zu entwickeln. Dabei spielen Faktoren wie der benötigte Platz, die Umgebungsbedingungen für den Betrieb des Druckers, Material- und Softwareanforderungen sowie Ihr Budget eine entscheidende Rolle.

Um in der überwältigenden Vielfalt industrieller 3D-Drucker, die auf dem Markt erhältlich sind, den für Sie passenden zu finden, gehen wir auf die 7 wichtigsten Fragen ein, die Sie beim Kauf eines großformatigen industriellen 3D-Druckers beachten sollten.

1. Wofür würden Sie den 3D-Drucker verwenden?

Zunächst sollten Sie sich die Frage stellen, was Sie in 3D drucken möchten und warum? Diese Frage bildet die Grundlage dafür, dass Sie eine Liste der Anwendungen erstellen können, für die das Gerät verwendet werden kann und in welchem Teil der Produktionslinie es eingesetzt werden kann.

Wenn Sie z. B. Prototypen drucken möchten, werden diese für funktionale Aufgaben wie Leistungstests und Passformprüfungen verwendet oder sind sie für die Designfreigabe gedacht? Ähnlich verhält es sich bei Anwendungen für den Werkzeugbau: Werden die gedruckten Werkzeuge in der Produktionslinie eingesetzt oder für spezielle Aufgaben wie die CMM-Prüfung verwendet? Wenn Sie Teile für den Endverbraucher in 3D drucken, wie sieht dann die Betriebsumgebung aus und welche Toleranzen sind erforderlich?

Als nächstes stellt sich die Frage nach den Abmessungen – wie groß sind die Teile, die Sie 3D-drucken möchten? Der Hauptvorteil eines großformatigen 3D-Druckers ist seine Fähigkeit, große Teile zu produzieren oder kleinere Teile in einem einzigen Druckauftrag zu drucken. Kleinere Drucker sind nicht in der Lage, große Teile in einem einzigen Druckvorgang zu drucken, sodass die einzelnen Komponenten nach dem Druck zusammengesetzt werden müssen.

Der 3D-Druck lässt sich inzwischen in fast allen Branchen einsetzen. AM kann die Werkzeugkosten senken und die Vorlaufzeiten verkürzen, insbesondere in der verarbeitenden Industrie, indem ein digitales Inventar geführt und nach Bedarf gefertigt wird. Außerdem kann es die Abhängigkeit von externen Anbietern reduzieren und die Logistik minimieren, indem leichte, stabile und ergonomische Vorrichtungen intern gedruckt werden. Im Bereich der Fahrzeugindividualisierung kann es individuell gestaltete 3D-gedruckte Teile und Muster sowie Gussformen für eine Vielzahl von Komponenten herstellen. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird es in großem Umfang für die Herstellung von MRO-Werkzeugen in kleinen Stückzahlen eingesetzt, die den höchsten Standards und Zertifizierungen des streng regulierten Sektors entsprechen.

2. Mit welchen 3D-Druckmaterialien würden Sie arbeiten?

Ein weiterer Aspekt, den Sie berücksichtigen sollten, ist die Frage, ob Sie ein geschlossenes oder ein offenes Materialsystem bevorzugen. Bei 3D-Druckern mit geschlossenem Material können Sie nur die proprietären Produkte des Druckers verwenden, während Sie bei offenen Systemen, wie den Maschinen von BigRep, alle kompatiblen Filamente von Drittanbietern verwenden können. 3D-Drucker mit geschlossenem Material erlauben Ihnen nur die Verwendung der proprietären Produkte des Druckers, während Sie bei offenen Materialsystemen, wie den Maschinen von BigRep, die Freiheit haben, beliebige kompatible Filamente von Drittanbietern zu verwenden.

Achten Sie bei der Auswahl eines Filaments auf mechanische Eigenschaften wie Oberflächenqualität, Nachhaltigkeit, Benutzerfreundlichkeit, Druckgeschwindigkeit, Nachbearbeitungsanforderungen, UV-, Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie Festigkeit, Steifigkeit und Flexibilität. BigRep bietet ein umfassendes Sortiment an 3D-Druckerfilamenten in Industriequalität, das von kostengünstigen Materialien bis hin zu Hochleistungsoptionen für anspruchsvolle Anwendungen reicht.

Damit jeder 3D-Druck ein voller Erfolg wird, haben wir Profile für alle BigRep-Filamente. Diese Materialprofile wurden von unseren Experten mit größter Sorgfalt erstellt und sind für die Maschinen von BigRep optimiert. Sie rationalisieren Ihren Druckprozess, da Sie Einstellungen wie Drucktemperatur, Betttemperatur, Druckgeschwindigkeit, Schichthöhe usw. für jedes Material nicht mehr manuell anpassen müssen. Sie müssen nur das entsprechende Materialprofil auswählen und auf "Drucken" klicken, und schon sind Sie für optimale Druckergebnisse gerüstet.

2. Mit welchen 3D-Druckmaterialien würden Sie arbeiten?

3. Welchen Platz-, Lüftungs- und Strombedarf hat der 3D-Drucker?

Berechnen Sie den verfügbaren Platz für den großvolumigen 3D-Drucker in Ihrer Produktionsstätte. Mit Abmessungen von x 1950 y 2500 z 2105 mm / x 77 y 98 z 83 Zoll (mit Turm) für unsere größte Maschine, BigRep PRO bis zu x 1715 y 1170 z 1765 mm (x 67 y 46 z 69 Zoll) für die kleinere, BigRep STUDIO, eignen sich unsere Drucker für verschiedene Umgebungen, darunter Werkshallen, Labore und Büros.

Die Umgebungsbedingungen an dem Ort, an dem Sie den 3D-Drucker aufstellen, spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Faktoren wie die Luftfeuchtigkeit, Feinstaub von Geräten in der Nähe und auch die Lagerbedingungen des 3D-Druckfilaments können die Druckqualität erheblich beeinflussen. Für geschlossene Laborumgebungen kann ein System mit offenem Rahmen ausreichen, aber für anspruchsvollere Bedingungen sind möglicherweise klimatisierte Räume erforderlich.

Da industrielle 3D-Drucker einen hohen Stromverbrauch haben, müssen Sie auch die elektrischen Anforderungen von großformatigen 3D-Druckern berücksichtigen. Achten Sie auf eine ausreichende elektrische Leistung, wenn Sie sich für den Standort des Druckers in der Produktionshalle entscheiden. Die Maschinen von BigRep haben einen relativ geringen Stromverbrauch im Vergleich zu anderen industriellen 3D-Druckern auf dem Markt. Der BigRep STUDIO und ONE können mit herkömmlichen Steckdosen betrieben werden, während unsere größte Maschine, der BigRep PRO, eine industrielle Steckdose benötigt.

