D07 AdfeWein

Additive FertigungAdditive Fertigung (3D-Druck) Die Additive Fertigung – auch 3D-Druck genannt – beschreibt eine Technologiefamilie bei der Bauteile durch das schicht- oder elementweise hinzufügen von Material hergestellt werden. Man spricht hierbei auch von generischen Fertigungsverfahren. Demgegenüber stehen etablierte subtraktive Verfahren, wie beispielsweise das Fräsen, bei denen Material zur Herstellung eines Bauteils entfernt wird.

Additiv gefertigte Werkzeugeinsätze zur Kleinserienfertigung

D07 AdfeWein

Additive Fertigung

Additiv gefertigte Werkzeugeinsätze zur Kleinserienfertigung

Wobei unterstützt mich AdfeWein?

  • Individuelle und flexible Spritzgussfertigung
  • Kleinserien- und Prototypenfertigung
  • Modernisierung von Produktentwicklungsprozessen

Welche Vorteile bietet mir der Einsatz von AdfeWein? 

  • Geringes Investitionsrisiko für Werkzeuge
  • Hohes Maß an Flexibilität und Individualität
  • Verkürzung des Entwicklungsprozesses und Steigerung der Wirtschaftlichkeit

Was benötige ich für die Umsetzung?

CAD-Software und ggf. einen 3D-Drucker

Der Nutzen: Wie profitiere ich von AdfeWein?

Der Einsatz additiv gefertigter Werkzeuge ermöglicht Unternehmen die schnelle und kostengünstige Fertigung von Spritzgussbauteilen in kleinen Stückzahlen – zum Beispiel im Bereich der Kleinserien- oder kundenindividuellen Einzelteilfertigung. Anstelle konventioneller Werkzeuge, die häufig lange Fertigungszeiten benötigen, werden polymere Werkzeugeinsätze verwendet die über Dienstleister beschafft oder selbst gedruckt werden. Unter Umständen führt dies sogar zur Erschließung eines völlig neuen Geschäftsfeldes – der kundenindividuellen Kleinstserienfertigung.

Herausforderung? Lösung! Wie kann ich AdfeWein in der Praxis einsetzen?

Ein Praxisbeispiel aus der Produktentwicklung: Meist ist es notwendig, dass– etwa aufgrund neuer Erkenntnisse und/oder spezifischer Anforderungen – Änderungen an Spritzgussbauteilen vorgenommen werden müssen. Die Umsetzung an konventionellen Werkzeugen aus Stahl ist dabei meist mit hohem zeitlichem und finanziellem Aufwand verbunden. Unternehmen werden somit auch hinsichtlich ihrer Flexibilität und Individualität ein Stück weit gebremst. Doch gerade hier liegen in Zeiten global agierender Märkte enorme Chancen, sich im Wettbewerb Vorteile zu verschaffen. Durch den Einsatz von polymer gedruckten Werkzeugeinsätzen besteht die Möglichkeit Änderungen flexibel und kostengünstig umzusetzen. Auf diese Weise lassen sich frühzeitig mögliche „Stolpersteine“ innerhalb eines Projekts ausmachen und beheben. Auch ist die Realisierung von Kleinserienbauteilen mittels additiv aus Polymeren gefertigter Werkzeugformen denkbar. Dies eröffnet Unternehmen völlig neue Möglichkeiten – nicht zuletzt durch das geringe finanzielle Risiko und die Chance auf Erschließung von Nischenmärkten.

Weitere Antworten

Die Nutzung additiv gefertigter Werkzeugeinsätze im Unternehmen ist mit einem geringen Investitionsvolumen verbunden. Für die Implementierung ist die Anschaffung eines 3D-Druckers (Kosten beginnen im fünfstelligen €-Bereich) inklusive Datenvorbereitungssoftware (Slicer) sowie eine CAD-Software nötig. Soll zur Implementierung von AdfeWein keine neue Hardware angeschafft werden, besteht die Möglichkeit, die Werkzeugeinsätze über externe Dienstleister oder Forschungseinrichtungen der Hochschule Coburg sowie der Universität Bayreuth anfertigen zu lassen. Dies kann auch sehr kurzfristig erfolgen (Kosten beginnen im dreistelligen €-Bereich). Da AdfeWein vornehmlich auf Unternehmen abzielt, deren Produkte mittels Formgebungsprozessen entstehen, wird eine gewisse konstruktive Expertise vorausgesetzt. Für verfahrensspezifische Herausforderungen in der Konstruktion sowie bei der Erstellung additiv gefertigter Bauteile stehen Unternehmen kompetente Ansprechpartner im Projekt „Roadmap flexPro“ zur Seite.

