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Der Weg der Zukunft Rapid Prototyping in der Automobilbranche Schneller, günstiger, Schöner: Rapid Prototyping mit 3D-Druck Bis zum endgültigen Produktdesign braucht es zumeist hunderte von Iterationen. Ein kostengünstiges, umweltfreundliches und qualitativ hochwertiges Verfahren des Rapid Prototypings ist dementsprechend von unschätzbarem Wert. Der 3D-Druck hat sich für viele Branchen, einschließlich der Automobilindustrie, als ein derartiges Verfahren erwiesen. In diesem Whitepaper erfahren Sie, welche Qualitäts- und Effizienzsprünge durch additive Fertigung heute möglich sind. Fallbeispiele zeigen, wie die Automobilbranche den Designprozess durch 3D-Druck massiv beschleunigt. A GLOBAL LEADER IN APPLIED ADDITIVE TECHNOLOGY SOLUTIONS
Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Warum gerade die Automobilindustrie? Herausforderungen ständiger Innovation,
Elektroautos, Carsharing und autonome Fahrzeuge individueller Anpassung und der Notwendigkeit,
haben dazu geführt, dass es am Automobilmarkt Designs effizient und kostengünstig umzusetzen
immer weniger auf die PS-Anzahl ankommt, und so dem Wettbewerb immer einen Schritt
sondern immer stärker auf die Innenausstattung – voraus zu bleiben.
und zwar gemäß der sich ändernden Bedürfnisse
Wachstumsmarkt Prototyping
und Wünsche der Verbraucher. Ward's AutoWorld
Dementsprechend darf die Bedeutung einer neuen
zufolge wird die „Innenausstattung zur Nummer
Designvalidierung nicht unterschätzt werden:
Eins der Alleinstellungsmerkmale im Zeitalter
Industriedesigner und Ingenieure suchen mehr
der Mobilitätsdienstleistungen, da hierdurch
und mehr nach neuen Wegen, ihre Entwürfe
die Entscheidung für oder gegen eine Marke
schnell validieren zu können. Der Prototyping-
wesentlich beeinflusst wird.“
Markt der Automobilindustrie wird bis 2020 auf 5
Um mit dieser Marktentwicklung Schritt halten Milliarden US-Dollar geschätzt.
zu können und durch Innovationen Kaufanreize
Durch viele komplexe Teile, aus unterschiedlichen
für Kunden zu schaffen, benötigen Autodesigner
Materialien oder Verbundwerkstoffen,
schnelle Design- und Prototyping-Prozesse.
entstehen jedoch Beschränkungen. Das gilt
Kurze Iterationszyklen sind in jeder Branche insbesondere bei der Innenausstattung und der
wichtig - im Automobilbereich aber ganz Karosserie, deren Prototypen kundenspezifische
besonders. Denn hier sorgen niedrige Margen Merkmale und komplexe Multimaterialteile mit
aufgrund steigender Entwicklungskosten eigenständigen Elementen aufweisen müssen.
für hohen Kapitalbedarf - zusätzlich zu den Dafür reichen die Möglichkeiten traditioneller,
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
mehrstufiger Verfahren oft nicht aus. Der • Zwischen zwei und mehreren Wochen pro
3D-Druck ermöglicht der Automobilbranche indes Iteration, mit einer signifikanten Anzahl an
eine schnelle Iteration als auch ein komplexes Ausschussteilen, aufgrund schlechter Qualität
Design – zwei Faktoren, die zu Kostenreduktion
und Geschwindigkeitssteigerung führen. • Monatelange Vorlaufzeiten, bis zur Freigabe des
endgültigen Designs
Hindernisse im Design Die Innenausstattung eines Autos besteht
Die Innenräume von Autos sind komplex gestaltet. aus einem komplexen Materialmix, was
Form, Funktion und Passgenauigkeit spielen eine die Rapid-Prototyping-Phase während des
ausschlaggebende Rolle für benutzerfreundliches Designvalidierungs-Prozesses zusätzlich
und ästhetisches Design. In diesem Whitepaper
werden wir die Produktdesignphase eines
komplexen Teils der Innenausstattung und
eines komplexen Karosserieteils untersuchen,
und außerdem die verschiedenen Schritte
im Designprozess diskutieren, die die
Markteinführung eines Produkts erheblich
behindern können.
Innenausstattung
Der Innenraum eines Autos besteht aus
Instrumententafeln, Sitzen, Türverkleidungen,
Dachhimmel, Lenkrad und Schalthebel. Also erschwert. In der Regel muss jedes Teil separat
einem komplexen Satz von ineinandergreifenden hergestellt und anschließend nahtlos und
Teilen, für die meist Folgendes benötigt wird: passgenau zusammengefügt werden.
