Post on 22-Aug-2019
transcript
Technik
formlabs.com/de/
Wie ein traditionsreiches Technikunternehmen einen neuen Prototyp mit Desktop 3D-Druck erfand.
FORMLABS FALLBEISPIEL:
Rapid Prototyping mit verschiedenen Materialien
FORMLABS FALLBEISPIEL: Wöhler HF 550 Holzfeuchtemessgerät 2
DIE HERAUSFORDERUNGEN, DIE EINEN PRODUKTDESIGNER
BESCHÄFTIGEN.
Sebastian Leifels stand vor einer Herausforderung: Er wollte einen
idealen Prototypen bauen, um zum Guss und der finalen Herstellung
eines Produkts zu gelangen. Als Produktdesigner bei Wöhler, einem
international agierenden, in Bad Wünnenberg ansässigen Hersteller
von Mess- und Inspektionstechnik, musste Sebastian Leifels einen
solchen Prototypen designen, welcher der finalen Ästhetik und
Funktionsweise des Produktes entspricht.
Er erklärt: “In dieser Entwicklungsphase ist es wichtig, Fehlern
vorzubeugen. Abänderungen am finalen Gussmodell sowie dem
Endprodukt können teuer werden. Die Kosten können zwischen
einem drei- bis fünfstelligen Euro-Betrag liegen.”
Dieses Risiko hatte Sebastian Leifels vor Augen, als er den
Prototypen für das Wöhler HF 5500 Holzfeuchtemessgerät,
einem Gerät, welches den Feuchtigkeitsgehalt von Feuerholz
und Holzprodukten wie Pellets oder Holzspänen misst, erstellte.
Dies sind einige Einsichten, die Sebastian Leifels und sein Team
während des Rapid Prototyping erlangten.
HAUSINTERNES PROTOTYPING RESULTIERT IN EINEM BESSEREN
FINALEN DESIGN.
Um seine Deadlines einzuhalten, musste Sebastian Leifels
Abänderungen am Prototypen schnell und einfach durchführen und
er entschied sich für den Einsatz von Desktop 3D-Druck. Seine Wahl
fiel auf den Formlabs 3D-Drucker, der mithilfe der Stereolithografie
(SLA) Technologie präzise Modelle innerhalb von Stunden kreiert.
Er meint: “Mit einem Desktop 3D-Drucker wurde die
Prototypenherstellung von mehreren Tagen auf einige Stunden
reduziert. Mit der Einführung des Druckers zum Design von Teilen
des Gehäuses haben wir mehrere Wochen im gesamten
Entwicklungsprozess gespart.” Die hausinterne Durchführung der
Produktion ermöglichte dem Wöhler-Team erhöhte Kontrolle und
Geschwindigkeit im Designprozess.
Sebastian Leifels erinnert sich: “Wenn nötig, haben wir den Drucker in
der Entwicklungsphase Tag und Nacht für mehrere Wochen laufen
lassen”. Mit einer größeren Anzahl an Prototypen konnte das Team
mehr Ideen innerhalb des Prototyping austesten, was zu einem
besseren Endresultat führte.
Der Produktdesigner Sebastian Leifels fertigte den Prototypen für das vom Aussehen und der Funktionsweise identische Wöhler HF 5500 Holzfeuchtemessgerät hausintern an.
SLA 3D-Druck kann für Modelle angewendet werden, die hohe Genauigkeit erfordern, wie zum Beispiel Schnappgehäuse.
FORMLABS FALLBEISPIEL: Wöhler HF 550 Holzfeuchtemessgerät 3
BEI DER WAHL DER WERKZEUGE ENTSCHEIDET NICHT DER PREIS
ÜBER DIE QUALITÄT.
Am Anfang des Designprozesses hatte Sebastian Leifels einen
Desktop 3D-Drucker in Gebrauch, der das Schmelzgussverfahren
(FDM, Fused Deposition Modeling) benutzte und mehr als das
Vierfache des Formlabs 3D-Druckers kostete. Trotzdem war der
FDM-Drucker nicht in der Lage, akurate Details zu produzieren.
