Vier essenzielle Additive Manufacturing Use Cases für die moderne Produktion

Dies ist ein Originalartikel von Fast Radius.

Wenn Menschen an Additive Manufacturing (AM) denken, kommt oft zuerst Prototyping in den Sinn. Wenn Sie schnell auf einem Design iterieren müssen, ohne die Zwänge traditioneller Fertigungsläufe, funktioniert AM gut, weil kein Hartwerkzeug involviert ist, was schnelle Iteration ermöglicht.

Aber nicht nur Unternehmen in der Prototyping-Phase der Produktentwicklung profitieren von Additive Manufacturing. Es gibt vier weitere spezifische Use Cases, wo der Fall für Additive besonders leicht zu machen ist, aufgrund seiner Fähigkeit, traditionelle Fertigungsmethoden in Geschwindigkeit, Effizienz, Qualität und Kosteneinsparungen zu übertreffen.

Kleinserienproduktion (Low-Volume Production Runs)

Bei traditioneller Fertigung müssen Sie Endverbrauchsteile in großen Volumen produzieren, um den Stückpreis zu senken. Wenn Sie Teile im Zehntausender- oder Hunderttausenderbereich fertigen, sinn es oft, Legacy-Prozesse zu nutzen. Was aber, wenn Sie eine Produktionsserie im Hunderter- oder niedrigen Tausenderbereich planen? Traditionelle Fertigung ist möglicherweise nicht machbar wegen der hohen Kapitalkosten.

Nehmen Sie Spritzguss als Beispiel. Typische Werkzeugkosten können 20.000 bis 110.000 $ betragen, bevor Sie überhaupt in Produktion gehen. Mit AM ist kein Kapitaleinsatz für Werkzeuge erforderlich, was es Ihnen ermöglicht, die Teileproduktion genau an die Marktnachfrage anzupassen. Teile können in viel kleineren Stückzahlen ohne Mindestbestellmengen produziert werden, was Fertigungskosten senkt und Inventar reduziert.

Konsolidierte Teile (Consolidated Parts)

Zusätzlich zu ökonomischen Vorteilen hat AM signifikante Designvorteile für bestimmte Teilarten, die lange als „unherstellbar“ galten – beispielsweise die Fertigung komplexer Teile als einzelne konsolidierte Einheiten. Teile mit sehr komplexen Geometrien, wie Gitterstrukturen, oder sogar bewegliche Baugruppen sind mit AM möglich. Sie können ein Teil exakt für seinen Verwendungszweck designen – Design for Function statt dem „alten Weg“, Design an Fertigungsrestriktionen anzupassen.

Diese Fähigkeit, vereinfachte, effizientere Teildesigns zu erstellen, hat viele Vorteile:

• Weniger Geld für Montage ausgegeben, und verringertes Risiko versteckter Kosten und Projektdelays, die komplexe Teile begleiten können, was zu niedrigeren Gesamtprojektkosten führt.
• Weniger Materialverbrauch – AM kann oft bis zu 70 % Materialreduktion erreichen.
• Geringeres Risiko – weniger Risiko, dass ein Lieferant einen Teil nicht liefert, und verringertes Risiko von Teilversagen.

Beispielsweise hat ein Hersteller mit Fast Radius und Carbon® am Design seines SILQ-Stuhls gearbeitet, Gewinner des prestigeträchtigen Innovation Award bei der NeoCon 2018. Armlehnenkappen wurden traditionell als drei separate Teile gefertigt und später montiert. Aber der Hersteller und Fast Radius ermöglichten den Druck der Armlehnenkappe als eine zusammenhängende Einheit, designed mit einer Gitterstruktur, um Materialverbrauch substantiell zu reduzieren.

Teile, die Anpassung erfordern (Parts Requiring Customization)

Dieses Unternehmen nutzte auch einen weiteren Vorteil des Additive Manufacturing im Design der SILQ-Stuhl-Armlehnenkappe: die Fähigkeit, Designelemente schnell und im sehr kleinen Maßstab anzupassen. Firmenkunden können die Armlehnenkappen der Stühle, die sie bestellen, personalisieren, indem sie die Textur ändern, ein Logo hinzufügen oder variable Seriennummern einfügen.

Ohne die Kosten und Zeitbeschränkungen initialer Werkzeuge können Designs auf spezifische Teilanwendungen oder Konsumentenbedürfnisse zugeschnitten werden, bis hin zur einzelnen Einheit. Das macht es hoch nützlich für die Anpassung sowohl von Funktionalität als auch ästhetischer Behandlung, einschließlich Branding. Da mehr als drei Viertel der Konsumenten bereit sind, 10 % mehr für maßgeschneiderte Möbel zu zahlen, gibt diese Fähigkeit, Stücke bis auf die einzelne Einheit zu personalisieren, Unternehmen einen zusätzlichen Marktvorteil.

Kleine Teile (Small Parts)

Kleinere Komponenten – etwa in der Größe eines Softballs oder kleiner – sind besonders effizient bei sehr niedrigen Volumen mit AM herzustellen. Und wenn Sie die Produktion bei sehr kleinen Teilen hochskalieren, können Sie Break-even-Kurven gegenüber traditionellem Spritzguss im Tausender- oder manchmal Zehntausenderbereich sehen. Tatsächlich macht es für kleine Kunststoffteile in der Größe eines Pingpongballs oder kleiner oft ökonomisch wenig Sinn, traditionelle Fertigung überhaupt zu nutzen.

Ein Chicago-basiertes Unternehmen, das Oberarmprothesen produziert, beauftrage Fast Radius, die zweite Generation seines Flaggschiffprodukts zu verfeinern. Dieses Medizinprodukt nutzt elektrische Mustererkennung, um Menschen, die ihre oberen Gliedmaßen verloren haben, volle Kontrolle über Bewegung in ihren Prothesenarmen zu ermöglichen.

Zwei der für das System integralen Teile sind der Kalibrierknopf und Dosenstecker, beide sehr klein, mit komplexen Details, einschließlich einer spezifischen Texturoberfläche, die der Knopf für präzise Benutzerinteraktion erfordert. Die Nutzung von Additive Manufacturing für diese Teile bedeutet, dass das Design unter expliziter Kontrolle ist, und der Durchsatz ist dennoch beeindruckend – 135 Knöpfe (11x11x5,5 mm) in 35 Minuten und 848 Dosenstecker (1,75×5,2×3,2 mm) in 23 Minuten.

Wenn eines der obigen Szenarien für Ihre Fertigungsbedürfnisse Sinn ergibt, ist es an der Zeit, Additive Manufacturing in Betracht zu ziehen. Lassen Sie uns darüber sprechen, wie Sie Ihre Fertigungsprozesse verfeinern und Ihre Teilequalität und Bottom Line verbessern können.

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