• Kunststoffguss und Stereolithographie (SLA),
Besonders komplexe Innenbauteile sind die
Spritzguss, Folien, Dämmstoffe, Textilien und
glatten Kunststoff- oder Holzoberflächen des
Leder mit Zuschnitt, Naht, Verleimung, sowie
Armaturenbretts und ganz besonders natürlich der
Nachbearbeitung
Schalthebel – eine Kombination aus Leder- oder
Strukturgewebe. Je nach Komplexität kann es
• Etwa fünf Prototyp-Iterationen, bevor alle Teile
mehrere Monate dauern, bis der Prototyp eines
zusammenpassen und als Ganzes funktionieren
Schalthebels dem fertigen Design entspricht.
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Kosten • Vakuum-Gussformen, die mit Stereolithographie
Die Kosten eines Prototyps für die (SLA) gedruckt werden, gefolgt von mehreren
Schalthebelmontage liegen bei etwa 1.500 US- Klebevorgängen der einzelnen Bauteile
Dollar pro Iteration mit einem erwarteten Zyklus
• Ausfräsen aus einem massivem Acrylglasblock
von fünf bis zehn Iterationen vor der endgültigen
mit anschließender Verklebung und
Designvalidierung.
Nachbearbeitung.
Mit traditionellen Fertigungsverfahren
Kosten
sind diese Multimaterial-Prototypen in der
Diese Schritte summieren sich zu einem
Schalthebelmontage nicht nur umständlich,
Kostenaufwand von etwa 3.000 Dollar je Prototyp
sondern auch zeitaufwändig und kostspielig.
einer Leuchtlende (einschließlich Arbeitszeit,
Werkzeug, Lackierung, manuelle und maschinelle
Karosserie
Bearbeitung sowie Farbanpassung).
Front- und Rücklichtblenden sind nicht nur
bedeutende Sicherheitsmerkmale, ihr Design ist
ausserdem ein wichtiges Element der äußeren
Ästhetik eines Autos. Und ein perfektes Design
erfordert viele Iterationen.
Denn: Leuchtblenden sind komplexe Elemente aus
verschiedenen Farben, Texturen und Einzelteilen,
die nahtlos zusammenpassen müssen. Für
herkömmlich angefertigte Prototypen müssen
normalerweise zuerst Konzeptmodelle maschinell
angefertigt werden, bevor die Prototypen im
nächsten Schritt folgen.
Derzeit erfordert die Anfertigung eines Prototyps
für eine Leuchtabdeckung ein mehrstufiges
Verfahren mit getrennten Herstellungssystemen
und einer Kombination traditioneller Techniken, die
Folgendes umfassen:
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Aufgrund der Komplexität der Abläufe lagern gedruckt werden. Dies erspart eine separate
viele Unternehmen diese Schritte aus. Hierdurch Produktion und Montage einzelner Komponenten.
kommt ein neuer Faktor ins Spiel, der schwer zu Die Bauteile bieten zahlreiche Vorteile für
steuern ist und weitere Kosten verursachen kann: Automobilhersteller:
die Lieferzeit des Dienstleisters. Verzögerungen
• Beschleunigung der Produktdesignphase
und Ausfallzeiten sowie Anpassungen in der
Lagerhaltung wirken sich gegebenenfalls negativ • Druck in mehreren, unterschiedlichen Farben
auf die Markteinführungszeit eines Produkts aus.
• Druck mit unterschiedlichen Texturen
Das „Rapid” im „Rapid Prototyping“ ist angesichts
• Zeitaufwendige Nachbearbeitungsschritte, wie
dieser vielen, für einen Qualitätsprototypen
Montage und Lackierung, entfallen
erforderlichen Schritte, oft schwer erreichbar.
• Akzeleration des Designprozesses und damit
eine schnellere Markteinführung
Motor der Innovation
Additive Manufacturing ermöglicht Rapid- Effizienz beschleunigen
Prototyping-Laboren unterdessen eine schnelle Der Einsatz von 3D-Druck für Prototypen hat
Umsetzung ihrer Entwürfe und dadurch eine rasante Entwicklung in Design, Entwicklung
effizientere Iterationen, sowie die Herstellung und Herstellung von Produkten zur Folge. In
von Prototypen, die das Endprodukt äußerst Branchen wie der Automobilindustrie, die auf
realitätsgetreu simulieren. Durch modernsten leichtgewichtige Bauteile angewiesen, reduziert
3D-Druck können Bauteile in einem einzigen der 3D-Druck Kosten – sowohl bei leichteren, als
Druckvorgang aus unterschiedlichen Materialien auch bei komplexeren Konstruktionen.
