Vereinfachung von Automobilfertigungsprozessen durch additive Fertigung
Qualität und Fertigungsleistung sind heute Schlüsselfaktoren in der Automobilproduktion. Mit dem Aufkommen neuer Technologien wie autonomen Fahrzeugen und intelligenten Autos stehen Hersteller und Zulieferer unter großem Druck, auf neue Fertigungstechnologien und Expertise zu setzen, um effizientes Design, Kostenmanagement und reibungslose Arbeitsabläufe zu gewährleisten.
Unser Artikel erörtert die Vorteile des 3D-Drucks von Automobilbauteilen und -sitzen gegenüber traditionellen Fertigungsmethoden sowie dessen optimale Anwendung in Produktionslinien.
Vorteile der additiven Fertigung von Spannvorrichtungen und Sitzen
Hersteller arbeiten traditionell mit CNC-gefrästen oder spritzgegossenen Vorrichtungen und Sitzen, deren Herstellung zeit- und arbeitsaufwändig ist und deren Rentabilität nicht garantiert ist. Die additive Fertigung ermöglicht die schnellere Herstellung neuer Teile aus technischen Werkstoffen ohne CNC-Bearbeitung und führt so zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der Geräteproduktion.
Der 3D-Druck von Einrichtungsgegenständen und Sitzen bietet folgende Hauptvorteile:
- Schnelle Markteinführung: 3D-Druck ermöglicht die schnellere und bedarfsgerechte Produktion von Vorrichtungen und Sitzen. Die Lieferzeiten sind 70–90 % kürzer als bei herkömmlichen Fertigungsmethoden.
- Gestaltungsfreiheit: Der 3D-Druck baut Bauteile von Grund auf, Schicht für Schicht, auf. Dadurch werden die traditionellen Beschränkungen fertigungsorientierter Konstruktionen aufgehoben und eine Vielzahl neuer Möglichkeiten für die Werkzeugkonfiguration eröffnet. Bei der additiven Fertigung stellen Bohrungen, Konturen und komplexe organische Strukturen keine Hindernisse mehr dar.
- Konsolidierung von Komponenten: Dank der gestalterischen Freiheit, die der additiven Fertigung innewohnt, können Hilfsmittel, die bisher aus Komponenten bestanden, die jeweils ihre eigene Montagezeit erforderten, nun aus einer einzigen Komponente gefertigt werden, wodurch die Wartungskosten reduziert werden.
- Ergonomie: Die Entwicklung von Komponenten nach neuen Richtlinien ermöglicht es Ihnen, den Arbeitskomfort und die Ergonomie Ihrer Hilfsmittel zu verbessern. Bei der Konstruktion können Sie der Funktionalität Vorrang vor der Herstellbarkeit einräumen. Dies verursacht keine zusätzlichen Kosten oder verlängert die Produktionszeit, erhöht aber die Sicherheit und den Komfort der Mitarbeiter bei der Nutzung der Hilfsmittel.
- Gewichtsreduzierung: Ein weiterer Vorteil, der den Komfort und die Sicherheit der Mitarbeiter an der Produktionslinie erhöht, ist die Gewichtsreduzierung der Hilfseinrichtungen. Der 3D-Druck ermöglicht die Verwendung robuster, hochwertiger Materialien bei gleichbleibender Funktionalität der Bauteile im Vergleich zu Metallausführungen.
- Digitales Inventar: 3D-Drucker arbeiten direkt mit CAD-Daten. So lassen sich neue Designs schnell erstellen und bestehende einfach anpassen. Ändert sich beispielsweise die Größe des Endprodukts und wird eine neue Vorrichtung benötigt, muss lediglich das CAD-Modell der Vorrichtung aktualisiert und das additiv gefertigte Teil bestellt werden. Die neue Vorrichtung kann dann innerhalb weniger Tage in der Produktion eingesetzt werden.
Additive Fertigung in der Automobilproduktion:
Obwohl die Begriffe „Spannvorrichtungen“ und „Aufnahmevorrichtungen“ oft synonym verwendet werden, bestehen deutliche Unterschiede zwischen ihnen, und ihre Anwendungsbereiche sind vielfältig. Spannvorrichtungen sind kundenspezifische Elemente, die die Position und Bewegung eines Werkstücks während eines Bearbeitungsprozesses steuern und überwachen. Sie gewährleisten Wiederholgenauigkeit und Präzision in der Fertigung. Aufnahmevorrichtungen hingegen fixieren ein Werkstück während der Bearbeitung oder anderer industrieller Prozesse. Sie sichern eine gleichbleibende Qualität, reduzieren die Produktionskosten und ermöglichen die Fertigung unterschiedlicher Teile nach ihren jeweiligen Spezifikationen.
Von der Montage über die Qualitätssicherung bis hin zur Logistik sorgen „Klemmen und Sitze“ für einen reibungslosen Fertigungsprozess von Automobilkomponenten. Hier einige Beispiele für 3D-Druckanwendungen von Klemmen und Sitzen in der Automobilindustrie:
- Fertigung und Montage: In diesem Schritt des Fertigungsprozesses werden am häufigsten 3D-gedruckte Werkzeuge eingesetzt, um die Position von Werkzeugen und Schienen beim Fräsen und Bohren von Teilen zu führen und beizubehalten.
- Sicherheit: Oftmals obliegt es den Arbeitern, die Sicherheit von Teilen und Geräten zu überprüfen. Daher ist es wichtig, dass die Spannvorrichtungen und Sitze leicht und ergonomisch sind, um eine einfache Handhabung zu gewährleisten.
- Qualitätssicherung und Inspektion: Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich präzise, kundenspezifische Werkzeuge herstellen, die die hohen Anforderungen der Qualitätssicherung an Vorrichtungen und Prüfwerkzeuge erfüllen. Die für die additive Fertigung entwickelten thermoplastischen, robusten Kunststoffe bieten eine kratzfreie Oberfläche für die Endkontrolle.
- Verpackung und Logistik: Der häufigste Anwendungsbereich ist die Herstellung kundenspezifischer Spannvorrichtungen für den innerbetrieblichen Transport. Thermoplastische Werkstoffe aus additiver Fertigung sind langlebig und hitzebeständig und widerstehen den Belastungen beim Transport, wie Vibrationen, Druck und Feuchtigkeit.
Die Automobilindustrie befindet sich in einer spannenden und disruptiven Phase. Hersteller, die über das Fahrzeugdesign hinaus innovativ sind und bereit, alle Aspekte des Konstruktions- und Fertigungsprozesses zu transformieren, werden sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Vorrichtungen und Sitze, die mittels additiver Fertigung hergestellt werden, spielen dabei eine Schlüsselrolle. Sie steigern die Effizienz, tragen zur Fehlervermeidung bei und verkürzen die Prüfzeiten.
Der 3D-Druck ist seit Jahren im Entwicklungsprozess von Automobilprototypen und bei der Herstellung von einzigartigen oder kundenspezifischen Teilen unverzichtbar.
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