Vortrag

Rapid Technologien
Zusammenhänge, Chancen und Notwendigkeiten
Geiger, M.; Coachulting
Kurze Vorstellung
Anfänge der Generativen Fertigung (3D Drucken)
Technologien zur Fertigung von Kunststoffteile
Bauteilbeschaffung
Pliezhausen, 23.7.2015
Vorstellung
Dr. Ing. Dipl.-Phy. Martin Geiger
1991 – 1997:
Mitarbeiter am Fraunhofer IPA
Forschung und Entwicklungsprojekte zur
Generativen Fertigung (3D Drucken)
1995:
Nebentätigkeit bei der United Nations
Industrial Development Organization (UNIDO)
Weltweite Recherche zu industriellen Potentialen der
Generativen Fertigung
1997 - 2001
Mitarbeiter bei der heutigen Daimler AG
Seit 2001
Selbstständiger Berater zu Rapid Product Development &
Manufacturing
Pliezhausen, 23.7.2015
Tätigkeiten
Prozessanalysen, Optimierung der Prototypenbeschaffung,
Beratung zur Nutzung von Generativen Fertigungsverfahren,
firmeninternes Wissensmanagement zu Rapid Technologien,
etc.
Organisation und Unterstützung von Workshops
Foren und Messeevents zu Rapid Technologien
Koordination von aktuell zwei Expertennetzwerken
zu Rapid Technologien
www.coachulting.de
Pliezhausen, 23.7.2015
Urformen
Wer baut schon ein Haus, in dem er
Zimmer in einen Felsen meißelt?
Technik
Abtragen oder Umformen
Nabatäer in Petra
Pliezhausen, 23.7.2015
Stereolithography am Anfang
1987 Neue Produktionstechnik
Pliezhausen, 23.7.2015
GF Anwendungen in der Industrie
Möglichkeit zur automatisierten Fertigung von Modellen, Muster und
Prototypteilen in Stunden bis wenige Tage (Rapid Prototyping)
Formeinsätze für Werkzeuge (Rapid Tooling)
Produktteile (Rapid Manufacturing)
Betriebsmittel wie Lehren, Cubings, Messaufnahmen (Rapid Utilities)
Urmodelle für gießtechnische Folgeprozesse (Rapid X)
Forschung: Biologische Teile, Nahrung, Gebäude, etc
Pliezhausen, 23.7.2015
Generative Verfahren
Bauplattform
Support
Scanner
Optik
Laser
Bauteil
Flüssiges
Polymer
RecoatingSystem
Photopolymerisieren
Lichtdurchlässige
Platte
Versenkbare
Plattform
Bauteil
Support
Lichtquelle
Flüssiges
Polymer
Teleobjektiv
Mikrospiegelarray
Linsensystem
Strahldrucken
Pliezhausen, 23.7.2015
Generative Verfahren
Binderstrahldrucken
Bauteil
Pulverbett
Pulverschmelzen
Scanner
Recoating
Optik
Laser
Recoating
Düsenarray
für Binder
absenkbare Bauplattform
Bauteil
Pulver
Versenkbare
Plattform
Pliezhausen, 23.7.2015
Generative Verfahren
Materialauftragen
Schichtkleben
X/Y-gesteuertes
beheiztes
Düsensystem
Laser
Drahtzuführung
X/y
X/Y Positioniereinheit
beheizte Rolle
Materialrollen mit
drahtförmigem Material
für das Bauteil und
den Support
Bauteil
Support
Versenkbare
Plattform
Pliezhausen, 23.7.2015
beschichtete Folie
absenkbare
Bauplattform
Kriterien für Technologieauswahl
Schichtbauverfahren: Daher Aufwand zur Nachbearbeitung berücksichtigen
(Support entfernen, Schichtdicke, Schleifaufwand)
Kostenverlauf
Materialeigenschaften und Bauteilqualität
Farbe
Langzeitverhalten
Qualität des Lieferanten und der Anlagen
Pliezhausen, 23.7.2015
Vorteile im Rapid Manufacturing
Keine Werkzeugkosten
Schnelle Umsetzung in Produkt
Weitreichende Möglichkeiten bei der Produktgestaltung wie z:B.:
In sich bewegliche Teile
Funktionsteile
Scharniere
Pliezhausen, 23.7.2015
Vakuumguss
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Stereolithographiemodell
Silikonform erstellen
Silikonform aufschneiden und Stereolithographieteil entnehmen
Mischen der Polyurethankomponenten unter Vakuum
Gießen und Vakuum
Teil entnehmen
(a)
(b)
(c)
(d)
Pliezhausen, 23.7.2015
(e)
Bauteileigenschaften Vakuumguss
Hohe Materialauswahl, überwiegend Duroplaste
Ausnahme Nylonguss, aber PA 6
Kostenverlauf: üblich ca. 15-30 Teile aus einer Form
Materialselektion entsprechend Serienmaterial
Farbe kann eingestellt werden
Gutes Langzeitverhalten
Qualität des Lieferanten ist sehr unterschiedlich
Pliezhausen, 23.7.2015
Deutung von Aussagen
„Wenn das Serienmaterial PP ist, empfehlen wird das
Vakuumgussmaterial XYZ.“
Dies kann bedeuten:
XYZ hat sich bei verschiedensten Versuchen bei unseren Kunden als
aussagekräftig erwiesen. Die Versuchsergebnisse beim Prototypen und beim
Produkt waren nahezu identisch
Auf dem Herstellerdatenblatt XYZ steht ähnlich zu PP.
