Maßgefertigte Schieber
In einer Verpackungslinie werden Schieber von Produktionsteams beispielsweise zum Umlenken und Sortieren, Aussortieren, Einlegen und Zuführen oder einen Bandwechsel verwendet. Diese Verfahrensschritte erfordern unterschiedlichste Ansätze in der Fertigung und Montage der Schieber. Produktionsstandorte müssen die Art und den Zeitpunkt ihrer Produktion immer agiler gestalten. Um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden, steigt oftmals der Automatisierungsgrad einer Fertigungsstraße, was wiederum den Bedarf an kundenspezifischen Schieberelementen vergrößert. Die Additive Fertigung erweitert die Möglichkeiten, wie Produktionsteams kundenspezifische Schieberkomponenten am Ort des Bedarfs herstellen können, und hilft ihnen dabei, schwierige Positionierungen zu lösen sowie einzigartige Produktkontaktflächen/-winkel und andere Eigenschaften zu erreichen.
Diese Teile geben den Teams die Flexibilität, die Leistung der Schieber ohne weitere Verzögerungen durch den Versand und die Prüfung spezieller Komponenten oder herkömmliche Entwicklungszyklen für kundenspezifische Teile innerhalb von Stunden statt Tagen zu verbessern. Mit jeder erfolgreichen Entwicklung fügt das Team seinem digitalen Bestand einen genehmigten, validierten Entwurf hinzu, der dann mit einem Mausklick erneut hergestellt werden kann. Das alles wird ohne eine wesentliche Ausweitung der physischen Lagerkapazitäten möglich.
Folgende Prozessschritte sind zur Herstellung additiv gefertigter Schieber erforderlich:
- Bestimmen Sie, welche Elemente das Problem lösen und welche Anforderungen an die benutzerdefinierten Teile bestehen.
- Ändern Sie bestehende Designs oder erstellen Sie neue Geometrien in CAD.
- Fertigen Sie bei Bedarf kräftige und zuverlässige, maßgefertigte Schieberplatten und Montageadapter in Industriequalität aus dem Kompositmaterial Onyx®.
- Verwenden Sie zusätzlich Endlosfaserverstärkung (CFR), um Teile zu verstärken und die Festigkeit von Metall zu erreichen. Enthält CFR-Aramidfasern (Kevlar®) für zusätzliche Schlagzähigkeit.
- Wiederholen und optimieren Sie die Leistung eines Teils mit der Simulationsfunktion in Digital Forge™.
„Teams aus den Bereichen Technik, Entwicklung, Produktion und Wartung stellen bei Bedarf mithilfe der Additiven Fertigung kräftige, zuverlässige kundenspezifische Schieber und Montageadapter her.”
Drei kundenspezifische Schieber, gedruckt mit einem Markforged X7™
Entwicklungsprozess
Das Produktionsteam produzierte drei Varianten von kundenspezifischen Schiebern zum Aussortieren von Artikeln, die auf denselben kundenspezifischen Befestigungspunkten basieren: ein flacher, ein gewölbter und ein hybrider Schieber, der ein stoßdämpfendes Polster aus Smooth TPU 95A auf der Produktkontaktfläche enthält. Alle drei wurden am selben Tag, an dem ihr Bedarf festgestellt wurde, 3D-gedruckt und montiert, und alle drei besitzen keine harten Kontaktflächen, die das Produkt zerkratzen könnten. Das Team untersuchte dann, welcher Winkel und welche Oberflächenstrategie am besten für diese Produktlinie geeignet war. Werden zukünftig kundenspezifische Schieber benötigt, stehen alle drei Optionen für die maßgefertigte Produktion zur Verfügung.
Dank Fördermitteln der Präfektur Saitama für Startups in der Roboterentwicklung kaufte BODUK 2013 einen 3D-Drucker. In den folgenden drei Jahren testeten Ohta und sein Team den Drucker gründlich, um zu verstehen, „was er leisten und wie nützlich er sein kann“.
