Im Entwicklungsprozess der Automobilindustrie benötigen Ingenieure eine Vielzahl von maßgeschneiderten Produktionswerkzeugen, die oft auf bestimmte Aufgaben und Modelle ausgelegt sind. Allein die Serienproduktion von Ford Focus erfordert mehr als 50 verschiedene Montagewerkzeuge. Diese Werkzeuge werden zunächst in Pilotanlagen entwickelt und dann in allen europäischen Werken vor Ort in 3D gedruckt.

Die Beschaffung dieser Tools über externe Hersteller erfordert viel Zeit, ist kostspielig und verlangsamt den Entwicklungszeitplan. Um den Arbeitsablauf zu optimieren, integriert das Team für additive Fertigung von Ford Ultimaker, BigRep und andere Markendrucker in den Arbeitsablauf, um Montagewerkzeuge wie Armaturen, Vorrichtungen und Messwerkzeuge. Generell sind diese Werkzeuge komplex aufgebaut, kostengünstig, schnell in der Produktion und direkt vor Ort herstellbar.

In den letzten Jahren hat sich die Herstellungsweise dieser Werkzeughilfswerkzeuge grundlegend geändert: Von Volkswagen über Boeing, Roboter etc. haben führende Hersteller die Vorteile des 3D-Drucks als Werkzeugherstellungsverfahren erkannt.

Die Bedeutung von Klemmen und Vorrichtungen

Die Maximierung der Produktionseffizienz und Produktivität ist das Hauptanliegen der Hersteller. Vorrichtungen und Vorrichtungen sind Fertigungshilfswerkzeuge, die zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Qualität des Herstellungsprozesses verwendet werden, während die Produktionszykluszeit minimiert und die Sicherheit der Arbeiter verbessert wird. Grundsätzlich besteht der Zweck von Vorrichtungen, Vorrichtungen und Fertigungshilfen darin, genaue, wiederholbare und austauschbare Fertigungsprozesse bereitzustellen und gleichzeitig die Produktionszeit und menschliche Fehler zu reduzieren.

1. Befestigung

Eine Vorrichtung ist ein Werkzeug, das verwendet wird, um ein Werkstück zu stützen und zu tragen und gleichzeitig ein Schneid- oder Bearbeitungswerkzeug für einen bestimmten Vorgang zu führen. Die gebräuchlichste Befestigungsart ist die Bohrvorrichtung, die den Bohrer in die gewünschte Position führt.

2. Werkzeuge

Die Vorrichtung hält, stützt und positioniert das Werkstück während der Bearbeitung oder Montage (führt aber nicht das Schneidwerkzeug). Die Klemmen sind normalerweise mit der Maschine verbunden, und jede Klemme muss so konstruiert sein, dass sie zu einem bestimmten Teil oder einer bestimmten Form passt.

Vorrichtungen und Vorrichtungen sind für die Optimierung des Herstellungsprozesses unerlässlich, und ihre Vorteile umfassen:

1. Abfall reduzieren

2.Verbessern Sie die Prozessgenauigkeit und Wiederholbarkeit

3. Reduzieren Sie das erforderliche Fähigkeitsniveau (Bedienen von Vorrichtungen und Vorrichtungen)

4.Verbessern Sie die Produktivität

3D-Druckwerkzeuge: mit der Tradition brechen

Herkömmliche Herstellungsverfahren erfordern, dass die Vorrichtungen und Vorrichtungen numerisch gesteuert oder manuell geschweißt und zusammengebaut werden. Dieser Prozess kann Tage (oder Wochen, wenn ausgelagert) dauern, insbesondere weil die Bearbeitung von Teilen eine intensive Planung und erfahrene Maschinenbediener erfordert.

Es überrascht nicht, dass die Verwendung traditioneller Herstellungsmethoden zu langen Lieferzeiten und hohen Produktionskosten führt, mit geringer Flexibilität bei neuen Designänderungen.

Der 3D-Druck ist jedoch ideal. Mit einem 3D-Drucker können Sie Vorrichtungen und Vorrichtungen on demand herstellen, der Preis ist nur ein kleiner Teil der Materialkosten und die Bearbeitung kann bei Bedarf wiederholt werden.

Warum 3D-Druck?