4. Welche 3D-Drucksoftware würden Sie verwenden?

Fast jeder Hersteller von 3D-Druckern bietet seine eigene Software für das Einrichten und Schneiden von Teilen an. Manche Unternehmen verfolgen jedoch einen quelloffenen Ansatz, bei dem Sie Ihre bevorzugte Slicer Software auswählen können. Sie können sich dafür entscheiden, bei der vertrauten Software zu bleiben oder die vorinstallierten Profile und Einstellungen des Druckerherstellers zu verwenden.

Berücksichtigen Sie bei der Beurteilung der Softwareoptionen den Kenntnisstand der Mitarbeiter, die das Gerät bedienen. Manche Systeme erfordern mehr technisches Know-how, egal ob es sich um erfahrene oder neue Bediener handelt, während andere, wie das von BigRep, eher Plug-and-Play sind. Egal für welchen Drucker Sie sich entscheiden, die Softwareinstallation und -schulung durch Ihren Anbieter hilft Ihnen dabei, die optimalen Einstellungen, Teileausrichtungen und Materialien für erfolgreiche Drucke zu erlernen.

Bei den 3D-Druckern von BigRep verfolgen wir einen quelloffenen Ansatz, bei dem Sie externe Software oder unser Angebot an intelligenten Lösungen nutzen können. Mit unserer Software—FLOW, BLADE, und CONNECT, haben Sie die vollständige Kontrolle vom Design bis zur Drucküberwachung.

1. FLOW ist eine individuell anpassbare Software, die die Anwendungsentwicklung für 3D-gedruckte Vorrichtungen und Fertigungshilfsmittel einfacher denn je macht, ohne dass Designkenntnisse oder Erfahrung im 3D-Druck erforderlich sind.
2. BLADE ist eine einfach zu bedienende Slicer Software, die eine bessere Kontrolle der Druckparameter auf allen großformatigen additiven Fertigungssystemen von BigRep ermöglicht.
3. CONNECT ist eine Plattform, die Sie mit Ihren BigRep Druckern verbindet, um die Produktivität durch Fernüberwachung und Datenanalyse zu steigern.

5. Bietet Ihr 3D-Drucker-Anbieter lokalen Support?

Ein lokaler Support ist für Unternehmen, die sich für den 3D-Druck entscheiden, oft von unschätzbarem Wert. Fragen Sie nach Referenzen, sprechen Sie mit Kunden, die die Drucker nutzen, und machen Sie sich ein Bild von deren Erfahrungen mit dem Unternehmen und davon, ob der Service Ihre Erwartungen erfüllt oder übertrifft. Bei einer Investition in einen industriellen 3D-Großformatdrucker sollten Sie erwarten, dass das Niveau des Supports dem Preisschild des Druckers entspricht.

BigRep bietet lokalen Support durch unsere globalen und regionalen Hauptsitze (Berlin, Boston und Singapur) sowie ein Netzwerk von Vertriebspartnern auf der ganzen Welt. Wir bieten drei Support-Stufen an, die über unseren standardmäßigen On-Demand-Service hinausgehen, damit Ihr 3D-Drucker auf optimale Leistung eingestellt ist und nur minimale Ausfallzeiten hat.

Zu unseren Support-Optionen gehören der Zugriff auf eine Wissensdatenbank für die 24/7-Fehlerbehebung über den BigRep HUB, ein On-Demand-Service mit einem Online-Ticketsystem für zusätzlichen Support und Serviceverträge für die planmäßige Wartung, um Probleme zu vermeiden und Ihnen ein sicheres Gefühl zu geben.

6. Bietet Ihr 3D-Drucker-Anbieter eLearning- und Schulungsressourcen an?

Wenn Sie ganz neu in der Welt des 3D-Drucks sind und mehr über die Maschine erfahren möchten oder wenn Sie schon ein erfahrener Anwender sind, der versucht, ein Problem zu beheben, wo würden Sie dann anfangen? Das Internet bietet zwar viele Informationen, aber möglicherweise nicht genug, um Sie in die Feinheiten eines bestimmten industriellen 3D-Druckers einzuweisen. Wenn Ihr 3D-Drucker-Anbieter eLearning-Kurse, praktische Schulungen und Lernressourcen anbietet, kann er Ihr Wissen und Ihre Fähigkeit, einen 3D-Drucker effizient zu bedienen, Probleme zu beheben und seine Fähigkeiten zu maximieren, erheblich verbessern.

Die eLearning-Plattform Academy von BigRep bietet Ihnen umfassende Kurse von den Grundlagen bis zum Expertenniveau, die alle Aspekte des großformatigen 3D-Drucks abdecken. Ob Sie sich für Design, Schneiden, Druckerbetrieb, Fehlerbehebung oder anderes interessieren, die Plattform bietet Ihnen alles, was Sie brauchen. Für spezielle Projekte und Themen bieten wir maßgeschneiderte Schulungen über Fernkonferenzen oder persönliche Sitzungen an, bei denen ein BigRep Experte Sie durch den Kurs führt und Ihnen in Echtzeit Feedback gibt.

Wenn Sie lieber direkt an der Maschine lernen möchten, können fortgeschrittene und kundenspezifische Kurse in den BigRep-Büros abgehalten werden. Für Schulungen vor Ort in Ihrem Unternehmen können die Experten der BigRep Academy auch zu Ihnen kommen.

7. Wie hoch ist Ihr Budget?

Bei der Budgetplanung für einen großformatigen 3D-Drucker empfehlen wir Ihnen, sich die Zeit zu nehmen, eine ROI-Kalkulation zu erstellen und wirklich jeden Aspekt des Kaufs zu bewerten. Wie teuer ist der jährliche Wartungsvertrag? Wenn Sie günstigere Materialien finden, verfügt der 3D-Drucker dann über ein offenes Materialsystem, mit dem er betrieben werden kann? Ist der Schutz des geistigen Eigentums ein Thema? Wird der Drucker zuverlässig genug sein, um für Ihr Unternehmen rentabel zu sein?

Wenn Sie Ihre Produktionskapazitäten im eigenen Unternehmen haben, erhalten Sie mehr Kontrolle und Flexibilität im Design- und Produktionsprozess, was im Laufe der Zeit zu erheblichen Kosteneinsparungen führen kann. Ein zuverlässiger 3D-Drucker kann eine gleichbleibende Leistung liefern, die Betriebskosten minimieren und sich an die sich ändernden Produktionsanforderungen anpassen, was einen lebenslangen Wert darstellt.

BigRep Kunden erzielen oft schneller einen positiven ROI als sie erwartet haben. Industriegiganten wie die Ford Motor Company fanden heraus, dass sich ihre Investition in ein BigRep Additivsystem in weniger als einem Finanzquartal amortisiert hatte. "Nach zwei oder drei erfolgreichen Drucken war der BigRep-Drucker bereits bezahlt", sagte Lars Bognar, ein Forschungsingenieur bei Ford.

