Schneller zum fertigen Produkt

Carsten Wehri, Marketing, Pöppelmann

Pöppelmann ist schon lange für seine hohe Qualität und Zuverlässigkeit bekannt. Das über viele Jahrzehnte kontinuierlich ausgebaute Normteileprogramm von Pöppelmann Kapsto umfasst mehr als 3 000 unterschiedliche Kappen und Stopfen aus Kunststoff, die direkt ab Lager geliefert werden. Neben dem umfangreichen Standardprogramm entwickeln die Ingenieure und Techniker des Kunststoffverarbeiters zudem in enger partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit den Kunden individuelle Sonderlösungen für unterschiedliche Branchen wie den Maschinenbau, die Automobilindustrie, Hydraulik oder den Bereich Sanitär,Heizung,Klima. Doch das Familienunternehmen aus Lohne ist auch in der Lage, Kunden mit Bedarf an kurze Lieferzeiten in dringenden Fällen besonders zügig Unterstützung zu bieten und Lösungen zu liefern.

Schon seit vielen Jahren stellt Pöppelmann seinen Kunden Produkte beziehungsweise Prototypenartikel mittels Rapid Prototyping zur Verfügung. Hierbei werden vorhandene CAD-Daten – soweit möglich – ohne manuelle Umwege oder Formen per 3D-Druck direkt in Werkstücke umgesetzt. Pöppelmann setzt hierzu auf das FDM- beziehungsweise Polyjet-Verfahren. Schon in frühen Entwicklungsphasen stehen individuelle Erprobungsmuster in unterschiedlichen Materialien zur Verfügung. So werden Ideen und Entwicklungen schnell und günstig greifbar.

Wenn Pöppelmann Kapsto eine Anfrage für ein Produkt erhält, entwickeln die Ingenieure daraus nicht nur eine Zeichnung. Innerhalb einiger Stunden produzieren sie ein Bauteil, das der Kunde anfassen, prüfen und begreifen kann. Die eingesetzten 3D-Drucker können unterschiedliche Materialien printen – sowohl weiche als auch harte. Daraus entstehen Prototypen, die dem Serienprodukt bereits sehr nahe kommen. Dies erlaubt es dem Anwender, die Funktionalität des Bauteils unter realistischen Bedingungen zu testen.

Von den Kunden wurde Rapid Prototyping sehr gut angenommen: „Wir konnten dadurch Aufträge gewinnen“, sagt Thorsten Koldehoff, Vertriebsleiter bei Pöppelmann Kapsto. Doch Rapid Prototyping stellt nicht für alle Anwendungen die optimale Lösung dar: „Mit den geprinteten Artikeln sind wir jedoch an Grenzen gestoßen, weil das eingesetzte Material nicht dem Echtmaterial entspricht, das später in der Serie eingesetzt wird“, erläutert Koldehoff.

Anwender müssen sichergehen können, dass getestete Artikel funktionieren, wenn diese in Serie im Einsatz sind. Ein Prototyp im Echtmaterial bietet bei der Entwicklung erhebliche Vorteile. Die Lösung lautet Rapid Tooling. Damit lassen sich Risiken minieren und Artikelkonstruktionen beziehungsweise Artikelausführungen realitätsnäher umsetzen.

Beim Rapid Tooling entsteht nicht der vollständige Artikel, sondern der Werkzeugeinsatz via 3D-Druck. Das Grundwerkzeug besteht aus Stahl, der Werkzeugeinsatz jedoch nicht; stattdessen wird er aus einem Kunststoffträgermaterial gedruckt, mit dem Grundwerkzeug verschraubt und wie ein übliches Stahlwerkzeug auf die kunststoffverarbeitende Maschine montiert. Der Kunststoffartikel wird dann im Echtmaterial gefertigt. „Wenn der Kunde nach einem flexiblen, weichen Artikel – beispielsweise aus EVA – verlangt, können wir auch diesen Artikel aus dem entsprechend gedruckten Werkzeugeinsatz fertigen“, so Koldehoff.

Der Kunde bekommt aus dem gedruckten Werkzeugeinsatz zur Abmusterung nahezu den gleichen Artikel, den er später aus einem Stahlwerkzeug zur Serienfertigung erhalten würde. Auch die Farbe entspricht bereits dem Serienprodukt. Dank Rapid Tooling kann sich der Kunde so bereits im Entwicklungsstadium einen genauen Eindruck über das Aussehen und die Eigenschaften des Serienprodukts verschaffen – genauer, als es mit Rapid Prototyping möglich wäre.

Eine Einschränkung des Rapid Tooling ist, dass der geprintete Werkzeugeinsatz natürlich schneller abnutzt als ein Stahlwerkzeugeinsatz. Doch je nach Artikelgeometrie und eingesetztem Material sind einige Dutzend bis mehrere Hundert Schuss auf diesem Wege herstellbar. Ebenso muss individuell überprüft werden, welche Geometrie mit den heute vorhandenen Grundwerkzeugen produziert werden können.

