Schnelle Formenbau mit additiver Fertigung
Vom kostspieligen Spritzguss zum schnellen 3D-Druck von „
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Das Kerngeschäft des Kunden von Tetralogia besteht darin, hochmodernen Herstellern in der metallverarbeitenden Industrie hochwertige Formen für eine Vielzahl von Anwendungen zu liefern. Angesichts des harten Wettbewerbs suchte das Unternehmen nach einer Lösung, mit der sich Durchlaufzeiten verkürzen und Fertigungskosten senken ließen. Durchlaufzeiten und Kosten pro Form sind für das Geschäft des Kunden von entscheidender Bedeutung und oft der ausschlaggebende Faktor für den Kunden bei der Entscheidung, ob er einen Auftrag vergibt oder nicht. Tetralogia half dem Unternehmen, durch den Einsatz der Technologie Photocentricwettbewerbsfähiger zu werden.
Im Rahmen seiner Metallbearbeitung muss der Kunde von Tetralogia Kunststoffabdeckungen aus Polypropylen liefern, die genau auf die spezifische Konstruktion des von ihm gefertigten Bauteils abgestimmt sind. Die Herausforderung bestand darin, seinen Kunden einen Mehrwert zu bieten und die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Um dies zu erreichen, war klar, dass man über den Tellerrand hinausschauen musste; so begann man, nach alternativen Methoden zur Herstellung dieser Kunststoffabdeckungen zu suchen.
Vorteile
Anpassung von Teilen
Die Möglichkeit, jedes einzelne Teil kostengünstig individuell anzupassen. Tetralogia nutzte diesen Vorteil und entschied sich dafür, die Aluminiumformstruktur beizubehalten, aber jedes Design individuell zu gestalten, sodass das Innere jeder Form mit einem einzigartigen Kern und Hohlräumen bedruckt wurde.
Designoptimierung
Ändern Sie den Entwurf und validieren Sie ihn erneut
, damit sie diese Iterationen
schnell durchführen und sofortiges Feedback
erhalten können, was zu einem optimierten Entwurf führt.
Schnelle Abwicklung und Steuerung der Lieferkette
Durch den Einsatz des 3D-Drucks konnte die Vorlaufzeit von 3–4 Wochen auf 2 1/2 Tage verkürzt werden.
Wettbewerbsvorteil durch Kosteneinsparungen bei der „
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In nur 48 Stunden können sie nun das Design validieren, anpassen und erneut validieren, ohne dass teure Werkzeugkosten anfallen, und die Vorlaufzeiten im Vergleich zum Spritzguss um 30 % verkürzen.
Herausforderung
Bisher nutzte der Kunde von Tetralogia die Spritzgusstechnologie (IM) zur Herstellung von Aluminiumformen in kleinen Serien von 1.000 bis 3.000 Teilen oder von Stahlformen in Großserien von mehreren Zehntausend Teilen. Der Kunde von Tetralogia beschloss, in die Spritzgusstechnologie zu investieren, indem er Maschinen zur Herstellung von Formen im eigenen Haus anschaffte.
Bei der Herstellung von Aluminiumformen wurden die Teile bei Temperaturen von 220–230 °C unter geringem Druck gespritzt. Die Fertigung einer Aluminiumform für eine Profiloberseite dauerte nach Freigabe des Entwurfs des Kunststoffteils zwischen drei und vier Wochen. Die durchschnittlichen Kosten für die Form lagen zwischen 8.000 und 12.000 Euro.
Die Profiloberteile wiesen zwar ein schlichtes Design auf, waren jedoch für die Fertigstellung und Auslieferung der Metallteile von entscheidender Bedeutung. Die langen Vorlaufzeiten bei der Herstellung der Formen behinderten den Versand der Bestellungen, und aufgrund des zunehmenden Wettbewerbs wurde es immer schwieriger, neue Aufträge zu gewinnen.
Lösung & Ergebnis
Tetralogia bot dem Kunden einen innovativen Ansatz zur Kostenminimierung an; das Unternehmen schlug vor, den gleichen Formrahmen weiter zu verwenden, empfahl jedoch, diesen mittels additiver Fertigung herzustellen, insbesondere unter Verwendung Photocentric HarzeLC Magna High Temp DL400.
