Inline-Spannvorrichtungen mit additiver Fertigung – Fallstudie Mawe Presstec
Mit 30 Jahren Erfahrung in der Blechbearbeitung bietet die deutsche Firma Mawe Presstec GmbH maßgeschneiderte Lösungen für Schlüsselbranchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik, Maschinenbau und Bauwesen. Für die Herstellung hochwertiger – oft kundenspezifischer – Produkte sind individuell angepasste Werkzeuge und Spannvorrichtungen für diverse Maschinen und Produktionsprozesse unerlässlich.
Umbau der Produktionsanlage
Mawe Presstec erkannte, dass die Herstellung, Nachbestellung und der Austausch von Werkzeugen und Vorrichtungen, die üblicherweise aus verschiedenen Metallen wie Aluminium gefertigt wurden, zeitaufwändig und kostspielig waren. Dies veranlasste das Unternehmen, nach alternativen Fertigungstechnologien zu suchen. Geschäftsführer Marco Werling erkannte die Vorteile der additiven Fertigung und investierte in einen industriellen 3D-Drucker vom Typ Stratasys F170™, um kundenspezifische Vorrichtungen und Werkzeuge im eigenen Haus herzustellen.
Die Ergebnisse, erklärte Werling, seien verblüffend. Mawe Presstec habe Entwicklungszyklen und -prozesse durch den 3D-Druck von Spannvorrichtungen und Werkzeugen für Produktionslinienmaschinen aus Thermoplasten deutlich verkürzt.
„Die additive Fertigung mit dem Stratasys F170-System hat die Lieferzeiten für Bauteile verkürzt und den gesamten Entwicklungsprozess in unserem Werk optimiert“, so der Geschäftsführer. „Die Herstellung von Vorrichtungen aus modernen Thermoplasten spart uns enorm viel Zeit – bis zu 50 % bei manchen Bauteilen – und bietet gleichzeitig ein höheres Maß an Individualisierung und Flexibilität. Der F170 kann rund um die Uhr betrieben werden – das bedeutet höhere Produktivität und kontinuierliche Druckkapazität.“
Die Blechbearbeitungsprojekte von Mawe Presstec erfordern häufig kundenspezifische Vorrichtungen, um bestimmte Geometrien und Designs zu realisieren. Diese Vorrichtungen müssen regelmäßig aktualisiert werden, um den jeweiligen Anforderungen gerecht zu werden. Ein gutes Beispiel hierfür ist eine der Vorrichtungen in der Produktionslinie, die für die Aufnahme von Scharnieren modifiziert werden musste. Normalerweise würde dies in mehreren Schritten gefertigt oder von einem externen Zulieferer bezogen werden, doch Mawe Presstec konnte die Vorrichtung mit Scharnier in einem einzigen Druckvorgang auf der F170 herstellen.
Reduzierung der Herstellungskosten von Spannvorrichtungen
Die Stratasys F170 hat seit ihrer Installation erhebliche Zeiteinsparungen ermöglicht und Mawe Presstec geholfen, ihr Ziel der Kostensenkung in der Fertigung zu erreichen. Der Ersatz von Metallvorrichtungen und Werkzeugen in der Produktionslinie durch additiv gefertigte Alternativen hat die Stückkosten gesenkt und sich zudem als vorteilhafte Lösung für die Handhabung von Blechteilen erwiesen.
„Wir erzielen Kosteneinsparungen von 20 bis 30 % pro Bauteil, indem wir die Materialkosten im Vergleich zum zuvor für die Herstellung der Spannvorrichtungen verwendeten Metall reduzieren“, sagte Werling. „Durch additive Fertigung verringern wir zudem den Materialabfall.“
Mawe Presstec entschied sich für technisches ABS für seine Druckaufgaben, da es alle Kriterien für die Vorrichtungsherstellung erfüllt. Diese Vorrichtungen erfordern eine hohe Belastbarkeit und Schlagfestigkeit, um den während des Fertigungsprozesses auftretenden Kräften standzuhalten. Gleichzeitig sind Hitzebeständigkeit und geometrische Genauigkeit für den effizienten Betrieb der Fertigungsanlagen unerlässlich.
Die Eigenschaften von FDM-ABS bieten zusätzliche Vorteile für Vorrichtungen, die mit polierten Metallprodukten in Berührung kommen. Beim Biegen und Umformen im Fertigungsprozess würden Metallvorrichtungen die polierte Oberfläche der Produkte zerkratzen. Das optimale Verhältnis von Steifigkeit zu Weichheit von ABS verhindert dieses Problem. Mit dem GrabCAD Print™ Advanced FDM-Tool lassen sich Produktionslinienvorrichtungen zudem nahtlos an den Oberflächen drucken, die mit dem Werkstück in Kontakt kommen. So wird eine glatte, kratzfreie Oberfläche gewährleistet.
Den Designzyklus durch 3D-Druck beschleunigen
Neben dem erfolgreichen Einsatz von FDM-ABS-Thermoplast hat Mawe Presstec die Nutzung des F170 3D-Druckers auch auf die Prototypenfertigung ausgeweitet. Wie Werling erläuterte, hat dies wesentlich dazu beigetragen, Produktprototypen für potenzielle und bestehende Kunden besser visualisierbar zu machen. Komplexe Designanforderungen lassen sich mit einem physischen Prototyp deutlich schneller analysieren und lösen, wodurch der gesamte Vertriebsprozess beschleunigt wird.
„Der F170 hat sich positiv auf unsere Dienstleistungen ausgewirkt, da wir 3D-gedruckte Prototypen effektiv in Vertriebsgesprächen und Designprüfungen einsetzen können“, ergänzte Werling. „Ein weiteres großartiges Werkzeug zur Verkürzung des Produktentwicklungszyklus ist die GrabCAD Print Software. Mit ihr können wir CAD-Dateien schnell und einfach an den 3D-Drucker senden. Die GrabCAD Software hat die Designphase unserer internen Fertigung deutlich komfortabler und effizienter gestaltet.“
Mawe Presstec hat den Stratasys F170 3D-Drucker in die Werkzeug- und Vorrichtungsfertigung sowie in die Prototypenentwicklung integriert. Die Maschine ist eine wertvolle Ergänzung des Maschinenparks, erweitert die Fertigungskapazitäten und ermöglicht es den Spezialisten von Mawe Presstec, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren: die Herstellung bestmöglicher Blechprodukte für ihre Kunden.
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