Für größere Stückzahlen in der Versuchs- und Prototypenphase setzt Pöppelmann auch auf Aluminiumwerkzeuge. Diese lassen sich erheblich schneller und preiswerter als Stahlwerkzeuge herstellen, können jedoch für kleinere Serien von einigen Tausend Artikeln bereits ausreichen.

Der Anspruch von Pöppelmann Kapsto ist es, seinen Kunden bereits nach einem bis wenigen Tagen nach Anfrage – präzise Daten vorausgesetzt – eine Konstruktion vorzulegen. Rapid Tooling mittels 3D-Druck versetzt den Kunststoffverarbeiter in die Lage, einen entsprechende Printwerkzeugeinsatz in kürzester Zeit herzustellen – dies kann im zeitkritischen Einzelfall auch innerhalb einer Woche sein. „Diesen Zeitraum haben wir bereits mehrfach in der Praxis realisiert“, sagt Verkaufsleiter Koldehoff. Mit herkömmlichen Methoden dauere dies in der Regel mehrere Wochen. Für die Automobilindustrie interessant: Bei Projekten, bei denen in der Serienproduktion Prozess- oder Qualitätsprobleme auftreten, können Verbesserungen in Form von geänderten Artikeln sogar direkt in der laufenden Serie einfließen.

Über die Services von Pöppelmann Kapsto und die Möglichkeiten zur Reduzierung von Entwicklungszeiten können Fachbesucher auf der diesjährigen Industrial Supply im Rahmen der Hannover Messe mit den Experten des Kunststoffverarbeiters sprechen. I

Pöppelmann GmbH & Co. KG, Lohne

Thorsten Koldehoff, Verkaufsleiter Kapsto

Tel.: +49 4442 982-9141

Hannover Messe: Halle 6, Stand B18

Mehr Informationen zum Sonderprogramm

http://t1p.de/myqi

Die 1949 gegründete Pöppelmann GmbH & Co. KG aus dem niedersächsischen Lohne ist einer der führenden Hersteller in der kunststoffverarbeitenden Industrie. Mit über 1 900 Mitarbeitern weltweit produziert das Unternehmen an fünf Standorten Standardprodukte und Sonderanfertigungen aus Kunststoff. Das Normteileprogramm von Pöppelmann Kapsto umfasst heute mehr als 3 000 unterschiedliche Kappen und Stopfen aus Kunststoff, die direkt ab Lager geliefert werden. Neben dem umfangreichen Standardprogramm entwickeln die Ingenieure und Techniker bei Pöppelmann Kapsto zudem in enger partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit den Kunden individuelle Sonderlösungen. Die mehr als 1 900 Mitarbeiter und die jahrelange Erfahrung des traditionsreichen Familienunternehmens sorgen dabei für hohe Qualität und Produktivität sowie den individuellen Service des Kunststoffspezialisten.

Michael Rönnau, Projektleiter Prototypenbau bei Pöppelmann, über die Vorteile von geprinteten Werkzeugeinsätzen:

„Der Hauptvorteil von Rapid Tooling ist sicherlich die immense Zeitersparnis. Dank 3D-Druck können wir – im Vergleich zum Formenbau in herkömmlicher spanender Verarbeitung – erheblich schneller auf den Bedarf reagieren und Ergebnisse liefern. Ein Beispiel: Für ein zeitkritisches Projekt ist ein Kunde an uns herangetreten, der für einen Farbeimer eine Modifikation des Deckels benötigte. Statt den entsprechenden Werkzeugeinsatz wie sonst üblich zu ändern, stellten wir den Einsatz per 3D-Druck her – innerhalb von nur zwei Tagen. Das herkömmliche Verfahren hätte dagegen insgesamt rund zwei Wochen in Anspruch genommen. Der Kunde profitierte hier neben der erheblichen Zeitersparnis auch von geringeren Kosten. Durch Rapid Tooling mittels 3D-Druck können wir also flexibler und schneller auf den akuten Bedarf reagieren.“

… die Grenzen des Rapid Toolings mittels 3D-Druck

„Ein Faktor, der beim 3D-Druck Grenzen aufweist, ist die deutlich schlechtere Wärmeabfuhr von in Kunststoff geprinteten Werkzeugeinsätzen. Diese können nicht wie Metalleinsätze gekühlt werden, was natürlich die Taktung und die produzierbaren Stückzahlen einschränkt. Keine Probleme bereitet dagegen die Formgebung: Durch die Verwendung spezieller Stützmaterialien sind wir in der Lage, auch überhängende Strukturen zu erzeugen.“