Bei der zerstörungsfreien Inspektion können interne Daten über die strukturelle Integrität durch Methoden wie Stöße gegen eine Betonwand von außen oder durch Anwendung elektromagnetischer Wellen erfasst werden. Eine entscheidende Komponente für solche Arbeiten ist ein Näherungssensor. Um ihn in einem fliegenden Gerät wie einer Drohne einsetzen zu können, musste das Gewicht des Sensors und der Halterung, die ihn hält, so gering wie möglich sein.
„Je nach Art und Größe der Prüfmittel beträgt das Gewicht der Fassung, die 1 kg Ausrüstung aufnehmen muss, etwa 3 kg“, erklärt Ohta. Diese Sensorhalterung musste außerdem kräftig genug sein, um den rauen Umgebungsbedingungen standzuhalten, denen die Drohne bei Inspektionen ausgesetzt sein kann.
Schließlich musste der 3D-Drucker für die Massenproduktion dieser Halterung eine reproduzierbare Präzision aufweisen, damit die Teile während der Fertigung zuverlässig zusammengesetzt werden konnten. Einige der von Ohta und seinem Team untersuchten 3D-Drucker hatten Probleme, diese Präzision zu erzielen.
Die wesentlichen Vorteile
- 1. Fertigen Sie innerhalb weniger Stunden eine individuelle Schieberplatte oder einen Montageadapter für ein Schiebersystem, um Problem aus der Produktion noch am selben Tag zu beheben.
- 2. Stellen Sie eine breite Palette potenzieller Teile mit der Additiven Fertigung her, anstatt für jeden Einzelfall in kostspielige Werkzeuge zu investieren.
- 3. Vermeiden Sie die Beschaffung und Lagerung spezieller Komponenten für Schiebersysteme, die Sie nur selten oder gar nicht mehr benötigen, und lösen Sie unerwartete Probleme im Handumdrehen.
„Die Additive Fertigung erweitert die Möglichkeiten, wie Produktionsteams kundenspezifische Schieberkomponenten am Ort des Bedarfs herstellen können, und hilft ihnen dabei, schwierige Positionierungen zu lösen sowie einzigartige Produktkontaktflächen/-winkel und andere Eigenschaften zu erreichen.“
Die Zukunft
Das Know-how von BODUK bei der Entwicklung von Luftfahrzeugen wie Flugzeugen und Hubschraubern fließt in die Entwicklung einzigartiger Industriedrohnen ein, darunter auch Kletterroboter. Die nächste Wachstumsphase des Unternehmens wird die Entwicklung und Vermarktung von mobilen Robotern für Unterbodeninspektionen sein. Dies ist Teil der Bemühungen, Drohnen und Roboter in beengten Räumen einzusetzen, die für menschliche Prüfer schwer zugänglich sind.
„Ich bin davon überzeugt, dass die Einsatzmöglichkeiten im Hoch- und Tiefbau noch lange nicht ausgeschöpft sind. Eine mögliche Anwendung wäre zum Beispiel eine Inspektionsvorrichtung, die in einer Autobahnmeisterei eingesetzt wird. Sie würde in erster Linie dazu dienen, die manuellen Arbeiten der Arbeiter zu unterstützen“, so Ohtas Vorstellungen.
Ohtas Ideen bieten wie seine Drohnen, die durch den Himmel schweben, grenzenlose Möglichkeiten. Mit den Druckern von Markforged hat er allen Grund zu der Annahme, dass er viele davon in Innovationen umwandeln kann, die den Sektoren, die sein Unternehmen beliefert, zugutekommen.
„Wichtig ist, dass gute Ergebnisse die Arbeitskosten senken und Mitarbeitern ermöglichen, ohne Stress zu arbeiten. Wir sind auch mit der hohen reproduzierbaren Präzision durch die Linearführung zufrieden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der ganze Prozess äußerst kosteneffizient war“
– HOUE OHTA DIREKTOR DES UNTERNEHMENS
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