1. Schnellere Vorlaufzeit

Einer der Hauptvorteile des 3D-Drucks ist die Geschwindigkeit der Teileproduktion. Da es sich beim 3D-Druck um einen digitalen Fertigungsprozess mit 3D-CAD-Modellen handelt, wird lediglich das legendäre CAD-Modell benötigt und Ihr Teil kann innerhalb weniger Stunden gedruckt werden.

Dies ist von großem Vorteil bei der Herstellung von Vorrichtungen und Vorrichtungen. In der traditionellen Fertigung kann die Herstellung von Formen Tage oder sogar Wochen dauern und umfasst mehrere Verarbeitungsschritte. Beim 3D-Druck ist jedoch der größte Teil des Herstellungsprozesses automatisiert, was weniger menschliches Eingreifen erfordert und den Produktionsprozess beschleunigt.

Es gibt viele Fälle aus dem wirklichen Leben: Volkswagen Autoeuropa, die größte Autofabrik in Portugal, berichtete, dass sie durch 89D-Druckvorrichtungen und -vorrichtungen 3% der Zeit sparte. Eine Studie von Stratasys zeigt eine ähnliche Geschichte: 3D-Druckvorrichtungen können laut Hersteller zu einer Reduzierung der Vorbereitungszeit von bis zu 90 % führen.

Die Geschwindigkeit, mit der Vorrichtungen und Vorrichtungen durch 3D-Druck hergestellt werden, macht es auch ideal für mehrere Iterationen von ausrüstungsfördernden Innovationen und neuen Designänderungen.

Im Allgemeinen können mehrere Iterationen am selben Tag entworfen und gedruckt werden. Im Gegensatz dazu sind die Kosten für den Einsatz externer Lieferanten hoch, die Nutzungszeit ist lang und die Vorteile der additiven Fertigung liegen auf der Hand.

Diese Vorteile bedeuten, dass Ingenieure keine langen Entwicklungszyklen und langen Vorlaufzeiten zwischen dem Erhalten von Iterationen aus der Maschinenwerkstatt erleben müssen. Sie haben die Freiheit und Flexibilität, Designänderungen vor der Produktion vorzunehmen.

2. Kosten reduzieren

Neben der Zeitersparnis senkt der 3D-Druck auch die Produktionskosten erheblich. Üblicherweise wird die Produktion von Puzzles, Vorrichtungen und sonstiger Formausrüstung an externe Lieferanten ausgelagert.

Im Gegensatz dazu stellt der 3D-Druck diesen Ansatz in Frage, indem er es Herstellern ermöglicht, Technologie in das Unternehmen einzubringen. Diese neue Strategie – geringe Stückzahlen, eigener Werkzeugbau – bedeutet, dass Hersteller ihre Ausgaben für das Outsourcing reduzieren können.

Beispielsweise spart Liberty Electronics, ein Auftragsfertigungswerk in Pennsylvania, das High-End-Baugruppen für die Militär- und Luft- und Raumfahrtindustrie herstellt, 85 % der Kosten für kundenspezifische Werkzeuge durch internen 3D-Druck und nicht durch Outsourcing.

Die Lagerhaltung ist ein weiterer Bereich, in dem Hersteller die 3D-Druckkosten drastisch reduzieren können. Die additive Fertigung muss keine Werkzeuge und Geräte lagern, sondern ermöglicht eine On-Demand-Fertigung, sodass Werkzeuge bei Bedarf hergestellt werden können.

Da es sich beim 3D-Druck schließlich um einen additiven Prozess und keinen subtraktiven Prozess handelt, können Hersteller Materialverschwendung auf einfache Weise minimieren und so die Materialkosten senken.

3. Ergonomie verbessern

Da Vorrichtungen und Vorrichtungen eine physische Handhabung durch die Arbeiter in der Produktion erfordern, sollte die Herstellung von leichten Teilen, die einfach zu handhaben sind, die oberste Priorität des Herstellers sein.

Hier kann der 3D-Druck beim Abnehmen sehr helfen. Hochleistungswerkstoffe sind beispielsweise hervorragende Alternativen zu spanabhebenden Verfahren und bieten leichtere Optionen. Leichtere Werkzeuge bedeuten auch, dass die Arbeiter in der Produktion einfacher zu bedienen sind.

