3D-Druck: die beste Lösung für den Werkzeugbau

3D-Druck: die beste Lösung für den Werkzeugbau

3D-Druck: die beste L?sung f?r den Werkzeugbau

Additive Manufacturing (AM, auch bekannt als 3D-Druck) begann urspr?nglich als Methode f?r das Rapid Prototyping, die die Vorteile von Geschwindigkeit und Flexibilit?t f?r die fr?hen Phasen der Produktentwicklung bot, w?hrend die meisten Elemente der Produktion den traditionellen Fertigungsmethoden (wie CNC oder Spritzguss) ?berlassen wurden. Im Laufe der Jahre wurden neue 3D-druckbare Materialien, Drucker und Verfahren auf den Markt gebracht. Diese verbesserten die mechanischen Eigenschaften und die Qualit?t von 3D-gedruckten Teilen erheblich, erm?glichten aber auch einen g?nstigeren Preis pro Teil. In der Folgezeit haben wir die Verbreitung des 3D-Drucks ?ber das Prototyping hinaus bis hin zu fortgeschrittenen Phasen der Produktentwicklung wie der Einf?hrung neuer Produkte und sogar der Produktion von Endverbrauchsteilen in verschiedenen Branchen (wie Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Automobilbau usw.) beobachtet.

Dennoch z?gert die ?berwiegende Mehrheit der Hersteller aus offensichtlichen Gr?nden, den 3D-Druck f?r ihre Endverbrauchsteile zu nutzen; er erfordert ein hohes Ma? an Fachwissen, das in ihren Unternehmen nicht immer vorhanden ist (und das Auslagern ist teuer). Au?erdem muss ein strukturierter Prozess implementiert werden, der Iterationen beim Design und Testen der 3D-gedruckten Teile erm?glicht, um eine Optimierung sicherzustellen.

Gl?cklicherweise betrifft die Produktion nicht nur Endverbrauchsteile, und eine aktuelle Untersuchung der h?ufigsten industriellen Anwendungen des 3D-Drucks zeigt, dass der Werkzeugbau zu einer sehr prominenten Anwendung f?r AM geworden ist. Dies liegt an den vielen Vorteilen, die Additive Manufacturing bietet, wie z. B. kurze Vorlaufzeiten, hohe Anpassungsf?higkeit und erhebliche Kostenreduzierung – was AM ideal f?r die Herstellung von Werkzeugen, Vorrichtungen und Halterungen macht.

Der Markt f?r Additive Manufacturing f?r die allgemeine Industrie und den Werkzeugbau wird im Jahr 2029 voraussichtlich 5,48 Mrd. $ erreichen (Quelle: GlobeNewswire)

Werkzeugbau & Fertigung

Vorrichtungen sind Komponenten, die bei der Bearbeitung, Positionierung und Montage von Teilen in gro?en Produktionen helfen und einen genauen und wiederholbaren Fertigungsprozess erm?glichen. Werkzeuge, Vorrichtungen und Halterungen k?nnen aus verschiedenen Materialien, Metallen und Kunststoffen hergestellt werden. Werkzeuge sind f?r die Optimierung von Fertigungsprozessen und die Produktion hochwertiger Teile von entscheidender Bedeutung, da sie die Produktivit?t und Effizienz der Produktion erh?hen und gleichzeitig menschliche Fehler reduzieren sowie die Produktionszeiten senken.

Die Herstellung von Vorrichtungen erfordert ein hohes Ma? an Individualisierung und Pr?zision und ist daher in der Regel ein sehr zeitaufw?ndiger, teurer und technisch anspruchsvoller Prozess, der in der Regel zu langen Konstruktions- und Produktionszyklen f?hrt. Der industrielle 3D-Druck kann Herstellern helfen, ihre Vorrichtungen effizienter zu produzieren. Immer mehr Unternehmen haben bereits die Vorteile des 3D-Drucks als Methode zur Herstellung von Werkzeugausr?stung erkannt, da die Technologie in der Lage ist, komplexe und kundenspezifische Ausr?stung in kleinen St?ckzahlen auf Abruf zu produzieren.

Laut Deloitte Insights ist die Produktionsgeschwindigkeit von additiv gefertigten Teilen in der Regel viel schneller als die Produktion desselben Teils mit traditionellen Methoden, sogar bis zu 90 Prozent. Einer der Hauptgr?nde daf?r ist, dass die Werkzeugherstellung ?ber die traditionelle Fertigung viele langwierige Bearbeitungsschritte beinhaltet, w?hrend bei der Additiven Fertigung weniger Bearbeitungsschritte erforderlich sind und teilweise sogar ganz auf eine Bearbeitung verzichtet werden kann. Der Geschwindigkeitsvorteil von AM pr?destiniert es auch f?r die Herstellung zahlreicher Iterationen und ?nderungen im Design, wodurch Flexibilit?t und Innovation erleichtert werden. Die Steigerung der Produktivit?t f?hrt zu einer drastischen Reduzierung der Produktionszykluszeiten.