Darüber hinaus können Konstruktionsfehler
oder Defekte frühzeitig erkannt werden, was die
Produktionszeiten und Gesamtkosten maßgeblich
senkt.
3D-Druck: Wie funktioniert es?
Anhand digitaler Daten wird beim 3D-Druck das
Material Schicht für Schicht von unten nach oben
auf einer Bauplattform aufgebaut. Bei diesem
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
“additiven Verfahren fällt weniger Abfall an, was effiziente Nachbildungen des Endprodukts mit
zusätzlich kosten spart. nahezu hundertprozentig genauer Form, Farbe,
Textur und Passgenauigkeit. Keine andere
Designer und Rapid-Prototyping-Werkstätten
Technologie ist in der Lage, Prototypen mit diesem
können Produkte viel schneller herstellen, als es
Niveau an Farbe, Design und nahtloser Integration
mit traditionellen Verfahren möglich ist. Das lässt
herzustellen.
ihnen mehr Zeit für Verbesserungen des Produkts.
Der vollständige Designfreigabezyklus lässt
Neben der Möglichkeit, Konstruktionsfehler
sich von Wochen oder Monaten auf Stunden
frühzeitig zu erkennen, bevor teure Werkzeuge
oder Tage verkürzen – eine Kostenersparnis
oder Maschinen eingesetzt werden, ist es sehr
von Hunderttausenden Dollars pro Jahr. Wobei
hilfreich, ein physisches Modell in Händen zu
der zusätzliche Nutzen durch das verbesserte
halten, das von dem echten Objekt kaum zu
Gesamtdesign oder die frühere Validierung durch
unterscheiden ist. Durch 3D-Druck wird dieses
Fokusgruppen und Verbraucher, schnellere
taktile Feedback in der Entscheidungsfindung
Markteinführungszeit, höhere Marktakzeptanz
deutlich schneller und günstiger.
und gesteigerte Rentabilität, noch gar nicht
Aber: 3D-Druck ist nicht gleich 3D-Druck. Es gibt berücksichtigt sind.
enorme Unterschiede zwischen der verfügbaren
Hardware, Software und Materialien.
PolyJet-Technologie
Die J750 von Stratasys nutzt die PolyJet™-
Die J750 von Stratasys: Technologie – ein additives Fertigungsverfahren,
Eine brillante Prototyping- mit dem Bauteile, Prototypen und Modelle mit
Maschine mehreren, unterschiedlichen Materialien, Farben
Dank der vielseitigen Fähigkeiten des 3D-Druckers und Farb-Texturen hergestellt werden können:
J750™ von Stratasys können sich die Anwender glatte, präzise Bauteile, Prototypen sowie
auf ihre Arbeit konzentrieren und dabei Zeit und Produktionswerkzeuge.
Geld sparen. Mit dieser Plattform lassen sich neue
Lösungen, bessere Produkte und inspiriertes Design Mit mikroskopischer Schichtauflösung und einer
Genauigkeit von bis zu 0,1 mm können filigrane
entwickeln – in einem einzigen Arbeitsgang und nur
Strukturen und komplexe Geometrien mit den
wenigen Stunden.
unterschiedlichsten Materialien und Technologien
Die J750 von Stratasys fertigt realitätsgetreue, hergestellt werden – alles in einem einzigen
3D-Druckvorgang.
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
und VeroYellowV. Aufgrund der Fähigkeit,
Durch die Möglichkeit detaillierte, ästhetisch alle Primärfarben im CMYK-Farbverfahren
ansprechende Bauteile mit vollständiger einschließlich Weiß zu verarbeiten, bietet die
Designfreiheit herzustellen, lassen sich Designs in J750 von Stratasys einen bisher unerreichten
kürzester Zeit validieren. Farbrealismus.
500.000 Farben Mit den neuen Funktionen der J750 von Stratasys
Eine der wichtigsten Eigenschaften der Stratasys
reduziert sich der Gestaltungsablauf für die
J750 ist die echte Vollfarbtechnologie - ein
Innenausstattung von Fahrzeugen auf einen
Quantensprung in der 3D-Drucktechnologie.
einzigen Arbeitsschritt, von wenigen Stunden bei
3D-Druck mit verschiedenen Farben ist nicht
einer Farbübereinstimmung von nahezu 100%.
neu, allerdings verlangten bisherige Technologien
Abstriche beim Farbspektrum oder bei der Auch Farbtexturen und Farbverläufe sind möglich.