SFM 3D-Printed Helicopter Blade Restraint Cradle Made with the BigRep PRO

Groß hinaus mit industriellen 3D-Druckern

Wenn Sie 3D-Drucker in Ihre Produktionsabläufe integrieren, können Sie neue Anwendungen erkunden und das Beste aus Ihrer Investition machen. Die jüngsten Versionen der Industriedrucker sind viel erschwinglicher und bieten intuitive Benutzererfahrungen, die es einfacher denn je machen, AM-Technologien in der Fabrikhalle zu adaptieren.

Mit einer Reihe von großformatigen Industriedruckern, hochwertigen Materialien , intelligenter Software, einer eLearning-Plattform und einem außergewöhnlichen Kundenservice bietet BigRep ein ganzheitliches Ökosystem, das eine breite Palette professioneller Anwendungen ermöglicht. Wenn Sie bereit sind, die Vorteile des 3D-Drucks in Ihrem Unternehmen zu nutzen, setzen Sie sich mit unseren Experten in Verbindung und finden Sie noch heute den richtigen BigRep 3D-Drucker für Ihre Bedürfnisse.

Schnelle und zielgerichtete Produktentwicklung im Nutzfahrzeugbau durch 3D-Druck

Februar 23, 2023Januar 7, 2022

Sie haben ein hochspezifisches Produkt und passen es für jeden Kunden nach dessen Wünschen und Anforderungen an? Meistens dauern die entsprechenden Iterationszyklen sehr lang und kosten Zeit und Geld. Erfahren Sie, wie die ZOELLER-Group maßgeschneiderte Bauteile in nur wenigen Tagen statt Wochen entwickelt und optimiert.

Welche Herausforderungen ergeben sich beim Bau kundenspezifischer Fahrzeuge?

Die ZOELLER-Group mit ihren 2500 Mitarbeiter entwickelt und fertigt Abfallsammelfahrzeuge und insbesondere die dazugehörigen Hubvorrichtungen. Ihre Produkte kommen weltweit zum Einsatz, und müssen daher auch unterschiedlichsten Anforderungen genügen. Nicht nur die zu bewegenden Mülltonnen unterscheiden sich, auch landesspezifische rechtliche Grundlagen erfordern eine Vielzahl unterschiedlicher Sicherheits- und Schutzvorrichtungen. Dr. Bojan Ferhadbegović, Head of Engineering and Design bei ZOELLER: "Das sind weltweit eingesetzte Maschinen. Diese müssen nicht nur sehr schnell, sondern auch sehr zuverlässig arbeiten."

Die daraus resultierenden Vorstellungen und Wünsche der Kunden erfordern ständige Anpassungen. So müssen in Abdeckungen und Gehäusen Bedienelemente eingebaut, Leuchten an den richtigen Stellen platziert und eine Vielzahl von Sensoren zur Prozessüberwachung integriert werden. Der Produktentwicklungsprozess nimmt viel Zeit in Anspruch, weil Lösungen entwickelt, auf ihre Eignung überprüft und optimiert werden müssen. Bislang wurden dementsprechende Bauteile dann in langwieriger Arbeit aus Blech geformt und dann in dieser Form mit dem Kunden diskutiert. Abgesehen von der langen Entwicklungsdauer waren diese Prototypen auch in Bezug auf Komplexität, Bauteilgenauigkeit und Materialeigenschaft recht limitiert. Und manche gewünschten Features ließen sich in diesem Prozess auch schlichtweg nicht abbilden. Dadurch bekam man oft erst nach der Herstellung des ersten seriennahen Bauteils ein wirkliches Gefühl für Geometrie und Haptik des Objekts.

Wie kann 3D-Druck diese Probleme lösen?

Um hier Abhilfe zu schaffen und den Anforderungen der Kunden gerecht zu werden begann ZOELLER vor einigen Jahren, sich von traditionellen Fertigungsverfahren zu lösen und diese Prototypen mittels 3D-Druck herzustellen. Die sich ergebenden Vorteile sind vielfältig. Von der Konstruktion bis zum Vorliegen des ersten "begreifbaren" Teils dauert es jetzt nur noch einige Tage statt mehrerer Wochen. Die schnellere Abstimmung zwischen Konstruktion, Fertigung und Kunden führt zu deutlich verkürzten Iterationszyklen. Gewünschte Änderungen werden in kürzester Zeit in das Design integriert und das modifizierte Teil schon nach wenigen Tagen erneut begutachtet. Die gedruckten Prototypen können auch einfach an den Fahrzeugen montiert und so im Einsatz getestet werden. Marco Neuchel, Head of Development bei ZOELLER: "Der große Vorteil an der schnellen Verfügbarkeit der Bauteile ist, dass wir diese jetzt sofort im Feldtest und am Produkt ausprobieren können. Wir können die Teile jetzt also binnen weniger Tage testen und bekommen schnelles Feedback."

Neben dem stark beschleunigten Entwicklungsprozess wurden auch die geometrischen und werkstoffbezogenen Möglichkeiten deutlich erweitert. ZOELLER ist nun beispielsweise in der Lage, Flächen und Strukturen einzubringen, die mit den herkömmlichen Verfahren nicht herstellbar waren. Auch durch die große Auswahl verfügbarer Filamente kommen schon die ersten Prototypen in jeglicher Hinsicht den später in Serie gefertigten Bauteilen extrem nahe, insbesondere in Bezug auf Aussehen und Materialverhalten. Beispielsweise erlaubt es die Verwendung von ASA Objekte zu drucken, die eine ähnliche Steifigkeit und Haptik wie die schlussendlich durch Rotationsformen hergestellten Serienteile aufweisen. 

Hierzu Dr. Ferhadbegović: "Unsere Kunden haben sehr spezifische Anforderungen. Wir müssen also sehr spezifische Bauteile auf Anfrage sehr sehr schnell herstellen - und hierfür ist der 3D-Druck in idealer Weise geeignet!" 

Wie hat sich der 3D-Druck bei ZOELLER entwickelt?

Zu Beginn ließ ZOELLER 3D-Druckteile noch bei externen Dienstleistern fertigen. Um nicht mehr von Zulieferern abhängig zu sein und gleichzeitig Zeit und Kosten zu sparen, kaufte ZOELLER im Juli 2019 einen BigRep ONE. Aufgrund der kurzen Einarbeitungszeit und des sich schnell einstellenden Erfolgs beim Drucken verschiedenster Objekte stieg die Anzahl der so hergestellten Bauteile schnell an. Der ONE erhielt bald ein Upgrade auf den Tandem-Modus, um Teile parallel drucken zu können und so die Produktion weiter zu beschleunigen.

