03Digitalisierung Kompetenz im Metallbereich und der Softwareenwicklung ist zudem Teil der Unternehmensstrategie. So haben wir unser Materialportfolio bereits um unser eigenes, elektrisch hochleitfähiges RS-Kupfer, unser PA6x, unser Polypropylen sowie unser RS-Messing erweitert. Ferner beteiligen wir uns an diversen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Dies ist für uns von essenzieller Bedeutung, damit wir uns im ausgesprochen schnellen Entwicklungsumfeld entsprechend positionieren können. Ergänzend streben wir die (Teil-)Automatisierung unserer Fertigung an – dieser Schritt ist notwendig, um die Vorteile dieser Technologie, besonders hinsichtlich der Produktivität, weiter ausschöpfen zu können. Leider „Für jede An - forderung unserer Geschäftskunden bieten wir die richtige Lösung!“ additive: Wird in den Entwicklungs- und Konstruktionsabteilungen überhaupt schon additiv gedacht und entsprechend konstruiert? De Groot: Nein (lacht). Ein großer Teil unserer Arbeit besteht darin, unseren Kunden ein Gefühl für die Möglichkeiten und Potenziale im Bereich der Additiven Fertigung zu vermitteln. Gleichzeitig sind ein Aufzeigen der verfahrensspezifischen Grenzen sowie die Demonstration geeigneter Konstruktionsrichtlinien von großer Bedeutung. Sehr wichtig ist in diesem Zusammenhang die Tatsache, die Grenzen des konventionellen Denkens zu durchbrechen. Um die Vorteile dieser Fertigungstechnologie vollständig ausschöpfen zu können, kann es durchaus sinnvoll sein, die Produktentwicklung auf einer „grünen Wiese“ zu beginnen und sich nicht an bereits vorhandenen, konventionellen Konstruktionen zu orientieren. Durch die hohe Gestaltungsfreiheit lassen sich mit dieser Vorgehensweise völlig neue, innovative Ansätze realisieren. Der Induktor-Konfigurator in Kombination mit der werkzeuglosen Fertigung im 3D-Druck verkürzt den Produktionsprozess maßgeblich. Bild: Protiq verfügen die marktüblichen Maschinen derzeitig weitestgehend noch nicht über die entsprechenden Automatisierungsschnittstellen, so dass in diesem Bereich ein dringender Handlungsbedarf identifiziert werden kann, um ebenfalls vor- und nachgelagerte Prozesse verketten zu können. Einen weiteren Aspekt unserer Zukunft stellt die Weiterentwicklung unserer Plattform dar – in diesem Sinne werden wir unsere Online-Services kontinuierlich durch Neuerungen wie Konfiguratoren oder onlinebasierte Simulation erweitern. Natürlich legen wir ebenfalls einen Fokus auf die fortwährende Erweiterung des Dienstleisterportfolios auf unserem Marketplace, so dass unsere Kunden aus einer Vielzahl von qualitativ hochwertigen Angeboten wählen und profitieren können. additive: Haben Sie ein paar besonders eindrückliche Beispiele für vorteilhafte Teile, die sich nur additiv herstellen lassen? De Groot: Ein eindrückliches Beispiel bietet der Anwendungsbereich der Induktionserwärmung. Der Prozess der induktiven Erwärmung ist in der metallverarbeitenden Industrie weit verbreitet. Die konventionelle Fertigung ist dabei gekennzeichnet durch ein manuelles Biegen sowie Löten von Kupferrohren unter Berücksichtigung von Biegeradien und geringer Reproduzierbarkeit. In diesem Zusammenhang ist es uns nach zwei Jahren intensiver Entwicklungsarbeit gelungen, einen eigenen Prozess zu entwickeln, welcher eine additive Verarbeitung hochleitfähigen Kupfers ermöglicht. Diese hohe, elektrische Leitfähigkeit stellt für die Herstellung von Induktoren eine notwendige Bedingung dar. Durch die Nutzung der