Bauteilqualität. Die Stratasys J750 verbessert dies Durch die Möglichkeit der Farbtexturierung
durch die Herstellung von glatten Kunststoffteilen können feste, blickdichte Bauteile mit einer
in über 500.000 Farben und einer Reihe von Vielzahl von realitätsgetreuen Mustern, wie z.B.
verschiedenen Texturfunktionen. Die breite Palette
Holz, mit oder ohne Maserung, gedruckt werden.
an Texturen umfasst Leder, Holz, Gewebematerial,
Durch die Farbverläufe entsteht eine nahtlose
Nähte, Webstoffe und vieles mehr.
Mit dieser erweiterten Farbpalette beträgt der
Farbbereich 120% des SWOP (Standard of Web
Offset 2D Printing), was einer Steigerung um 40 %
gegenüber dem aktuellen Farbbereich entspricht.
Ergänzt wurde die Skala um zwei neue,
transparente, leuchtende Farben: VeroMagentaV™
und VeroYellowV™ - die Simulation von
Leuchtblenden an Fahrzeugen wird so
originalgetreu wie möglich.
Die J750 von Stratasys ermöglicht dieses
Die Stratasys J750 mit 500.000 leuchtenden Farben, Transparenz und
Farbspektrum durch den Einsatz einer Auswahl Multimaterial-Fähigkeit
an Farben: Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz,
Weiß, Transparent, sowie VeroMagentaV
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Übergangszone zwischen den Farben. Schichtstärken von bis zu 14 Mikron im High-
Quality-Druckmodus. Dies ermöglicht eine
Vielseitigkeit der Materialeigenschaften
hervorragende Oberflächenqualität und die
Wenn eine Vielzahl von Materialeigenschaften
Herstellung von Modellen und Bauteilen mit sehr
benötigt wird, können Modelle mit einer
feinen, filigranen Details.
Kombination aus Vollfarbdruck und verschiedenen
Transparenz- oder sogar Härtegraden gefertigt Mit der Kombination aus breitem Farbspektrum,
werden. In der Praxis bedeutet dies, ein festes außergewöhnlicher Oberflächenqualität und der
Modell in mehreren Farben und Farbabstufungen
fertigen zu können. Es ist aber auch denkbar,
eine Bauplattform mit mehreren Bauteilen mit
jeweils unterschiedlichen Eigenschaften, wie
Farbtexturen, Flexibilität und Transparenz zu
drucken. Beide Szenarien lassen sich in einem
einzigen Druckvorgang realisieren.
Oberflächenbeschaffenheit
Ein Nachteil der bisherigen farbigen
3D-Druckverfahren ist die relativ grobe
Oberflächenbeschaffenheit. Im Gegensatz
dazu erreicht die Stratasys J750 sehr feine Diese Prototypen zeigen die Fähigkeit der J750 von Stratasys,
verschiedene Texturen und mehrere Farben in einem einzigen
Druckvorgang in 3D zu drucken.
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Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Fähigkeit zum Multimaterialdruck, kann die J750
von Stratasys Bauteile, mit einer unglaublichen
Vielfalt an Eigenschaften produzieren.
Prototypen, die in Optik, Haptik und Funktion
originalgetreu zum Endprodukt sein sollen,
können nun in einem einzigen Druckvorgang
hergestellt werden, mit minimalen bis gar keinen
Nachbearbeitungsschritten, wie Lackieren,
Schleifen oder Montieren.
Einzigartige Vielfalt Simulierte Leuchtlenden mit leuchtenden und transparenten Farben.
Die hohe Materialkapazität der Stratasys
J750 ermöglicht den Einsatz von bis zu einzigen Druckvorgang erstellen.
sechs Grundharzen, aus denen die PolyJet-
Zudem können mehrere Materialien in
Systeme Verbundmaterialien direkt auf der
einem einzigen Druck mit einer nahezu
Bauplattform erzeugen. Das erhöht die Anzahl
hundertprozentigen Farbabstimmung gedruckt
der Materialoptionen auf 500.000 Farben,
werden. Auch Bauteile aus gummiartigem Material
Transparenz- und Härtegrade.
sowie funktionale Bauteile für den Motorraum,
Alle Anforderungen werden mit nur einem System zur Prüfung von Form und Passgenauigkeit sind
erfüllt: möglich. Zusätzlich druckt der leistungsstarke
Allrounder auch Fertigungshilfsmittel, wie
• Weniger Rapid-Prototyping-Geräte vor Ort und
Betriebsmittel und Vorrichtungen.