Zwei Jahre nach dem ONE führte der Bedarf an erweiterten Druckkapazitäten zur Anschaffung eines BigRep PRO. Damit erhielt ZOELLER die Möglichkeit, mehr als doppelt so schnell drucken zu können, und das bei weiter gesteigerter Genauigkeit. Die vollständige Einhausung führt zu einem besseren Temperaturmanagement, und da der BigRep PRO eine noch größeren Anzahl an Materialien(vielfältige Materialien) verarbeiten kann, steigen auch die Einsatzmöglichkeiten für den Drucker. 

Inzwischen druckt ZOELLER nicht nur Prototypen, sondern auch Vorrichtungen für die Produktion. Die Stückzahl liegt dabei – je nach Bauteil – zwischen 2 und 2.000 Stück. Der Bauraum mit einer Größe von einem Kubikmeter erlaubt es hierbei, große Teile in einem Stück zu drucken, ohne sie kleben zu müssen. Alternativ kann die große Druckfläche auch genutzt werden, um mehrere kleine Objekte sequenziell in größerer Zahl herzustellen. Und ZOELLER plant, in naher Zukunft auch End-Use-Teile in Kleinserien zu drucken. Zu diesem Zweck werden manche Bauteile nachbearbeitet, beispielsweise grundiert und lackiert, um ihre Eignung für den Einsatz in Wind und Wetter in Bewitterungstests zu überprüfen.

Welche Erfahrungen hat ZOELLER mit dem 3D-Druck und den BigRep-Druckern gemacht?

Für die Mitarbeiter bei ZOELLER stellte der Einstieg in den 3D-Druck keine große Hürde dar. Das erforderliche Wissen konnte man sich schnell aneignen, und die Integration in bestehende Produktionsprozesse funktionierte reibungslos. Das liegt einerseits an Aufbau und Design des BigRep PRO und des BigRep ONE, andererseits auch an der Unterstützung durch den BigRep-Kundenservice. Marco Neuchel: "Der BigRep PRO ist inzwischen mehr als 300 Stunden gelaufen, und wir hatten bislang keinerlei Probleme. Es ist einfach eine wirklich gut konstruierte Maschine! Und bei Fragen rund um die Drucker und den Druckprozess stand uns immer jemand zur Seite, sei es per Telefon oder Email. Wir sind mit BigRep rundum zufrieden!"

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In sehr kurzer Zeit hat sich der 3D-Druck bei ZOELLER etabliert und ist dort aus der Fertigungskette nicht mehr wegzudenken. Kein Wunder, dass auch Dr. Ferhadbegović ein überaus positives Fazit zieht: "Der 3D-Druck ist inzwischen ein integraler Bestandteil unseres Entwicklungsprozesses geworden. Für uns liegt die Zukunft definitiv im 3D-Druck!"

Sparen Sie bis zu 70% an Kosten im Formenbau für den Stahlguss

Dezember 15, 2021Dezember 14, 2021

Die Herstellung von Gußformen für den Metallguß war lange ein zeitraubender und kostenintensiver Prozess. Mit einem großformatigen 3D-Drucker lässt sich das quasi auf Knopfdruck erledigen. Metso Outotec spart auf diese Weise bis zu 70% an Kosten ein.

Tradition und Moderne

Wenn es um Metallguss geht, dann werden die meisten Menschen an glühende Öfen und rußige, verrauchte Werkhallen denken. Und auch wenn dieses Bild noch immer der Realität entspricht, so umfasst das Gießen metallischer Werkstoffe neben dem reinen Gußvorgang auch eine Vielzahl weiterer Arbeitsschritte. Um diese zu optimieren und zu vereinfachen und gleichzeitig Kosten zu verringern, setzen Unternehmen wie beispielsweise Metso Outotec immer öfter auch auf 3D-Druckverfahren.

Metso Outotec ist ein weltweit operierender Anbieter von Anlagen, Komplettlösungen und Dienstleistungen in den Bereichen Bergbau und Gesteinsaufbereitung. Bauteile für das Produktportfolio werden unter anderem in fünf firmeneigenen Gießereien gefertigt. In zwei Betriebsstätten kommen Zeit 3D-Drucker von BigRep - vornehmlich zur Fertigung von Gußformen und Kernkästen - zum Einsatz. Die Niederlassung in der Tschechischen Republik besitzt bereits seit einigen Jahren einen BigRep ONE, das brasilianische Werk hatte im Januar dann einen BigRep PRO in Betrieb genommen. Hier ist Patricia Moraes, die seit 2004 im Unternehmen ist, verantwortlich für die Einführung und Optimierung des 3D-Drucks.

3D-Druck ersetzt CNC-Fräsen und macht alles leichter

Vor der Einführung der Drucker wurden die oft komplex geformten Bauteile aus Holz hergestellt. Hierbei werden Rohlinge aus Holzblöcken zusammengefügt und dann mittels CNC-Fräsen in die gewünschte Form gebracht. Dieses Verfahren erfordert nicht nur Beschaffung, Lagerung und Handhabung großer und schwerer Holzstücke, sondern auch die Maschinenprogrammierung durch speziell ausgebildetes Personal. Zudem ist der Prozess sehr zeitraubend, weil die Rohlinge oft verleimt werden müssen und erst nach dem Aushärten des Klebstoffs weiterbearbeitet werden können. Patricia Moraes: „Das dauert alles sehr lange, weil man lange warten muss, bis der Leim getrocknet ist.“

Nun wird ein Großteil der Bauteile wie Kernkästen in den verschiedensten Größen, Losteile, aber auch Formen für das Kernschiessen direkt auf den Maschinen von BigRep gedruckt. Außerdem entstehen hier speziell konstruierte Anbauteile, die auf einfach geformte Grundkörper aufgesetzt werden und damit eine große Flexibilität bei der Herstellung einer Vielzahl von Gussformen ermöglichen. Wichtig ist hier auch die enge Vernetzung von CNC-Fertigung und 3D-Druck. Sehr große Grundkörper, die durch die Ergänzung mit gedruckten Losteilen vielseitig verwendbar sind werden weiterhin gefräst, während kleinere Teile meist komplett gedruckt werden.

Schneller, leichter, und flexibler

Einer der wichtigsten Vorzüge des neuen Verfahrens – der deutlich schnellere Herstellungsprozess - liegt laut Patricia Moraes auf der Hand: „Man kann sagen, der Drucker arbeitet in drei Schichten. […] Ich starte heute den Druckvorgang, und schon morgen habe ich das neue Bauteil zur Verfügung.“ Das beschleunigt nicht nur die Produktion, sondern ermöglicht auch deutlich kürzere Iterationszyklen. Anpassungen an den Gussformen und Kernkästen können so auch kurzfristig vorgenommen und Änderungswünsche einfach umgesetzt werden.