Additiven Fertigung ist es uns möglich, eine Vielzahl von Vorteilen zu realisieren. So lassen sich auf Grundlage einer simulationsbasierten Optimierung Geometrien erstellen, welche exakt das zu härtende Bauteil umschließen und ein optimal ausgeprägtes, kraftvolles Magnetfeld erzeugen. Aufgrund der damit verbundenen, hohen Komplexität der Gestaltungselemente ist die Umsetzung erst durch den Einsatz der Additiven Fertigung überhaupt möglich. Weiterhin zeichnen sich unsere Induktoren durch höhere Standzei- 82 additive Mai 2018
Selektives Laserschmelzen für Metallwerkstoffe und selektives Lasersintern für Kunststoffwerkstoffe sind additive Fertigungsverfahren, mit denen 3D-Objekte, wie die abgebildeten, mithilfe von Hochleistungs-Laserstrahlen aufgebaut werden können. Bild: Protiq Additiv gefertigter Induktor: Dem Kunden stehen sechs Grundformen zur Auswahl, die sich nach dem Baukastenprinzip mit nur wenigen Klicks dem persönlichen Bedarf anpassen lassen. Bild: Protiq ten, geringere Kosten, als auch signifikant reduzierte Werkzeugerstellungs- und damit einhergehend verringerte Lieferzeiten aus. additive: Wie kommt denn der Kunde ganz konkret mit Hilfe der Online-Platform zu dem für seine Anforderungen passenden Induktor? De Groot: Durch das Feedback unserer Kunden wurden wir darauf aufmerksam gemacht, dass gerade von diesen Induktionswerkzeugen häufig nur 2 dimensionale Skizzen und keine 3D-Modelle existieren. Aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen Formen im Bereich der Induktionsspulen, haben wir daher einen innovativen Induktoren-Konfigurator auf unserer Webseite integriert. Dieser ermöglicht unseren Nutzern die Erstellung von Induktionsspulen nach dem Baukastenprinzip, passend für viele industrielle Anwendungen. Nach Auswahl der passenden Grundform für die gewünschte Anwendung lassen sich mehr als 20 Parameter wie die Anzahl der Windungen, Spulendurchmesser oder die Position des Anschlusses nach dem persönlichen Bedarf anpassen. Der Induktor ist bereits wenige Tage nach dem Eingang der Bestellung fertiggestellt, und die werkzeuglose Produktion kann direkt starten. Ein weiteres Beispiel bietet unser topologieoptimiertes Spritzgießwerkzeug – auf Grundlage einer kraftflussgerechten Konstruktion wurde die Grundstruktur dieses Werkzeugs anstatt durch unterschiedliche Fräs- und Erodierverfahren aus massiven Metallblöcken mithilfe des selektiven Laserschmelzens generiert. Das Ergebnis unterscheidet sich grundlegend von einem konventionellen Werkzeug und repräsentiert eine, für die Topologieoptimierung im Rahmen der Additiven Fertigung typische, bionische Struktur. Darüber hinaus beinhaltet das innovative Werkzeug eine konturnahe Kühlung, welche mithilfe von konventionellen Fertigungsverfahren nicht herstellbar ist. Aus dieser optimierten Temperierung resultiert eine signifikante Einsparung der Zykluszeit im Produktionsbetrieb. Darüber hinaus konnte eine deutliche Gewichtsreduktion von mehr als 75 Prozent realisiert werden und somit die Herstellkosten drastisch reduziert werden. In der Additiven Fertigung gilt es, jeden unnötigen Voxel, ein dreidimensionaler Pixel, einzusparen. ■ Protiq GmbH www.protiq.com Eine hochinteressante Anwendung ist der 3D-Druck von Spritzgießwerkzeugen. Die Vorteile liegen in der Reduktion von Durchlaufzeit, Kosten und Gewicht. Durch eine integrierte konturnahe Temperierung können Zykluszeiten reduziert und somit Produktionskosten gesenkt werden. Bild: Protiq additive Mai 2018 83