“Der Formlabs 3D-Drucker ermöglichte eine höhere Präzision,”
erklärt Sebastian Leifels. “Unsere Vorgängermaschine hatte eine
minimale Schichtdicke von 0.178 mm. Der Formlabs 3D-Drucker hatte
eine minimale Schichtdicke von 0.025 mm.” Er führt aus: “Selbst wenn
dieselbe Schichtdicke gewählt wird vollbringen Formlabs-Drucker
glattere Oberflächen.”
DIE KOMBINATION VERSCHIEDENER MATERIALIEN VERBESSERT
DIE ANWENDERTESTS.
Um den Prototypen des Holzfeuchtemessgerät zu erstellen
benutzte Sebastian Leifels verschiedene Materialien. Der vorherige
FDM 3D-Drucker des Teams konnte keine flexiblen Materialien
drucken, sodass ein komplexer Prozess notwendig war, um Modelle
zu erstellen: Zunächst designte das Team ein Gussmodell und druckte
dieses auf dem FDM-Drucker.
Dann folgte seine aufwendige Nachbearbeitung, um die
Oberfläche zu glätten. Schließlich wurde das Gussmodell mit einer
Gummimasse ausgefüllt. Sebastian Leifels erinnert sich: “Dies war ein
zeitintensiver Prozess und wir konnten dennoch keine feinen Details
erbringen. Heutzutage haben wir unseren Prozess vereinfacht, indem
wir direkte Drucke detaillierter Teile auf dem Formlabs 3D-Drucker
erzeugen.” Sebastian benutzt das Schwarze Kunstharz für die Hülse
und das Flexible Kunstharz für die Tastatur.
Die Tasten mussten auf Druck flexibel reagieren und die Tastenwände
mussten sehr dünn und dennoch widerstandsfähig sein. Der
Produktdesigner meint, dass Flexibles Kunstharz dem Team erlaubte,
“mit den Prototypen eine Vielzahl von Tests durchzuführen, ohne dass
es zu Schäden oder funktionalen Einschränkungen der Teile kam.”
“Dank hausinternem 3D-Druck
haben wir den Vorteil, Teile jedes
Geräts zu testen bevor es in die
Massenproduktion geht. Das
Risiko der Nachbesserung der
Geräte ist gering.”
- Sebastian Leifels von Wöhler
Sebastian erstellte die Knöpfe und das Gehäuse des Messgeräts mit demselben 3D-Drucker, indem er von verschiedenen Materialien Gebrauch machte.
FORMLABS FALLBEISPIEL: Wöhler HF 550 Holzfeuchtemessgerät 4
Sebastian Leifels und sein Team benutzen den Formlabs 3D-Drucker
für alle Prototypen bei Wöhler: “Mit hausinternem 3D-Druck haben wir
den Vorteil Teile zu testen bevor sie in die Massenproduktion gehen.
Das Risiko der Nachbesserung ist gering.”
Das Benutzen einer einzigen Maschine, die verschiedene Materialien
erstellen kann, eröffnet neue Prototypingmöglichkeiten für das
Wöhler-Team. Obwohl hausinterner 3D-Druck Zeit und Geld spart, ist
der größte Vorteil die Möglichkeit des Erhalts bessere Endprodukte.
BEISPIEL FLEXIBLES TASTATURPAD
SCHICHTSTÄRKE DRUCKE PRO WOCHE MINIMALE WANDSTÄRKE
0,05 mm ca. 3-5 mal 0,95 mm
VERGLEICH HERSTELLUNGSMETHODEN
FORMLABS ALTERNATIVE
HERSTELLUNG SLA 3D-Druck FDM 3D-Druck +
Formguss
DRUCKZEIT 2:43 Stunden ca. 2-3 Tage
PRÄZISION 0.025 mm 0.178 mm