Zudem sind die Bauteile leichter und damit einfacher zu handhaben. Und auch die Beschaffung und Lagerung des Rohmaterials ist stark vereinfacht, weil für viele Teile kein Holz mehr gekauft, sondern nur das entsprechende Filament bestellt werden muss. Metso Outotec macht sich auch die Möglichkeit zunutze, verschiedene Materialien auf derselben Maschine einzusetzen. So können Oberflächen, die im Einsatz stark beansprucht werden mit höherfesten Materialien wie Pro-HT gedruckt werden, während die darunter liegenden Strukturen aus kostengünstigem PLA bestehen. Mit Hilfe der von BigRep kostenlos bereitgestellten Softwarelösung BLADE lassen sich auch die inneren Strukturen des Objekts anpassen. Strukturen, die höhere Kräfte aufnehmen müssen werden dementsprechend massiver gedruckt, während an anderen Stellen material- und damit auch gewichtssparend gearbeitet werden kann.

Kurze Lernphase und wichtige Erkenntnisse

Nach über 70 auf dem neuen BigRep PRO gedruckten Bauteilen zieht Patricia Moraes ein deutlich positives Fazit. „Die Lernkurve war sehr kurz. […] Nach nur drei Monaten der Einarbeitung haben wir eine Maschineneffizienz von 80% erreicht.“ Erkenntnisse aus dieser Lernphase führten auch schnell zu weiteren Prozessoptimierungen. So stellte sich heraus, dass auch mit größerer Druckdüse und Schichtdicke qualitativ hochwertige Oberflächen erzeugt werden konnten, sodass die Bauteile ohne oder mit nur geringer Nachbearbeitung sofort einsetzbar waren. Auf diese Weise konnten die Druckzeiten fast halbiert und die Masse produzierter Bauteile verdoppelt werden. Je nach Bauteil zeigt die von Metso Outotec durchgeführte Auswertung nach sieben Monaten Kosteneinsparungen im Vergleich zum vorherigen, traditionellen Prozess von 55% bis 70%.

Die guten Erfahrungen, die Metso Outotec mit den Druckern von BigRep in der Fertigung gemacht hat, fördern auch die Kreativität der Mitarbeiter. Gefragt, ob sie die 3D-Drucker auch an anderer Stelle einsetzen werden, sagt Patricia Moraes: „Wir sehen hier viele weitere Einsatzmöglichkeiten, wie beispielsweise Lehren und Vorrichtungen, aber auch Ersatzteile. […] Gerade für älteres Equipment muss man Ersatzteile oft importieren. Aufgrund der hohen Genauigkeit und den passenden Materialien gibt es hier viele Möglichkeiten.“

Bei Metso Outotec ist man mit der Einführung der 3D-Drucker höchst zufrieden. Sehr gute Qualität der Maschinen und Produkte und insbesondere die Vielseitigkeit und Flexibilität sowohl des BigRep ONE als auch des PRO machen die Geräte zu einer lohnenden Anschaffung. Hier spielt einerseits die große Vielfalt der von BigRep erhältlichen Materialien eine wichtige Rolle, aber auch die gute Unterstützung durch BigRep trägt laut Patricia Moraes stark zur erfolgreichen Umsetzung dieser Modernisierungsmaßnahme bei: „In BigRep haben wir einen sehr guten Partner!“

Sehen sie sich das Webinar an!

Highlights: BigRep auf der Formnext 2021

Januar 14, 2022Dezember 6, 2021

Nach langen 24 Monaten mit Webinaren, virtuellen Demos und virtuellen Veranstaltungen war das BigRep-Team begeistert, wieder persönlich auf der Formnext, der führenden Branchenplattform für industriellen 3D-Druck und additive Fertigung für Sie da sein zu können.

Für BigRep war es die perfekte Gelegenheit, unsere großformatigen 3D-Drucker, den verbesserten BigRep ONE und neuen BigRep PRO sowie Anwendungen unserer Kunden zu präsentieren.

BigRep-Stand auf der Formnext

Auf dem BigRep-Stand standen die 3D-Drucker, der neue PRO für industrielle Anwendungen und der verbesserte ONE für kreative Innovationen im Mittelpunkt. Mit ihrer enormen Größe zogen sie eine Menge Aufmerksamkeit auf sich. Die Besucher waren begierig darauf, mehr über die Funktionen, Open-Source-Materialien und die Möglichkeiten des großformatigen 3D-Drucks zu erfahren. Potenzielle Kunden sprachen über ihre Anforderungen bezüglich des Drucks von Bauteilen in Originalgröße und die langen Lieferzeiten und hohen Kosten, die durch Outsourcing entstehen - dies sind tatsächlich zwei der Hauptgründe, warum Kunden einen BigRep-Drucker gekauft haben. Das Team analysierte Bauteile direkt auf der Messe, um interessierten Besuchern die Bauteilkosten aufzuzeigen und den Mehrwert zu demonstrieren, den sie aus dem Einsatz unserer Drucker ziehen können.

BigRep ONE - INNOVATION IM GROSSFORMAT. GRENZLOSE KREATIVITÄT.

Der bekannte und beliebte BigRep ONE ist ein weltweit führender 3D-Großformatdrucker zu einem erschwinglichen Preis. Auf der Formnext haben wir die neue, verbesserte Version ONE.4 vorgestellt. Der ONE ist die perfekte Lösung für das Prototyping, die Produktion und eine Vielzahl weiterer Anwendungen. Er ist mit einem neuen, leichteren Portal ausgestattet, das weitaus präziseres Drucken ermöglicht, sowie mit einem für die Verarbeitung faserverstärkter Materialien geeigneten BigRep Power Extruder (PEX). Dieser verfügt über austauschbare Düsen mit Durchmessern von 0,6 mm, 1,0 mm und 2,0 mm - für maximale Detailgenauigkeit oder additive Fertigung mit hohem Durchsatz.

Benutzer können ihren ONE auch individuell konfigurieren und dabei beispielsweise einen Single-, Dual- oder Twin-Extrudermodus wählen. Und auch eine Einhausung oder geänderte Gehäusefarben sind verfügbar, sodass sie sich die für sie perfekte Maschine zusammenstellen können. Wenn sich ihre Bedürfnisse im 3D-Druck weiterentwickeln, dann können Benutzer ihren ONE mit zusätzlichen Features ausstatten, damit er den neuen Ansprüchen genügt.

Besitzer eines ONE profitieren so von maßgeschneiderten Paketen, die genau auf ihre Anwendungen zugeschnitten sind.

BigRep PRO - SCHNELLERE ENTWICKLUNG. SCHNELLERE PRODUKTION. SCHNELLER AM MARKT.

