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Additive Fertigung

Wann Maschinenbauunternehmen von der Additiven Fertigung profitieren

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Redesign: Hier kann man sparen

Will man mit AM in Serie fertigen, ist ein AM-gerechtes Design fast immer zwingend erforderlich. Das gilt für Kunststoff- wie auch für Metallteile. Mit einer AM-gerechten Konstruktion kann man die Druckzeiten verkürzen, die Nachbearbeitung vereinfachen und so die Fertigungskosten senken. Ist ein Redesign nötig, relativieren sich dessen Kosten schnell, rechnet man die Kosteneinsparungen in der Herstellung gegen. Es empfiehlt sich, frühzeitig mit dem Fertiger über Einsparpotenziale zu sprechen. Idealerweise geschieht dies schon im Designprozess. So addieren sich die Redesign-Kosten nicht zusätzlich zu den bereits geleisteten Designkosten, sie sind dann Bestandteil der normalen Konstruktion.

Das volle Potenzial schöpft man im Design

Noch mehr lohnende Anwendungen findet man, wenn man mit dem „additiven Design“ eine Funktionssteigerung und eine Reduzierung der Total Cost of Owner­ship erzielen kann. Vor allem Maschinenteile beziehungsweise Endeffektoren und Formen, die konventionell nicht optimal zu lösen sind, sind in dieser Hinsicht interessant.

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Oft beginnt das Design mit der Frage, wo Platz oder Gewicht eingespart werden können. Mithilfe von AM lassen sich viele Bauteile kompakter gestalten oder Baugruppen in einem Bauteil zusammenfassen. Dadurch sind entweder kleinere Maschinen möglich oder das gegebene Raumangebot lässt bessere Lösungen zu. Zudem spart man durch die Zusammenfassung verschiedener Bauteile Montageschritte. Gerade bei Baugruppen, die mittels verschiedener Technologien gefertigt werden, kann sich eine Umstellung auf AM aus diesem Grund lohnen. So lässt sich auch die Lieferkette vereinfachen.

Gewichtseinsparung – ob durch Zusammenfassen von Komponenten oder Leichtbauweise – zahlt sich im Maschinenbau langfristig aus. Leichtere Maschinenteile können schneller beschleunigt und abgebremst werden. Das steigert Dynamik und Frequenz im Fertigungsprozess. Teilweise lässt sich durch Leichtbauweise auch die Lebensdauer besonders beanspruchter Maschinenteile verlängern, denn leichtere Endeffektoren ermöglichen den Einsatz niedrigerer Roboterklassen. Das senkt Beschaffungs- und Energiekosten erheblich.

Wenn das Problem im Bauteil liegt

Ein weiterer Ansatz für die Nutzung von AM ist die Suche nach Bauteilen oder -gruppen, bei denen regelmäßig Probleme auftretenden: Welche müssen öfter als andere repariert oder ersetzt werden, welche führen öfter zu Produktionsfehlern? So lässt sich beispielsweise eine ungleichmäßige beziehungsweise ineffektive Wärmeverteilung durch AM verbessern. Konturnahe Kanäle sorgen im Werkzeug nicht nur für eine gleichmäßige, effiziente Erhitzung und Abkühlung, sondern beschleunigen den Zyklus.

Der Mehrwert ist entscheidend für den Einsatz von AM

Ein anderer Grund für regelmäßige Defekte und hohen Ausschuss kann sein, dass Werkzeuge und Formen mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht optimal und zu vertretbaren Kosten an das zu verarbeitende Bauteil angepasst werden können. Da additiv gefertigte Bauteile individuell exakt anpassbar sind, lassen sich diese Mängel meist problemlos beseitigen. Wenn Unternehmen also geeignete AM-Anwendungen finden wollen, sollten sie immer den Mehrwert der additiven Fertigung und die Gesamtkosten im Blick haben. Der Einsatz von AM ist nur dann ein Mehrwert, wenn das Resultat am Ende mehr wert ist oder weniger kostet.

Buchtipp

Das Buch „Additive Fertigung" beschreibt Grundlagen und praxisorientierte Methoden für den Einsatz der additiven Fertigung in der Industrie. Das Buch richtet sich an Konstrukteure und Entwickler, um eine erfolgreiche Implementierung additiver Verfahren in ihren Unternehmen zu unterstützen.

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* Sonja Rasch ist Sales Director Manufacturing bei Materialise Deutschland in 82205 Gilching, Tel. (0 81 05) 77 85 90

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