somit niedrigere Kosten und Fehlerquellen
Zuverlässigkeit
• Höhere Kompetenz und optimale Effektivität
Die J750 von Stratasys liefert umfängliche,
durch die Nutzung einer einzigen Technologie
reproduzierbare und hochwertige Prototypen in
• Schutz der Investitionen vor wechselnden, höchster Qualität für den Automobilbau.
zyklischen und unvorhersehbaren
Durch seine langlebigen Druckköpfe und
Geschäftsanforderungen
erhebliche technische Innovationen ist ein um 40%
Die Stratasys J750 bietet einen großen Bauraum längerer unterbrechungsfreier Druck möglich.
von 49 x 39 x 20 cm. Damit lassen sich große
Filigrane Bauteile und Modelle, die im High Quality
Bauteile oder viele kleinere Bauteile in einem
Der Weg der Zukunft / 9
Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
im Automobilbereich ermöglicht dieses Material
die Fertigung funktionaler Türdichtungen und
Schutzabdeckungen.
Digital ABS Plus™: Für die Funktionsprüfung von
Formteilen im Motorraum hat sich Digital ABS Plus
als überlegenes Material, speziell für die Montage
von Gummidichtungen und die Funktionsprüfung
von Kfz-Türdichtungen, erwiesen. Digital ABS Plus
wird auch häufig zur Produktion von Hilfsmitteln
und Vorrichtungen in Autowerkstätten eingesetzt.
Betriebsmittel, Vorrichtungen und
Produktionshilfsmittel
Dieses Whitepaper konzentriert sich auf
spezifische Prototypen von Fahrzeuginnenraum-
(HQ)-Modus gedruckt werden, profitieren von und Karosserieteilen. Die J750 von Stratasys ist
verbesserten Softwareparametern für höchste aber zugleich auch ein leistungsfähiges Gerät für
andere Bereiche der Automobilindustrie:
Modellqualität.
• Betriebsmittel und Vorrichtungen, einschließlich
Die komplett aktualisierte Software sorgt für eine
gummiartiger Polsterung
reibungslose, ununterbrochene Leistung der J750
von Stratasys. • Produktionshilfsmittel
• Produktionsautomatisierung
Hochwertige Materialien • Designteams und Arbeitsgruppen, die mit dem
Agilus30™: Agilus30 ist ein weiterentwickeltes gesamten Ablauf vom Konzeptmodell, bis zur
flexibles Material für die Simulation von fertigen Designversion vertraut sind
Gummikomponenten. Es bietet eine
außergewöhnliche Reißfestigkeit und ist damit für GrabCAD Print
Prototypen mit beweglichen Scharnieren geeignet, Die J750 von Stratasys verfügt mit GrabCAD
für Schläuche zum Transport von Flüssigkeiten Print™ über ein völlig neues Schichtungswerkzeug
und andere Anwendungsfälle, für die gummiartige (Slicer), das den Druck eines transparenten Kerns
Eigenschaften benötigt werden. Für den Einsatz mit VRML-Dateien ermöglicht. Dieser Slicer bietet
Der Weg der Zukunft / 10Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
und die digitalen Hintergründe eines modernen
Schalthebels ändern, um den aktuellen Gang
anzuzeigen.
Mit den gleichen Funktionen fertigen
Automobilhersteller 3D-Druck-Prototypen auf
der J750 von Stratasys, die in Autositzlehnen
eingebaut werden. Diese "Infotainment"-Geräte
verfügen über LCD-Bildschirme, die denen
an der Rückseite von Flugzeugsitzen, zur
Vollfarbdruck und verschiedene Texturen (CMYKW
Informationsvideoanzeige und Unterhaltung,
+ VeroClear). Der neue farbmetrische Farbprofiler
ähneln.
in GrabCAD Print sorgt zudem für eine verbesserte
Farbabstimmung zwischen der Bildschirmfarbe Audi
Audi entwickelt derzeit Heckleuchten-Prototypen
und dem gedruckten Objekt.
mit der J750 von Stratasys und nutzt die
Fähigkeit des 3D-Druckers, mit nahtloser
Farbabstufungsintegration und Transparenz in
kräftigem Rot zu drucken. Die Heckleuchten-
Prototypen sind vom fertigen Produkt kaum zu
unterscheiden.
Anwendungsfälle für RP in Designiteration und -validierung sind besonders
der Automobilindustrie im PKW-Premiumsegment wichtig, da die
Mehrere führende Unternehmen in der Kunden durchaus bereit sind, für Innovationen zu
Automobilindustrie verwenden derzeit die J750 bezahlen. Herausragende Technik und High-End-
von Stratasys, um komplexe LCD-Display- Design sind hier Voraussetzungen, um sich für die
Baugruppen für die Schaltung herzustellen. Marke zu begeistern und ihr treu zu bleiben.
