DER KONSTRUKTEUR 10/2018

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3D-DRUCK
„KONSTRUKTIONS-
GRUNDSÄTZE
AUF DEN KOPF
GESTELLT“
Martina Klein,
Stellv. Chefredakteurin
www.DerKonstrukteur.de
01 Neu konstruiert und statt
aus 15 Komponenten bestehend
in einem Teil produziert: der
additiv gefertigte Hydropox-
Brenner von Linde
SPECIAL
www.DerKonstrukteur.de
So wie der 3D-Druck als additive
Fertigung die herkömmlichen –
subtraktiven – Verfahren auf den
Kopf stellt, so stellt er die Grundsätze
der Konstruktion auf den
Kopf. Dass hier Unterstützung – sei
es durch Software, sei es durch
Beratung – nicht schaden kann,
liegt auf der Hand.
„DAS DESIGN
IM MITTEL-
PUNKT“
Florian Lassan,
Application Development
Consultant, EOS GmbH
Der industrielle 3D-Druck ermöglicht
es Konstrukteuren, das Design
wieder in den Mittelpunkt zu
stellen. Zeigen sich Anwender offen
gegenüber der AM-Technologie und
den damit verbundenen Möglichkeiten,
können sie bestehende
Grenzen der Fertigung überwinden.
So lässt sich das Machbare für
künftige Applikationen stetig
ausweiten und die Zukunft der
Produktion gestalten. Dies zeigen
wir auch als Aussteller auf der
formnext 2018 in Frankfurt.
PHASE 1: DIE RICHTIGEN ANWENDUNGEN IDENTIFIZIEREN
Unternehmen sollten zunächst ihr existierendes Anwendungsportfolio dahingehend
überprüfen, welche Bauteile sinnvollerweise additiv hergestellt werden könnten. Geeignet
sind insbesondere Teile mit einer hohen Design-Komplexität sowie einer geringen
Gewicht-zu-Volumen-Ratio.
BEIM INDUSTRIELLEN
3D-DRUCK BESTIMMT
DIE KONSTRUKTION
DIE FERTIGUNG
Entscheidend hierbei ist ein Perspektivenwechsel,
um zum Beispiel
Designoptimierungen entlang
der Lebenszyklusphasen des
Bauteils umzusetzen und idealerweise
einen Mehrwert in den einzelnen
Wertschöpfungsketten zu
erzielen. Grundsätzlich hilfreich
sind bei der Teileauswahl zentrale Erfolgskriterien wie die Erhöhung der technischen
Leistungsfähigkeit des Bauteils, Kostenreduzierungen – für Rohstoffeinkauf, Herstellung
und Working Capital – sowie zusätzliche Umsatzpotenziale basierend auf
einem höheren technischen Mehrwert.
PHASE 2: ANWENDUNGEN TECHNOLOGIEGERECHT
KONSTRUIEREN
Wurden die richtigen Anwendungen identifiziert, gilt es, die unbegrenzten Vorteile
des industriellen 3D-Drucks zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse zu nutzen – etwa
über eine technologiegerechte Designoptimierung oder sogar Neukonstruktion
des ausgewählten Bauteils. Funktionsintegration, Topologieoptimierung oder die Erzeugung
komplexer bionischer Strukturen spielen hier häufig eine entscheidende
Rolle, flankiert von maßgeschneiderten Belichtungsstrategien. Für das ausgewählte
Bauteil münden die technischen Verbesserungen typischerweise in einen soliden
Business Case, der auch die kommerziellen und strategischen Aspekte eines Wechsels
hin zur AM-Technologie beinhaltet.
EOS Additive Minds hat seinen Kunden Linde in dieser Phase begleitet. Dessen
Wettbewerbsumfeld ist herausfordernd, Leistung und Kostenstrukturen entlang der
Wertschöpfungskette sind bei den bisher eingesetzten herkömmlichen Fertigungsverfahren
ausgereizt. Das Unternehmen brauchte schnelle Ergebnisse und musste
kurzfristig Design- und Fertigungskompetenz für den industriellen 3D-Druck aufbauen.
In einem Workshop mit EOS wurden Bauteile für den Einsatz von AM identifiziert,
u. a. ein sogenannter Hydropox-Brenner. Schnell stellte sich heraus, dass das
bestehende Produkt signifikant optimiert werden konnte. Der Brenner verfügt nun
über eine bessere Leistung. Gleichzeitig wurde die Zahl der Komponenten von vorher
15 auf jetzt 1 reduziert und damit auch die Gesamtbetriebskosten. Linde hat damit
die Grundlage für eine kundenspezifische Massenproduktion geschaffen. Das
aufgebaute AM-Know-how wurde permanent im Unternehmen verankert und kann
damit auch für andere Unternehmensbereiche nutzbar gemacht werden.
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