Verkürzung der Konstruktionszyklen durch hausinternes Rapid Prototyping Entscheidende Schnelligkeit - KEM

Verkürzung der Konstruktionszyklen durch hausinternes Rapid Prototyping

Entscheidende Schnelligkeit

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Bei seiner Gründung im Jahr 1976 hatte der Fahrradhersteller Trek ein einfaches Leitbild: die besten Fahrräder der Welt zu bauen. Das Unternehmen hat im Laufe der Jahre zahlreiche Auszeichnungen für Konstruktion und Innovation gewonnen. Auf dem Weg zu diesem Erfolg war Rapid Prototyping mit dem Einsatz eines 3D-Drucksystem von elementarer Bedeutung.

Dieser Beitrag stammt von der Objet GmbH, Rheinmuenster

Mike Zeigle leitet die Prototype Development Group der Trek Bicycle Corp., Waterloo, Wisconsin; eine Gruppe von neun Fachleuten, denen für die Entwicklung von Prototypen verschiedene Werkzeuge und andere Arbeitsmittel zur Verfügung stehen. Dazu gehören eine Maschinenabteilung mit fünf CNC-Bearbeitungszentren und eine Vollmetall-Fertigungs-/Schweißwerkstatt. Zudem wurden einige Jahre SLA-Dienstleistungen in Anspruch genommen. Prototypenbau spielt bei Trek in allen Phasen des Produktentwicklungszyklus eine entscheidende Rolle. Egal ob Industriedesigner, Maschinenbauingenieure, Grafiker oder Marketing-Mitarbeiter – sie alle arbeiten mit Prototypen.
Ihre Hauptaufgabe ist das Prototyping von Fahrradteilen, gelegentlich erstellen sie jedoch auch Prototypen für Werkzeugmodelle und Fahrradzubehör wie Schuhe und Helme. Als Treks Ausgaben für Dienstleistleister eine Höhe von 275 000 US-$ pro Jahr erreichten, entschied der Leiter der Abteilung Engineering und Design, dass es an der Zeit sei, ein Rapid Prototyping-System für den hausinternen Gebrauch zu erwerben, und bat Zeigle um Vorschläge. Dieser sah sich zunächst nur SLA-, SD- und FDM-Anlagen an. Schnell schränkte er die in Frage kommenden Systeme auf SLA (Stereolitographie) ein, hatte jedoch immer noch Bedenken hinsichtlich Kosten, Platzbedarf und Wartungsanforderungen der Maschinen. Dann schlug ein Kollege das 3D-Drucksystem „Connex500“ von Objet vor – einen sauberen, für Büroumgebungen geeigneten 3D-Drucker, dessen Ergebnisse in puncto Qualität und Oberflächenbeschaffenheit den mit SLA gefertigten Bauteilen in nichts nachstehen.
Mehrere Modellmaterialien
Im Gegensatz zu den anderen von Zeigle in Erwägung gezogenen Technologien bietet das Connex 3D-Drucksystem die besondere Möglichkeit, Bauteile und Baugruppen aus mehreren Modellmaterialien mit unterschiedlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften in einem einzigen Arbeitsschritt zu drucken. Mit der Objet Connex hergestellte Bauteile haben glatte und widerstandsfähige Oberflächen mit außerordentlich feinen Details. Das 3D-Drucksystem kann bewegliche Gelenke, weiche Bauteile und Formen drucken, für die mit anderen Technologien kein Prototyping möglich ist. Dank der besonderen Produktivität, hochwertigen Qualität und der Möglichkeit zum Druck mehrerer Materialien können Optik, Haptik und Funktionalität außerordentlich vieler unterschiedlicher Endprodukte sehr gut nachgebildet werden.
Laut Zeigle war die Tatsache, dass dieser 3D-Drucker jetten, das heißt, zwei Materialien zum Erreichen der unterschiedlichen Shore-Härtegrade mischen kann, ein wesentliches Kaufargument, ebenso wie die Fähigkeit, zwei Materialien in einem einzigen Bauteil zu kombinieren. „Die Objet Connex war die einzige der von uns getesteten Rapid Prototyping-Maschinen, mit der in einem Arbeitsschritt mehrere Materialien und Härten verarbeitet werden konnten“, so Zeigle. „Mit SLA oder 3D-Druckern anderer Marken ist das nicht möglich, und so haben wir uns letztendlich für diese Lösung entschieden.“
Beeindruckt waren Zeigle und sein Team auch von der Qualität der Bauteile. „Die Qualität und Oberflächenbeschaffenheit der erstellten Modelle ist genauso gut, wie die der SLA-Bauteile, die wir von unserem Dienstleister bekamen“, erklärt Zeigle. „Und wir haben das Modell in nur wenigen Stunden – und zwar ohne umfangreichen Papierkram, wie beim Outsourcen.“
Zeigles Team nutzt den 3D-Drucker für praktisch jedes von Trek produzierte Fahrrad. Zuletzt spielte der Drucker eine wichtige Rolle bei der Einführung des neuen Speed Concept 9-Serie des Unternehmens – ein Zeitfahrrad, das bei der Tour de France und beim Iron Man Hawaii zum Einsatz kam. Seine besondere Rahmenkonstruktion zeichnet sich durch aerodynamische Querschnitte aus, die für einen geringeren Windwiderstand sorgen.
Objet; Telefon: 07229 7772 621;
E-Mail: karolina.radosevic@
objet.com
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