Mit einem Bauvolumen von einem Kubikmeter ist der BigRep PRO ein industrieller 3D-Drucker für die Herstellung von großen Bauteilen in Originalgröße. Produzieren Sie funktionale Prototypen, Werkzeuge, Muster und Formen sowie Endanwendungsteile. Der PRO ist auf Produktivität in allen Fertigungsstufen ausgelegt und bietet Designern, Konstrukteuren und Ingenieuren eine agile Lösung, um schneller und kostengünstiger zu produzieren.

Auf der Formnext haben wir gezeigt, dass der neueste PRO 3D-Drucker einfacher als je zuvor zu benutzen ist - dank BigRep JUMPSTART, einer hybriden Hardware-Software-Lösung, die es Ihnen ermöglicht, ohne große Vorbereitungen einfach mit dem Druck zu beginnen. Sie umfasst SWITCHPLATE, eine abnehmbare und flexible Oberfläche für das Druckbett, LOCKSTAGE zur einfachen und sicheren Befestigung der Extruder und das MXT-Steuerungssystem, das eine manuelle Kalibrierung überflüssig macht und sicherstellt, dass die so immens wichtige erste Schicht jedes Mal perfekt ausgeführt wird. Während der Messe druckten wir eine Vorrichtung aus PA6/66 und BVOH, die von Ford in der Automobilfertigung eingesetzt wird. Da kein anderer Hersteller großformatiger Drucker live gedruckte Bauteile vorweisen konnte, zog das natürlich große Aufmerksamkeit auf sich.

Anwendungsbeispiele großformatigen 3D-Drucks

BigRep-Kunden nutzen die additive Fertigung, um Zeit und Geld zu sparen. Auf dem BigRep-Stand auf der Formnext waren verschiedene Anwendungen unserer Kunden ausgestellt - vom Prototyping über den Formenbau bis hin zu End-Use-Teilen. Die Besucher zeigten sich von der Qualität der ausgestellten Objekte, den Druckzeiten und Materialien beeindruckt.

Canyon Bikes: Rapid Prototyping

Canyon Bike denkt über die Grenzen der traditionellen Fertigung hinaus und testet, was mit neuen Technologien wie dem 3D-Druck möglich ist. Der Vorteil eines großformatigen BigRep 3D-Drucker im Haus, ist, dass 3D-Dateien einfach und direkt gedruckt werden können, um Bauteile und Rahmen in echtem Maßstab zu erhalten - das spart nicht nur viel Zeit, sondern auch Kosten.

Auch beim gezeigten Fahrradrahmen stehen diese Ziele im Vordergrund, während Canyon auf der Suche nach dem effektivsten und funktionellsten Rahmen ist. Der Prototype zog viele Besucher an, weil er live auf der Messe auf einem BigRep ONE aus BigRep HI-TEMP CF mit einer Schichthöhe von 0,6mm gedruckt wurde. Nach einer Druckzeit von unter zwei Tagen war ein 3,8 kg leichter innovativer Fahrradrahmen entstanden.

RH Engineering: Design

Mit ihrem BigRep ONE stellt RH Engineering kundenspezifisch entworfene Luxusmöbel her, die einem Raum eine ganz persönliche Atmosphäre verleihen. Gleich zu Beginn stellte sich RH Engineering einer besonderen Herausforderung und druckte dieses Waschbecken, das natürlich vollständig wasserfest sein musste.

Dieses End-Use-Teil wurde in 23 Stunden aus PLA gedruckt und wiegt 2.1 kg. Nach dem Druck wurde das hier ausgestellte Waschbecken beschichtet und erhielt so seine Oberflächenstruktur, die an bearbeiteten Stein erinnert. Es kam dann auf dem Stand tatsächlich auch als funktionierendes Waschbecken zum Einsatz.

CDM:Studio: Skulpturen

Das Western Australian Museum wandte sich an CDM:Studio um Hilfe für eine Ausstellung, die Dinosaurier und andere Exponate in Lebensgröße zeigen sollte. Die Herausforderung: über 110 Modelle in nur 9 Monaten zu erstellen. Um diese kurze Frist einhalten zu können investierte CDM:Studio in einen BigRep ONE, der rund um die Uhr arbeitet und Objekte wie beispielsweise den ausgestellten Dinosaurierkopf produziert. Das Bauteil wurde in unter drei Tage aus BigRep PRO-HT gefertigt und wog lediglich 4,5 kg, was insbesondere bei der Endmontage der Dinosaurier einen unschätzbaren Vorteil für CDM:Studio darstellt.

Zoeller: Funktionelle Prototypen und End-Use-Parts

Mit der 3D-Drucktechnologie ist Zoeller in der Lage, Oberflächen und Winkel in Bauteile einzubringen, die man auf herkömmliche Weise nicht herstellen kann. Dadurch hat man dort die Möglichkeit besondere Designelemente zu gestalten, aber auch Funktionen zu implementieren die vorher nicht möglich waren, wie beispielsweise das Anbringen von Sensoren in bestimmten Winkeln oder die Integration von Leuchten.

Teile wie das hier ausgestellte werden auf einem BigRep PRO gedruckt und dann an die Fahrzeuge montiert. Dieses in unter zwei Tagen aus 1824 g ASA gedruckte End-Use-Part wird beispielsweise an einer der hinteren Ecken eines Fahrzeugs angebracht.

Airflight: Verbundwerkstoff-Formen

Airflight entwickelt Drohnen für den Lastentransport. Der erforderliche Leichtbau und häufige Anpassungen der Bauteile stellen besondere Anforderungen dar. Ihr BigRep 3D Drucker gibt ihnen die Möglichkeit, die Dauer von Iterationszyklen bei der Entwicklung großer Kohlefaserbauteile im Vergleich zur herkömmlichen CNC-Bearbeitung um den Faktor fünf zu verringern. Airflight kann auf diese Weise Prototypen, Vorrichtungen, Aufnahmen und Formen wie die hier ausgestellte produzieren. Diese Form wurde in ca. 34 Stunden aus 4,6 kg HI-TEMP CF gedruckt.

WAT: Vorrichtungen und Werkzeuge

Durch den 3D-Druck von Montagevorrichtungen für ihre neuen Qualitätssicherungssysteme vermeidet WAT die hohen Kosten, die traditionell mit der Fertigung anwendungsspezifischer Industriewerkzeuge verbunden sind. Anstatt die Vorrichtungen extern aus Aluminium oder anderen Metallen fertigen zu lassen nutzt WAT den BigRep 3D-Drucker im eigenen Haus, um seine Arbeitsabläufe zu optimieren. Die ausgestellte Montagevorrichtung wurde in nur 82,5 Stunden gedruckt - bevor der BigRep-Drucker angeschafft worden war, dauerte die Fertigung eines solchen Teils oft mehrere Wochen.