Durch die Möglichkeit, ein LCD- oder digitales
Italdesign
Display mit Bildern, Grafiken und farbigem Text
Italdesign hat bereits über 300 Automodelle für
präzise zu simulieren, können Sie in Kombination
mehr als 40 Marken konstruiert. 60 Millionen
mit einer VeroClear™-Schicht den tatsächlichen
Autos im Italdesign liefen bereits von den
Bildschirm des Geräts simulieren und so den Text
Produktionsbändern.
Der Weg der Zukunft / 11Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Der neueste Vorstoß von Italdesign in den
3D-Druck ist die Stratasys J750, mit der sie ihren
Markt erweitern und ihren Kunden einen neuen
Service anbieten können.
Eine der in Erprobung befindlichen Anwendungen
ist die Herstellung der Farbtupel für Testserien.
Statt die Bauteile nach der Herstellung zu
lackieren, können sie während des Druckvorgangs Ein Stoßdämpfer aus Digital ABS Plus mit hoher
Schlagzähigkeit.
direkt in den leuchtenden Farben der J750 von
Dank der hauseigenen 3D-Druckfähigkeit spart
Stratasys gefertigt werden. Das spart Zeit und
Italdesign jetzt bis zu 50% der Projektdauer ein.
Kosten.
Dadurch kann ein bisher outgescourcter Auftrag mit
Die Texturierung von Außenteilen, wie etwa einer Lieferzeit von vier bis sechs Tagen, heute in nur
40 Druckstunden im eigenen Haus realisiert werden.
„Die Zeit- und Kosteneinsparungen sind
offensichtlich und wurden ohne Abstriche in
der Qualität der Bauteile erreicht“, so Daniel
Agulló, General Manager von Italdesign Giugiaro
Barcelona. „Das war früher beim Outsourcing
so nicht immer zu garantieren, was gelegentlich
zu Ärger beim Kunden führte. Letztendlich geht
es darum, die direkte Kontrolle und Gewissheit
zu haben, dass Aufträge schnell, kostengünstig
und in einer Qualität erfüllt werden, die den
Aufgrund der Flexibilität und herausragenden Reißfestigkeit eignet sich
das Material Agilus30 optimal für simulierte Gummianwendungen. Erwartungen der Kunden nicht nur gerecht wird,
sondern sie übertrifft“, erklärt Augulló
Außenspiegel, durch 3D-Druck mit Carbonfaser
Servicebüro von Italdesign
ist ein weiteres Projekt, bei dem Italdesign die
Italdesign hat vor Kurzem zudem das Servicebüro
J750 einsetzt. Die hohe Geschwindigkeit und das
PrintDesign 3D in Spanien eröffnet, um weiteren
hohe Volumen des 3D-Druckres ermöglichen
Kunden im Inland 3D-Druckdienste anzubieten.
eine deutliche Geschwindigkeitssteigerung beim
Das Serviceunternehmen führt verschiedene
Drucken mit Digital ABS Plus Material.
Projekte von kleinen bis zu großen Modellen
durch, mit denen Italdesign derzeit für Kunden wie
Der Weg der Zukunft / 12Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
den Autohersteller SEAT beauftragt ist. der Möglichkeit, den Drucker über Nacht und am
Wochenende ohne Personalaufsicht zu betreiben,
„Von den äußeren Komponenten, wie Leuchten,
können wir diese jetzt in nur zwei Wochen in 3D
Auspuffrohren und Außenspiegeln, bis zur
drucken“, fährt Agulló fort.
BMW
BMW fertigt mit Hilfe des 3D-Drucks
Handwerkzeuge für die Fahrzeugmontage
und -prüfung. Ziel war es, ergonomische
Montagewerkzeuge zu entwickeln, die eine
bessere Performance der Mitarbeiter ermöglichen
und gleichzeitig Kosten zu sparen, da keine
Aufgrund der 500.000 druckbaren Farben sind Beleuchtungsprototypen zusätzlichen, speziellen Werkzeuganfertigungen
vom Endprodukt kaum noch zu unterscheiden.
erforderlich sind. Das Resultat: Der Autohersteller
konnte das Gewicht des Werkzeugs um 72%
Innenausstattung wie Lenkrad, Schalthebel und reduzieren. Das erleichtert die Bedienung und
den zahlreichen Knöpfen und Tasten, besteht erhöht die Funktionalität.
ein Auto klar aus einer Vielzahl unterschiedlicher
Das Drucken von Bauteilen mit komplexen Formen
Teile“, so Agulló weiter. „Jedes einzelne davon
zur Herstellung schwieriger Geometrien hat sich
erfordert eigene individuelle Design- und
für BMW ebenfalls bewährt. Das Unternehmen
Prüfverfahren, bei denen der 3D-Druck jeweils
druckte ein Werkzeug zur Befestigung von
eine wichtige Rolle spielt“, fügt er hinzu.
