Optikunternehmen sollten Hybridfertigung einsetzen

Es ist kein Geheimnis, dass Optik im Zentrum von New York eine große Sache ist. Die reiche Geschichte der Region, führend in der Optik- und Photonikindustrie zu sein, bedeutet, dass wir das Privileg haben, mit vielen dieser Unternehmen zusammenzuarbeiten.

Im Laufe der Jahre habe ich unzählige 3D-Modelle dieser Firmen analysiert. Ich bin immer wieder beeindruckt von der Komplexität und Präzision, die für die Herstellung interner optischer Komponenten erforderlich sind.

Komplexität ist der Schlüssel

Wenn man an Optik denkt, denkt man meistens an klare Linsen in verschiedenen Formen und Größen. Die schwierigeren Teile für Optikunternehmen in der Herstellung sind jedoch in der Regel komplexe Metallkomponenten, die verwendet werden, um die Linsen in präzisen Positionen zu halten.

Ihre Komplexität und hohe Präzision machen ihre Bearbeitung sehr teuer. Dies erfolgt typischerweise über 5-Achs-CNC-Bearbeitung oder EDM (Electro Discharge Machining). Beide Vorgänge sind in Bezug auf die stündlichen Betriebskosten in der Regel sehr teuer.

Im Fall von EDM ist die häufigste Beschwerde, die ich von Ingenieuren höre, wie schmerzhaft langsam der Prozess ist. Dies ist jedoch heute der einzige Weg, um eine unglaubliche Präzision und Oberflächengüte zu erreichen.

Für den Produktionsalltag werden diese Herausforderungen toleriert. Besonders schmerzhaft werden sie in der Forschung und Entwicklung. Neue Metallkomponenten werden zu einem Engpass für den Prototyping-Prozess, da ihre interne Bearbeitung viel Zeit in Anspruch nimmt. Projekte verzögern sich – oder schlimmer noch – die Teile werden ausgelagert. Wenn Teile ausgelagert werden, berechnet ein Geschäft normalerweise das 5- bis 10-fache der Rohmaterialkosten.

Hybridfertigung ist nicht nur für die Optik geeignet

Eine Lösung für diese Probleme ist eine Strategie namens Hybrid Manufacturing. Dieses Konzept ist für viele Ingenieure, die nur an traditionelle Bearbeitungsstrategien gewöhnt sind, ganz neu.

Zuerst wird ein endkonturnahes Teil mit einem Metall-3D-Drucker in 3D gedruckt. Als nächstes werden alle kritischen Merkmale in einer sekundären Operation wie 5-Achsen-Bearbeitung oder EDM auf die richtigen Abmessungen geschliffen.

Das gesamte Ziel dieser Strategie besteht darin, den Zeitaufwand für die 5-Achs-Fräs- und Erodiermaschine zu reduzieren. Aufgrund der vielen Gespräche, die wir mit Optikunternehmen geführt haben, wird die Zeit an diesen Maschinen geschätzt.

Wenn ein Prototypteil hergestellt wird, wird normalerweise Zeit von der Produktionsaktivität genommen. Es ist sehr selten, dass ein Unternehmen eine zusätzliche EDM- oder 5-Achs-CNC herumlegt, die für Prototypenarbeiten bestimmt ist.

2 GROSSE Vorteile durch die Reduzierung der Maschinenzeit

Es gibt zwei Gründe, die teure Maschinenzeit zu verkürzen, sind ein großer Vorteil.

1. Schnellere Prototypenbearbeitung
   Die meisten Unternehmen, mit denen wir zusammenarbeiten, haben eine Vorlaufzeit von 2-10 Wochen, um Prototypenteile intern zu beschaffen. Aufgrund der Komplexität so vieler Komponenten, die in der Optik verwendet werden, ist die Vorlaufzeit oft noch länger.
   
2. Dedizierte Produktion
   Vielleicht gehören Sie zu den wenigen Unternehmen, die die Produktion nicht unterbrechen müssen, um Prototypenkomponenten herzustellen. Wenn ja, herzlichen Glückwunsch! Wenn nicht, kostet jede Stunde, die ein Prototyp auf einer 5-Achs-Maschine produziert wird, Geld und gefährdet die Lieferfristen. Die 5-Achsen-Bearbeitungszeit wird normalerweise auf 150-500 USD/Std. geschätzt.

Um es ganz klar zu sagen (Optik-Witz?):Eine hybride Fertigungsstrategie zur Herstellung von Prototypen wird für viele Branchen keinen Sinn machen. Es kann jedoch für Branchen wie Optik und medizinische Geräte funktionieren. Denn sie benötigen oft relativ kleine und sehr komplexe Metallteile. Die geforderte Komplexität ist der Schlüssel, um diese Strategie tragfähig zu machen.

Schlüssel zum Mitnehmen

Hybride Fertigung, die 3D-Druck und traditionelle Bearbeitung nutzt, kann Prototyping-Prozesse beschleunigen. Optikunternehmen sind aufgrund der Komplexität der zu fertigenden Teile ideal positioniert, um von dieser Strategie zu profitieren.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Metall-3D-Druck bei der Herstellung komplexer Metallkomponenten helfen kann, sehen Sie sich diese Fallstudie der Alpha Precision Group an.

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Produziert Ihr Unternehmen kleine oder komplexe Metallteile? Lesen Sie, wie die Alpha Precision Group den 3D-Metalldruck integriert hat, um 83 % gegenüber den Standardherstellungskosten einzusparen.

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