Sie konnten uns auf der Formnext nicht besuchen?

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Unser Expertenteam steht bereit, um alle Ihre Fragen zu beantworten. Wenden Sie sich an uns, wenn Sie mehr über die additive Fertigung, die besten Materialien für Ihre Anwendung und die Umsetzung in Ihrem Unternehmen erfahren möchten!

THINK BIG! Wir helfen Ihnen, Ihr Ziel zu erreichen!

Großformat-3D-Druck beschleunigt die Produktion von Feuerwehrfahrzeugen

Februar 23, 2023Oktober 12, 2021

Magirus nutzt den großformatigen 3D-Druck für das Prototyping und die Produktion von Löschfahrzeugen

Hinter jeder Feuerwehr, die zu Notfällen und Bränden ausrückt, steht ein Löschfahrzeug, und hinter jedem Löschfahrzeug steht ein Team von Ingenieuren, die hart daran arbeiten, die sichersten und leistungsfähigsten Fahrzeuge und Funktionen zu liefern. Und genau hier kommt Magirus ins Spiel. Das in Deutschland ansässige Unternehmen wurde 1864 von dem Feuerwehrmann Conrad Dietrich Magirus mit dem Ziel gegründet, Pionierarbeit bei der Entwicklung modernster Feuerwehrfahrzeuge und -produkte zu leisten. Heute, mehr als 150 Jahre später, hilft der großformatige 3D-Druck dem Unternehmen, diese Mission fortzusetzen und Lösungen für die Brandbekämpfung in die Zukunft zu bringen.

3D-Druck in großem Maßstab läutet neue Ära für Prototypenbau von Löschfahrzeugen ein

Der 3D-Druck ist für Magirus nicht ganz neu. Das Unternehmen, das eine breite Palette von Feuerwehrausrüstungen anbietet (u. a. Feuerwehren-, Tanklöschfahrzeuge und Drehleitern), nutzt die Technologie seit 2015, um sein Prototyping und seine Produktentwicklung zu verbessern. Wie die meisten Anwender von 3D-Druckern arbeitete auch Magirus zunächst mit externen 3D-Druckdienstleistern zusammen. Als jedoch 2018 die Nachfrage nach großformatigen Prototypen stieg, beschloss das Unternehmen, in einen eigenen 3D-Drucker, den BigRep ONE, zu investieren.

Seitdem ist der 3D-Druck ein fester Bestandteil des Prototyping- und Produktentwicklungs-Workflows von Magirus geworden, insbesondere für die Herstellung von ästhetischen und ergonomischen Bauteilen mit einer Länge von mehr als 300 mm. Der Chefingenieur für Prototyping bei Magirus, Jens Krämer, und sein Team verwenden den BigRep ONE für den 3D-Druck von Funktionsprototypen, die auf LKWs montiert und getestet werden können, um das Design zu validieren, bevor mit der Werkzeugherstellung und Produktion begonnen wird.

"Vor dem 3D-Druck war die Herstellung von Prototypen sehr teuer", erklärt Krämer. Sein Team war auf Handlaminierung und Fräsverfahren angewiesen - beides zeit- und kostenaufwändige Verfahren zur Herstellung von Prototypen, bevor die endgültigen Werkzeuge hergestellt werden konnten.

Durch die Einbindung des 3D-Drucks in den Prototyping-Workflow konnte das Magirus-Team nicht nur seine Prototyping-Kosten drastisch senken (von fast hunderttausend Euro auf nur noch ein paar tausend Euro), sondern auch die Vorlaufzeiten für die Entwicklung von Bauteilen erheblich verkürzen. "Früher dauerte es 3-6 Monate, je nach Größe und Kapazität der Prototypenwerkstatt, jetzt ist es nur noch eine Frage der Druckzeit auf der Maschine, also nur noch ein paar Tage", sagt Krämer.

Die Zeit- und Kosteneinsparungen, die der Prototyping-Abteilung von Magirus durch den 3D-Druck möglich wurden, haben auch eine flexiblere Entwicklung von Komponenten ermöglicht, was dem Unternehmen hilft, die Bedürfnisse seiner Kunden aus der Feuerwehrbranche zu erfüllen. Mit anderen Worten: Der 3D-Druck in großem Maßstab ermöglicht Magirus die schnelle Herstellung und Validierung von Prototypen, was wiederum die Weiterentwicklung und Verbesserung seiner Feuerwehrfahrzeuge und -lösungen auf der Grundlage von Kundenfeedback erlaubt.

Schnelle Reaktion für die Produktion

Während Magirus seinen hauseigenen BigRep ONE 3D-Drucker hauptsächlich für die Herstellung von Prototypen einsetzt, beginnt der Hersteller von Feuerwehrfahrzeugen, die Technologie auch für die Kleinserienproduktion zu nutzen. Das erste 3D-gedruckte End-Use Part des Unternehmens durchläuft derzeit die letzten Phasen der Validierung für den Einsatz in Feuerwehrfahrzeugen.

Bei dem betreffenden Bauteil handelt es sich um einen Fensterrahmen für die Tür der Mannschaftskabine eines Feuerwehrfahrzeugs. Die Mannschaftskabine ist Teil eines Einsatzfahrzeugs und für mindestens neun Mannschaftsmitglieder ausgelegt. Für die Feuerwehrleute ist es wichtig, eine möglichst gute Sicht aus der Kabine zu haben, wenn sie sich dem Feuer bzw. dem Einsatzort nähern. Magirus wurde daher von seinen Kunden gefragt, ob der Einbau eines zusätzlichen Fensters in den Rahmen der Mannschaftskabinentür möglich ist, um die Sicht von innen zu verbessern.

Bei der Entwicklung des Fensters verwendete das Magirus-Team den BigRep ONE, um einen Prototyp des Rahmens zu drucken – ein dem Strukturelement, das die Außenschale der Tür mit der Innenseite verbindet. Die Qualität des Rahmen-Prototyps war schließlich so zufriedenstellend, dass das Team beschloss, auf die traditionelle Herstellung der Rahmen ganz zu verzichten und das Bauteil in 3D zu drucken. Das Serienteil, das etwa 800 x 600 x 150 mm misst, wurde mit einer höheren Auflösung als der ursprüngliche Prototyp 3D-gedruckt und aus einem hochtemperaturbeständigen kohlenstofffaserverstärkten Polymer, HI-TEMP CF, hergestellt.