Stoßdämpferhalterungen, das als gewundene
„Zum Beispiel ist das Design eines Scheinwerfers Röhre gestaltet wurde, die sich um Hindernisse
äußerst komplex. Wir bereiten das Modell vor herumwindet und Magnete dort anbringt, wo sie
und verwenden das transparente Material gebraucht werden.
von Stratasys, um jede einzelne Linse und
kleine Komponente zu drucken, bevor wir alles
zusammenfügen.
„Vor ein paar Jahren konnte kein einziger Anbieter
das Produktniveau bieten, das wir zurzeit haben.
Früher hat es mit herkömmlichen Verfahren rund
vier Wochen gedauert, alle Ersatzteile für sechs
Fahrzeuge in Originalgröße zu produzieren. Dank Das Service-Büro von Italdesign bietet 3D-Druck-Dienstleistungen für
die Automobilindustrie und eine Reihe weiterer Branchen an.
Der Weg der Zukunft / 13Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
Beispiel eines Kühlergrills, der in einem Stück gedruckt wurde.
Jaguar Land Rover wurde das Modell aus dem Drucker entnommen,
Jaguar Land Rover (JLR) investierte in die gereinigt und getestet. Die Scharniere an den
3D-Drucktechnologie, um mehr Bauteile im Rapid Lüftungslamellen funktionierten, Optik und Haptik
Prototyping-Verfahren auf Kunstharzbasis fertigen der Regler ließen keine Wünsche offen.
zu können. Die Möglichkeit, funktionstüchtige
Over-Molding Bauteile werden bei JLR
Modelle direkt aus CAD-Daten mit gummiartigen,
ebenfalls in 3D gedruckt. Hierbei werden
elastischen Materialien zu fertigen, war ein
zwei Materialien separat zur Fertigung einer
weiterer entscheidender Vorteil, der einen Beitrag
Abdeckung mit Gummidichtung verwendet.
zur Verkürzung der Entwicklungszyklen leistet.
Die Baugruppe kann direkt für Passform- und
Um seine Leistungsfähigkeit zu erproben, wurde
Funktionsprüfungen verwendet werden. Weitere
mit dem 3D-Drucker zunächst ein komplettes
wichtige Einsatzgebiete sind die Entwicklung
Armaturenbrett inkl. Entlüftungseinheit für einen
von Türdichtungen und Schutzmanschetten, bei
Range Rover Sport gefertigt. Hierbei wurden feste
denen nur das gummiartige Material verwendet
Materialien für Gehäuse und Lüftungslamellen,
wird, sowie die Herstellung von Bauteilen für
sowie gummiartige Materialien für die
Funktionsprüfungen.
Bedienknöpfe und Luftabdichtungen verwendet.
Die Designabteilung ist der größte Anwender der
JLR druckte die gesamte funktionsfähige Lüftung
PolyJet-Technologie bei JLR. Mehr als die Hälfte
in einem einzigen Druckvorgang. Anschließend
aller Bauteile, die mit dem 3D-Drucker gefertigt
Der Weg der Zukunft / 14Der Weg der Zukunft
Rapid Prototyping in der Automobilbranche
wurden, findet ihren Weg in die Designabteilung der Möglichkeit, Holz, Leder, Carbon und
und dient zum Verfeinern von Entwürfen. Ein andere Textureffekte mit hoher Genauigkeit zu
Beispiel ist die Fertigung einer kompletten reproduzieren.
teleskopartigen Scheinwerferwaschanlage, die
• Reduzieren Sie die Kosten pro
bei jedem fünften Wischen der Frontscheibe
Leuchtblendenprototyp von ca. 3.000 US-Dollar
ausgefahren wird und die Scheinwerfer reinigt.
auf ca. 300 US-Dollar.
JLR konnte dieses Design validieren, bevor in
teure Werkzeuge investiert werden musste. • Reduzieren Sie die Kosten um das Zehnfache.
• Sparen Sie 10.000 bis 15.000 US-Dollar
pro Leuchtblende bei einem vollständigen
Designzyklus von etwa fünf Prototypen. (Dies
Der Mehrwert für Ihren RP- beinhaltet nicht einmal den zusätzlichen
Prozess finanziellen Wert der eingesparten Zeit.)