Additiv gefertigte Werkzeugformen sind hinsichtlich ihrer Geometrie kaum limitiert und daher produktunabhängig für eine Vielzahl von Unternehmen relevant. So ist etwa auch eine Nutzung als Prototypenwerkzeug, zur Absicherung oder als Kleinserienwerkzeug denkbar.

Bei additiv gefertigten Werkzeugformen kommen mehrheitlich zwei additive Fertigungstechnologien zum Einsatz. Dabei handelt es sich zum einen um das Material Jetting (z.B. PolyJet-ModelingPolyJet-Modeling Durch viele Düsen werden kleinste Photopolymertröpfchen lokal und schichtweise aufgebracht. Direkt im Anschluss wird das dickflüssige Photopolymer durch UV-Licht ausgehärtet. (Quelle: https://formnext.mesago.com/frankfurt/de/themen-events/am-field-guide/am_polymere.html)) sowie um die sogenannte Vat Polymerization (z.B. Digital-Light-ProcessingDigital-Light-Processing Mittels eines Projektors wird ein Photopolymer schichtweise belichtet. Material, das belichtet wird, polymerisiert lokal aus und verfestigt sich. (Quelle: https://formnext.mesago.com/frankfurt/de/themen-events/am-field-guide/am_polymere.html)). Beide Verfahren erlauben die Herstellung von Werkzeugen mit einem hohen Detaillierungsgrad und einer äußerst niedrigen Rauheit, so dass diese oft ohne zusätzliche Nacharbeit direkt für die Spritzgussfertigung eingesetzt werden können.

Ausgangsbasis dieser Technologien ist eine CAD-Software zur Realisierung eines digitalen, dreidimensionalen Bauteils. Exportiert als STL-Format wird das Modell anschließend in eine sogenannte SlicingSlicing Beim Slicing wird das zu fertigende Bauteil mit allen nötigen Parametern versehen und für den Herstellungsprozess vorbereitet.-Software überführt, die oftmals im Lieferumfang von Fertigungsanlagen vorhanden ist. Dort werden die Bauteile virtuell in der Anlage positioniert und mit Fertigungsparametern und Materialien versehen. Abschließend wird ein virtueller Fertigungsauftrag (Baujob) erstellt und der Anlage zur eigentlichen Fertigung übergeben.

Weitere Anwendungsbereiche dieser Additiven Fertigungstechnologie zeigen beispielsweise die Demonstratoren D06 AfGrei, D08 ErsaFe oder D12 ReM.

Die flexible Produktion kundenindividueller Produkte ist in einem global vernetzten Markt eine der zentralen Chancen vor allem kleiner und mittelständischer Unternehmen. So können diese durch die Implementierung von Technologien wie der Additiven FertigungAdditive Fertigung (3D-Druck) Die Additive Fertigung – auch 3D-Druck genannt – beschreibt eine Technologiefamilie bei der Bauteile durch das schicht- oder elementweise hinzufügen von Material hergestellt werden. Man spricht hierbei auch von generischen Fertigungsverfahren. Demgegenüber stehen etablierte subtraktive Verfahren, wie beispielsweise das Fräsen, bei denen Material zur Herstellung eines Bauteils entfernt wird. ihr hohes Maß an Flexibilität nutzen und sich dadurch Marktanteile sichern. Gleichzeitig werden Fertigungskosten gesenkt und die Entwicklungszeiten verkürzt. Durch den Einsatz von additiv gefertigten Werkzeugeinsätzen auf Polymerbasis lassen sich in kürzester Zeit und ohne großen finanziellen Aufwand Kleinserien- oder Prototypenwerkzeuge herstellen. Diese sind dabei individuell an die Anforderungen und Bedürfnisse der Kunden angepasst.

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