"Da die Stückzahlen gering sind, haben wir mit der Vorserienproduktion [des Fensterrahmens] begonnen", sagt Harald Fitz, Chefingenieur für Standardfahrzeuge der Feuerwehr bei MAGIRUS. "Ebenfalls Teil unserer Arbeit ist das Testen und Validieren, denn das Bauteil muss stabil sein und den Bedingungen standhalten, unter denen die Feuerwehrleute ihre Fahrzeuge einsetzen. Dies ist derzeit noch nicht abgeschlossen, aber wir sind zuversichtlich, dass der Rahmen allen Tests, die wir durchführen, standhalten wird.“ Der 3D-gedruckte Fensterrahmen wird unter anderem auf Vibrations-, Stoß- und Hitzebeständigkeit getestet.

Durch den Einsatz von 3D-Druck für den Fensterrahmen profitierte Magirus nicht nur von einer schnelleren und kostengünstigeren Prototypenherstellung, sondern konnte diese Vorteile auch auf die Endproduktion übertragen. Vor allem aber hat das Unternehmen einen Weg gefunden, schneller / unmittelbarer auf die Wünsche seiner Kunden einzugehen, die sich auf die Produkte und Systeme des Unternehmens verlassen, um Leben zu retten.

BigRep ONE 3D-Drucker

Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz des 3D-Drucks bei Magirus – sowohl für das Prototyping als auch für die Endproduktion – ist der BigRep ONE 3D-Drucker. Beim BigRep ONE handelt es sich um ein vom Berliner Unternehmen BigRep hergestellten großformatigen industriellen 3D-Drucker, von dem weltweit bereits über 400 Systeme im Einsatz sind.

Der Drucker zeichnet sich durch sein riesiges großes (oder enormes) Bauvolumen von insgesamt einem Kubikmeter und seiner Kompatibilität mit verschiedenen Polymerfilamenten aus – darunter PLA, TPU, PETG und HI-TEMP CF, einem kohlenfaserverstärktem Biopolymer in Ingenieurqualität. Im BigRep ONE sind außerdem zwei BigRep Power Extruder mit austauschbaren Düsengrößen integriert, die das Drucken mit zwei unterschiedliche Materialien oder die Verwendung von wasserlöslichen Stützstrukturen ermöglichen.

Für Magirus waren die Größe und die industriellen Fähigkeiten des BigRep ONE ausschlaggebend. Die Maschine eignet sich nicht nur für die Herstellung großformatiger Prototypen, die das Unternehmen für seine Feuerwehrfahrzeuge benötigt, sondern kann auch für die Produktion mehrerer kleinerer Komponenten – wie z. B. des Fensterrahmens – in einer Kleinserie verwendet werden. Die individuell anpassbaren Einstellungen des 3D-Druckers, wie z. B. der Auflösung, ermöglichen dem Unternehmen außerdem die schnelle Herstellung von Prototypen mit einer geringeren Auflösung und die Verbesserung der Druckqualität für End-use parts.

"Wie Sie sich aufgrund der Größe unserer Fahrzeuge vorstellen können, wurden auch die Teile, die wir benötigten, immer größer ", sagt Krämer. "Nach einer abschließenden Bewertung haben wir uns für den Kauf des BigRep ONE entschieden. Feuerwehrfahrzeuge sind das ein idealer Anwendungsfall für den 3D-Druck, da die Menge der produzierten Fahrzeuge groß ist und die hohe Individualisierung als auch die Digitalisierung schnelle Lösungen erfordern."

„Ich bin zuversichtlich, dass wir die Anzahl der mit dem BigRep ONE 3D-Drucker hergestellten Bauteile weiter erhöhen können", fügt Fitz hinzu. „Ausgehend vom Prototyping und dem ersten in Kleinserie gefertigten Teil kann ich mir durchaus vorstellen, dass wir in einzelnen Fällen oder für spezielle Teile komplett auf 3D-Druck umsteigen können.“

Mit anderen Worten: Dies ist erst der Anfang des Einsatzes von 3D-Druck in der Produktion von Magirus. Die 3D-Drucktechnologie hat das Potenzial, immer mehr Möglichkeiten für kundenspezifische Bauteile und Kleinserien für die Herstellung von Feuerwehrfahrzeugen zu bieten. Wer weiß, Vielleicht ist das nächste Magirus Feuerwehrauto, das Sie sehen, auch mit einem 3D-gedruckten Bauteil ausgestattet!

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Unkonventionelles Denken mit 3D-Druck

Vom Konzept zur Fertigung

Wohin wird uns der 3D-Druck in Zukunft führen?

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

About the author:

Dominik Stürzer

Was ist Generatives Design?

Unterschied zwischen Topologieoptimierung und Generativem Design

Vorteile und Einschränkungen des Generativen Designs

Vorteile des Generative Design

Einschränkungen des Generativen Designs

Software für Generatives Design

Autodesk Fusion 360

Siemens NX

PTC Creo Generative Design

nTopology nTop Platform

3D-Druck und Generatives Design

Industrien, in denen Generatives Design zum Einsatz kommt

Automobilindustrie

Luft- und Raumfahrt

Architektur und Bauwesen

Industrieller Maschinenbau

Gebrauchsgüter

Fazit

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ. KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ. KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Was ist FDM-3D-Druck?

Vorzüge

Schwächen

Was ist SLA-3D-Druck?

Vorzüge

Schwächen

FDM vs. SLA: Die Auswahl der richtigen Technologie

Baugröße

Druckgeschwindigkeit

Materialien

Festigkeit & Haltbarkeit

Präzision & Qualität

Anwendungen & Branchen

Luft- und Raumfahrt

Automobilbranche

Konsumgüter

Gesundheitswesen

Ausbildung

Schlussfolgerung

Sprechen Sie mit einem 3D-Druck-Experten

Finden Sie heraus, welcher 3D-Drucker der richtige für Sie ist.

FAQ: Short Overview

Canyon: Innovativ von Anfang an

Additive Verfahren sparen Zeit und Geld beim Rahmendesign

Entwicklung nachhaltiger Rahmenkonzepte mit Hilfe des BigRep ONE

Zukunft des 3D-Drucks in der Fahrradentwicklung

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

About the author:

Michael Eggerdinger

Überblick CNC-Fertigung bzw. subtraktive Verfahren

Überblick 3D-Druck (bzw. additive Verfahren)

Wie können Sie Ihren 3D-Drucker am besten einsetzen?

MONTAGEHILFEN

SERIENBAUTEILE

Wie können Sie 3D-Druck und CNC-Bearbeitung kombinieren?

Welche Vorzüge bietet Ihnen also der Einsatz additiver Verfahren?

Ist der 3D-Druck für Sie auch finanziell lohnenswert?

Welches Verfahren ist also jetzt das bessere für Sie?

About the author:

Michael Eggerdinger

1. Wofür würden Sie den 3D-Drucker verwenden?

2. Mit welchen 3D-Druckmaterialien würden Sie arbeiten?

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.