Kostenreduzierung

Die F?higkeit, schnelle ?nderungen in der Konstruktion durchzuf?hren, erm?glicht erhebliche Kosteneinsparungen, insbesondere bei geringen Produktionsmengen. Die Reduzierung der damit verbundenen Kosten erm?glicht es den Unternehmen, ihre Werkzeuge h?ufiger zu modifizieren und zu aktualisieren und hilft den Unternehmen, die Anforderungen der Produktdesignzyklen zu erf?llen. Additive Manufacturing reduziert auch die Materialausschussrate, wodurch Hersteller Materialkosten einsparen k?nnen. Zus?tzlich verbessert der automatisierte Prozess die Produktausbeute, eliminiert menschliche Fehler w?hrend der gesamten Montage und reduziert den Arbeitsaufwand im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden.

Volkswagen Autoeuropa erreichte mit Additive Manufacturing eine Kostenersparnis von 98 % und eine Zeitersparnis von 89 %, als sie ihre Radschutzvorrichtung f?r 21 ? pro Teil statt 800 ? drucken konnten, und das in nur zehn Tagen statt zuvor in 56 Tagen.

Verbesserungen in Funktionalit?t und Qualit?t

Additive Manufacturing erm?glicht die Produktion von komplexeren Designs, die mit traditioneller Fertigung nur schwer oder gar nicht zu realisieren w?ren. Es erm?glicht h?ufigere ?nderungen und Austauschvorg?nge und verbessert so das Design und die Funktionalit?t der Komponenten. Die Produktion mittels Additive Manufacturing kann sogar zu qualitativ hochwertigeren Werkzeugen mit l?ngerer Lebensdauer der Teile f?hren, da die W?rme?bertragung homogener ist, was in besseren K?hleigenschaften resultiert. Qualitativ hochwertigere Teile verringern die Ausschussrate und senken auch die St?ckkosten. AM schafft M?glichkeiten zur Teilekonsolidierung, wodurch die Funktionalit?t des Werkzeugs optimiert werden kann und die Notwendigkeit der Montage entf?llt.

Exco Engineering etwa verbesserte die Qualit?t seiner Werkzeuge und druckte langlebige Werkzeugeins?tze, die mehr als 150.000 Zyklen ?berdauert haben.

Bessere Ergonomie

Das 3D-Drucken von Werkzeugen, Vorrichtungen und Halterungen erm?glicht es Herstellern, ein individuelles Design zu erstellen, das genau auf die Leistung des Teils abgestimmt ist, um Sicherheit und Ergonomie der Hilfsmittel zu verbessern. Mit Additive Manufacturing hergestellte Werkzeuge sind leicht und k?nnen f?r die jeweilige Anwendung und sogar f?r den jeweiligen Benutzer ma?geschneidert werden (was besonders bei medizinischen Ger?ten n?tzlich ist).

So hat etwa BMW ergonomische Werkzeuge f?r die Automobilmontage und -pr?fung in 3D gedruckt. Zusammenfassend l?sst sich sagen, dass mit der weiteren Entwicklung und Verbesserung der 3D-Drucktechnologien die Verwendung von AM f?r den Werkzeugbau weiter zunehmen wird. Additive Manufacturing f?r den Werkzeugbau erh?ht die F?higkeit von Unternehmen, innovativ zu sein, um die Produktentwicklungszyklen zu verk?rzen, und wird sich in Zukunft wahrscheinlich noch st?rker auf Lieferketten sowie Produkte auswirken.

Von der Verk?rzung der Durchlaufzeiten und der Senkung der Kosten bis hin zur Verbesserung der Funktionalit?t und Ergonomie wirken sich die Vorteile von Additive Manufacturing f?r den Werkzeugbau auf den gesamten Produktentwicklungsprozess aus. Es gibt jedoch noch einige Herausforderungen, wie etwa die Nachfrage nach mehr verwendbaren Materialien, die Anforderung, gr??ere Werkzeuge herzustellen, sowie die erforderlichen Kenntnisse und F?higkeiten im Bereich Design und Technologie der Additiven Fertigung.

Keywords:3D-Druck:,L?sung,Werkzeugbau

adresse