Der Betriebsleiter 10/2018
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SPECIAL I ADDITIVE FERTIGUNG<br />
04<br />
01 Durch die additive Fertigung von<br />
Induktionsspulen aus hochleitfähigem Kupfer<br />
lassen sich neue, optimierte Geometrien<br />
herstellen<br />
02 <strong>Der</strong> von Protiq entwickelte Prozess zur<br />
Verarbeitung von hochleitfähigem Kupfer im<br />
selektiven Laserschmelzprozess erlaubt die<br />
Herstellung innovativer Bauteile für die<br />
Elektroindustrie<br />
03 Induktoren aus hochleitfähigem Kupfer<br />
können additiv präziser, schneller und<br />
günstiger gefertigt werden, als dies konventionell<br />
machbar ist<br />
04 Durch Nutzung eines Simulationsmodells<br />
der induktiven Erwärmung wird eine optimierte<br />
Induktorgeometrie ermittelt; die innovativen<br />
Spulen ermöglichen eine präzisere<br />
Erwärmung und reduzierte Taktzeiten<br />
hergestellt. Um die für den Betrieb notwendige<br />
Wasserkühlung umzusetzen, kommen<br />
runde oder rechteckige Hohlprofile zum<br />
Einsatz. <strong>Der</strong> oft manuelle und daher aufwändige<br />
Prozess verursacht hohe Produktionskosten<br />
und lange Lieferzeiten. Außerdem<br />
schränken minimale Biegeradien und die<br />
gewählte Profilform die Gestaltungsfreiheit<br />
ein. Deshalb kann das volle Potenzial des Induktors<br />
häufig nicht ausgeschöpft werden.<br />
Durch die additive Fertigung von Induktoren<br />
aus hochleitfähigem Kupfer lassen<br />
sich die Nachteile der manuellen Herstel-<br />
lung überwinden. Protiq stellt dem Anwender<br />
die in 3D gedruckten Induktoren nicht<br />
nur kostengünstiger, sondern auch deutlich<br />
schneller zur Verfügung. Denn die bisherige<br />
Lieferzeit einer Spulengeometrie von mehreren<br />
Monaten wird auf wenige Tage reduziert.<br />
Zudem zeichnet sich der automatisierte Fertigungsprozess<br />
im Vergleich zum manuellen<br />
Biegeverfahren durch bessere Reproduzierbarkeit<br />
und höhere Genauigkeit aus.<br />
Neue Geometrien mit verbesserten<br />
Prozesseigenschaften<br />
<strong>Der</strong> 3D-Druck erlaubt eine wesentlich<br />
größere Gestaltungsfreiheit, da keine minimalen<br />
Biegeradien oder vorgegebene Querschnitte<br />
mehr berücksichtigt werden müssen.<br />
Auf diese Weise lassen sich neue, innovative<br />
Induktorgeometrien mit einer optimierten<br />
Magnetfeldführung und<br />
verbesserten Prozesseigenschaften entwickeln.<br />
Durch die Verwendung rechnergestützter<br />
numerischer Simulationen werden<br />
die Prozessparameter und die Induktorgeometrie<br />
bereits zu Beginn der Entwicklung<br />
optimal ausgelegt. Dazu wird der induktive<br />
Erwärmungsprozess in einem Modell abgebildet,<br />
das sowohl die Geometrie des Induktors<br />
und des zu erwärmenden Bauteils<br />
als auch Informationen über die vorliegenden<br />
Randbedingungen umfasst. Zudem ist<br />
das elektromagnetische Verhalten der<br />
Werkstoffe hinterlegt.<br />
Auf der Grundlage des Modells lassen<br />
sich in einem iterativen Prozess die elektromagnetischen<br />
Vorgänge der induktiven<br />
Erwärmung simulieren und die Induktorgeometrie<br />
auf Basis der Ergebnisse anpassen.<br />
Durch die Simulation kann zum einen<br />
das elektromagnetische Verhalten des Induktors<br />
visualisiert und interpretiert sowie<br />
andererseits die Erwärmung des Bauteils<br />
und das entstehende Härtebild ermittelt<br />
werden. Das vermeidet langwierige und<br />
teure Erwärmungsversuche zur Bestimmung<br />
einer geeigneten Induktorgeometrie.<br />
Die auf die beschriebene Weise entwickelten,<br />
von Protiq additiv aus Kupfer gefertigten<br />
Induktoren überzeugen im Betrieb<br />
durch schnelleres und präziseres Erwärmungsverhalten.<br />
Dadurch lassen genauere<br />
Härtebilder am Bauteil einstellen und Taktzeiten<br />
in der Serienproduktion reduzieren.<br />
www.protiq.com<br />
Im Fokus<br />
Effizienz<br />
Nachhaltigkeit<br />
Sicherheit<br />
Onlinebestellung inklusive Qualitätskontrolle<br />
Um die Geschwindigkeit des additiven Fertigungsverfahrens nicht durch den konventionellen<br />
Bestellprozess zu verzögern, stellt Protiq seinen Kunden eine durchgehend<br />
digitale Online-Plattform zur Verfügung. Dort laden die Kunden ihr individuelles<br />
Bauteil als dreidimensionales Modell hoch und erhalten unmittelbar eine Auskunft<br />
über Herstellungskosten und Lieferzeiten. Innerhalb weniger Minuten kann dann ein<br />
Angebot erstellt und die Bestellung bei Protiq platziert werden. Im Rahmen des<br />
Uploads findet automatisch eine Qualitätskontrolle der angelieferten Daten statt.<br />
Dabei werden kleinere Fehler selbstständig durch einen Reparaturalgorithmus<br />
behoben.<br />
Aufgrund der konventionellen manuellen Produktion liegen häufig keine 3D-Daten der<br />
benötigten Induktoren vor. Neben dem Hochladen der Daten bietet Protiq deshalb auf<br />
der Webseite eine individuelle Konfiguration der Spulen an.<br />
Transportdreirad Zyklon<br />
flexibel einsetzbar<br />
PF 3326 - 33263 Gütersloh<br />
Tel: 05241/98680 - info@wulfhorst.de<br />
<strong>Der</strong> <strong>Betriebsleiter</strong> <strong>10</strong>/<strong>2018</strong> 35<br />
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