Der Mehrwert der J750 von Stratasys für
Ihren Designablauf im Rapid Prototyping • Sparen Sie Hunderttausende Dollar beim Design
liegt in exponentiell steigenden Zeit- und verschiedener Beleuchtungs- und Innenraum-
Kosteneinsparungen bei der Designvalidierung. Designs pro Jahr.
Mit der J750 von Stratasys:
• Erreichen Sie innerhalb eines Jahres die
• Reduzieren Sie Ihren Zeitaufwand von Wochen Amortisation Ihrer Investition in die Stratasys
bzw. Monaten auf Stunden bzw. Tage J750.
• Eliminieren Sie mehrstufige Acrylfräs- und
Gussverfahren, sowie das Verkleben einzelner
farbiger Teile
• Erhalten Sie perfekte Abtrennung zwischen
roten/gelben/transparenten Elementen von
Leuchtabdeckungen.
• Skalieren Sie neue Designelemente ganz einfach
auf den gesamten Innenraum, einschließlich
Der Weg der Zukunft / 15FAZIT Oberflächenqualität und der Fähigkeit zum
Die Automobilindustrie kann von 3D-gedruckten Multimaterialdruck, kann die J750 von Stratasys
Prototypen in vielfacher Hinsicht profitieren: Bauteile, mit einer unglaublichen Vielfalt an
Eigenschaften produzieren.
• Für gewöhnlich enden im Herstellungsverfahren
60–70 % des Materials als Abfall, hier Prototypen, die in Optik, Haptik und Funktion
entsteht nahezu kein Abfall. Das kann originalgetreu zum Endprodukt sein sollen,
den Materialverbrauch und damit die können nun in einem einzigen Druckvorgang
entsprechenden Kosten drastisch senken. hergestellt werden, mit minimalen bis gar keinen
Nachbearbeitungsschritten, wie Lackieren,
• Während Automobilhersteller und -zulieferer
Schleifen oder Montieren.
Additive Manufacturing in erster Linie für das
Rapid Prototyping einsetzen, wird die technische Vom Rapid Prototyping, über die Funktionsprüfung
Entwicklung von AM in Zukunft für den Einsatz von Teilen oder die Produktion von
in der Produktinnovation und Serienfertigung Endprodukten, bis hin zum kompletten Wandel
maßgebend sein. der gesamten Lieferkette hat der 3D-Druck die
Automobilindustrie erobert und ist nicht mehr
• Additive Manufacturig verändert die bisher
wegzudenken.
üblichen Lieferketten. Durch den Verzicht auf
neue Werkzeuge und die direkte Produktion von
Die für die Stratasys J750 erforderliche
Endteilen, verkürzt AM die gesamte Lieferzeit
Anfangsinvestition kann eine Einstiegshürde
und verbessert so die Reaktionsfähigkeit des
darstellen. Berücksichtigt man jedoch die kürzeren
Unternehmens. Wenn es auf das Gewicht
Produktentwicklungszeiten und die Möglichkeit,
ankommt, lassen sich mithilfe des 3D-Drucks
Designprobleme frühzeitig zu erkennen, lohnt sich
die Handling-Kosten senken. Gleichzeitig kann
die Investition in vielfacher Hinsicht.
die bedarfsgerechte, interne Produktion die
Lagerhaltungskosten senken. Branchenführer würden sagen, dass
Automobilhersteller, die an einer führenden
• Produktinnovationen und Optimierungen
Position in der Branche interessiert sind, es
in der Lieferkette haben die Möglichkeit,
sich nicht leisten können, diese Technologie zu
Geschäftsmodelle von Unternehmen in der
ignorieren oder sich für einen 3D-Drucker mit
Automobilbranche zu verändern.
geringeren Fähigkeiten als den hochmodernen
Rapid Prototyping mittels 3D-Druck ermöglicht 3D-Drucker J750 von Stratasys zu entscheiden.
es Automobilherstellern, das Design für
kundenspezifische Teile, sowie den Druck mit
gemischten Materialien und 500.000 Farben
zu optimieren. Mit der Kombination aus
breitem Farbspektrum, außergewöhnlicher
Der Weg in die Zukunft / 16ST R ATA SYS.C O M
HAUPTNIEDERLASSUNGEN
7665 Commerce Way, Eden Prairie, MN 55344 Stratasys GmbH
+1 800 801 6491 (gebührenfrei innerhalb der USA) Airport Boulevard B 120
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