Einer der begehrtesten Vorteile des 3D-Drucks ist die Möglichkeit, jedes einzelne Teil kostengünstig individuell anzupassen. Tetralogia nutzte diesen Vorteil und entschied sich, die Aluminiumformstruktur beizubehalten, aber jedes Design individuell zu gestalten, sodass der Innenraum mit einem einzigartigen Kern und Hohlräumen für jede Form gedruckt wurde.
Der Kunde erkannte bei der Technologie Photocentrickonkrete Vorteile gegenüber anderen Verfahren, die ihm einen größeren Wettbewerbsvorteil verschafften, als er sich vorgestellt hatte. Er stellte fest, dass sich die Durchlaufzeiten beim Einsatz des Liquid Crystal 3D-Druckers im Vergleich zum Spritzgussverfahren (IM) um 30 % verkürzten.
In nur 48 Stunden können sie nun den Entwurf validieren, ändern und erneut validieren, wodurch sie diese Iterationen zügig durchführen und sofortiges Feedback erhalten können, was zu einem optimierten Entwurf führt, ohne dass hohe Werkzeugkosten anfallen.
Bei Produktionsserien von mehr als 1.000 oder 2.000 Stück muss der Kunde den Kern und die Formkavität neu anfertigen – dies ist ideal, um das Design zu optimieren und das ursprüngliche Konzept zu verbessern.
Der Kunde testete mehrere Photopolymere von Photocentricund entschied sich aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit des HighTemp DL400-Harzes für dieses Produkt, da es die für das Bauteil erforderlichen Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit erfüllte. Tetralogia nahm unverzüglich mit der Produktion auf.
„Wir konnten kaum glauben, wie enorm die Einsparungen durch den 3D-Druck waren. Die Kosten für die Technologie Photocentriclagen um 80 bis 90 % unter denen des teuren Spritzgussverfahrens – selbst bei größeren Spritzgussserien, bei denen die Einsparungen immer noch bei etwa 60 bis 70 % liegen. Ebenso erstaunlich waren die kürzeren Durchlaufzeiten: Wir konnten 30 % der Vorlaufzeit einsparen.“
Kunde von Tetralogia
Carlos' Erfahrung in der Formenbauindustrie bestätigte schnell,
bestätigte, dass Liquid Crystal der richtige
3D-Drucker für diese Aufgabe war.
Carlos Santos
, Geschäftsführer von Tetralogia
Projektzeitplan
Tag 1
- Designoptimierung 100 %
Design
Tetralogia arbeitete mit dem Konstrukteur des Kunden zusammen, um das 3D-Modell unter Berücksichtigung von Kühlungs- und Widerstandseffekten zu optimieren.
Tag 2
- 3D-Druckverfahren 100 %
Tetralogia erhielt eine 3D-STEP-Datei, die die Kern- und Kavitätenteile enthielt, und begann sofort mit dem 3D-Druck, indem sie:
1. Erstellung einer STL-Datei mit einer Toleranz von 0,02 mm
2. Einrichtung von Stützen in Photocentric außerhalb der Prägezone
3. Export Photocentriceigenen Datei mit einer Auflösung von 50 Mikrometern
4. Vorbereitung des Harzes gemäß TDS (High Temp DL400)
5. Druckvorgang über 12–14 Stunden
Tag 3
- Nachbearbeitung. Waschen und Aushärten 50 %
Nachbearbeitung
Die Bauarbeiten wurden abgeschlossen und die Nachbearbeitung von „
“ begann:
1. Waschen und Aushärten gemäß TDS (HighTemp DL400)
2. Entfernen der Stützstrukturen und Schleifen an den erforderlichen Stellen, um sicherzustellen, dass die Form nach dem CNC-Fräsen an der Schnittstelle zwischen Kern und Kavität gut sitzt
3. Bohren der Auswerfer mit der Toleranz h7 direkt in das gedruckte Endteil
Liquid Crystal
Hochauflösender, industrietauglicher LCD-3D-Drucker, entwickelt für Präzision und Produktionseffizienz.
Hochtemperatur DL400
HighTemp DL400 ist das erste temperaturbeständige Photocentric -Harz, das sich durch hervorragende Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften auszeichnet