XYZ ist unser Standardmaterial, das empfehlen wir egal nach was Sie fragen.
Pliezhausen, 23.7.2015
GF Kunststoff-Formeinsätze
Es ist spezielles Know-How Notwendig
Es bestehen noch wenig praktische Erfahrungen
Prinzipiell hohes Anwendungspotential in Automation und Elektronik
alphacam GmbH
Pliezhausen, 23.7.2015
Gefräste Aluminium-Formeinsätze
In den letzten Jahren wurde viel optimiert (Stammwerkzeuge, Frässtrategien;
Wechselsysteme, etc.)
Lieferzeiten von wenigen Tagen bis zu Wochen
Stückzahlen bis einige 10.000
Kostenverlauf und Lieferzeit hängt vom Aufbau des Werkzeuges ab.
(Schieber, Einlegeteile, Entformung, Automatisierungsgrad, etc.)
Hohes Einsparpotential in Automation und Elektronik Branche
Pliezhausen, 23.7.2015
GF Metall-Formeinsätze
Generative oder hybride Fertigung von
Formeinsätzen
Konturnahe Temperierung
Kurze Zykluszeiten
Hohe Prozessstabilität
Höhere geometrische Freiheit
Pliezhausen, 23.7.2015
LBC
Engineering
Renishaw GmbH
Gretchenfrage der Beschaffung
1. Wie verwende ich welche
Fertigungstechnologie in welcher Phase
mit welchem Partner zu welchem Test?
2. Wie komme ich möglichst schnell,
preisgünstig und zuverlässig zum Prototypteil
beziehungsweise Produktteil
in der aktuell richtigen Qualität?
Pliezhausen, 23.7.2015
Anwendungslevel der Beschaffung
6. Gesamtprozess optimierte Vorgehensweise
5. Prototyping- und Versuchsintegrierte Vorgehensweise
4. Prüfungsrelevante Technologie, Material und Partnerselektion
3. VertiefteTechnologiekenntnis, Materialkenntnis und Partnerkenntnis
2. Technologieübersicht und Marketingmaterialübersicht
1. Technologieübersicht
Pliezhausen, 23.7.2015
Wo bin ich?
Wohin will ich?
Wie komme ich dahin?
Was intern, was extern?
Wer hilft mir dabei?
Empfehlungen
Die heute notwendige Technologiebreite ist sehr hoch; versuchen Sie nicht
alles selbst zu machen
Schaffen Sie eine Kompetenzstelle zur Beschaffung mechanischer Teile
unter Einbezug der eigenen Fertigung
Hinterfragen Sie kritisch Ihre eigenen Stärken und Schwächen in der
mechanischen Fertigung
Vernetzen Sie ihre Kompetenzstelle mit Kompetenzstellen anderer
Unternehmen (externe Expertennetzwerke)
Pliezhausen, 23.7.2015
Nutzen von Expertennetzwerken
Erfahrungsaustausch mit Personen mit ähnlichen Aufgabenstellungen
Praxiserprobte Informationen aus vertraulicher Quelle
Man erfährt auch was nicht oder schlecht geht
Hohes Vertrauen untereinander
Schnelle risikoreduzierte Umsetzbarkeit von technologischen Neuheiten
Unterstützende Aussagen der Partner bei strategischen Vorhaben
(z.B. Investitionen in neue Technologien)
Möglichkeit zum Informationsaustausch zu vielen ergänzenden Themen
im Tagesgeschäft (z.B. Entlohnungssysteme, Kennzahlen, …)
Pliezhausen, 23.7.2015
Vielen Dank fürs Zuhören
Coachulting
Dr. Martin Geiger
Johanniterstraße 36
D-73207 Plochingen
Deutschland
Tel.: 00 49 (0) 71 53 / 92 53 45
Fax: 00 49 (0) 71 53 / 92 53 47
E-Mail: [email protected]
Pliezhausen, 23.7.2015