Die additive Fertigung ermöglicht es Ingenieuren, verbesserte Werkzeuge zu entwickeln, die genau den Anforderungen der Arbeiter entsprechen.

Bob Heath, AM-Anwendungsingenieur bei Eckhart, einem der führenden Anbieter fortschrittlicher Industrielösungen, sagte, dass die raue Montageumgebung und sich wiederholende Aufgaben den Mitarbeitern unglaublichen Schaden zufügen können. Die Entwicklung maßgeschneiderter ergonomischer Werkzeuge, die viel leichter sind als herkömmliche Werkzeuge, ist ein Vorteil des additiven Verfahrens von Eckhardt.

Das Unternehmen verbessert weiterhin die Ergonomie von 3D-Druckwerkzeugen, indem es Endbenutzer-Feedback integriert und gleichzeitig die Aufgaben der Arbeiter am Fließband leichter, sicherer, wiederholbarer und genauer macht.

Für einen Monteur, der beispielsweise alle 45 Sekunden Wischerblätter an neuen Autos montieren muss, die in die Station einfahren, ist dies ein ergonomischer Albtraum.

Eckhart hat daher in Zusammenarbeit mit Wuhan Yicheng 3D eine 3D-Drucklehre entwickelt, die sich außerhalb des Motorkörpers des Wischers befindet und den Bediener durch das Aufsaugen des Werkzeugs an die Windschutzscheibe des Fahrzeugs unterstützt.

Die durch die neue Vorrichtung geschaffene feste Position ermöglicht es Monteuren, Wischerblätter konsequent zu installieren und jegliche Nacharbeit oder Qualitätsprobleme nachgelagert zu vermeiden.

4. Mehr Arten von Materialien

Von Kunststoff und Metall bis hin zu Gummi und Wachs bietet der 3D-Druck eine Vielzahl von Materialien. Der Multimaterial-3D-Druck ist ein schnell wachsendes Interessengebiet, bei dem Materialien kombiniert werden, um neue Materialien mit verbesserten mechanischen Eigenschaften zu schaffen. 3D-gedruckte Teile können beispielsweise chemisch und hitzebeständig sein oder UV-stabil sein.

Einer der wichtigsten Effekte von Vorrichtungen und Vorrichtungen ist die Entwicklung von Hochleistungswerkstoffen wie PEKK oder ULTEM und Verbundwerkstoffen, die stabile und leichte Formteile mit verbesserten mechanischen Eigenschaften erzeugen können.

5. Verbessern Sie die Leistung

3D-Druck kann dazu beitragen, die Leistung von Vorrichtungen und Vorrichtungen zu verbessern, indem sie eine einfachere Möglichkeit bietet, neue und verbesserte Designs zu erstellen. Dieses Ziel zu erreichen war in der Vergangenheit aufgrund des Aufwands, der erforderlich war, um neue Fertigungsvorrichtungen mit traditionellen Methoden herzustellen, eine gewaltige Aufgabe.

AM kann Funktionen wie Seriennummern, Herstellungsdaten und andere wichtige Daten hinzufügen, um die Bestandsverwaltung und -verfolgung zu verbessern.

Bei der Verarbeitung getrennte Bauteile können beim 3D-Druck miteinander kombiniert werden. Dies minimiert den Zwischenraum und die unnötige Ansammlung von Staub und Schmutz (z. B. von Bearbeitungswerkzeugen).

6. Customization

Schließlich erleichtert der 3D-Druck die Herstellung kundenspezifischer Produkte. Gepaart mit der Fähigkeit, komplexe Geometrien zu erstellen, können mit dieser Technologie problemlos komplexe Sonderwerkzeuge hergestellt werden, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden sonst nicht möglich wären.

Ford verwendet einen großformatigen (1 m³) 3D-Drucker zur Herstellung von Vorrichtungen und Vorrichtungen

Wenn die Anzahl der Werkstücke gering ist, sind die Kosten für die 3D-Druckfertigung relativ gering; Die Werkzeuge sind leichter als herkömmliche Methoden und können sich schneller an zusätzliche Bedürfnisse anpassen. Gegenüber den Kosten herkömmlicher Werkzeuge in der konventionellen Fertigung lassen sich pro Werkzeug 1,000 Euro für Druck- und Montagehilfswerkzeuge wie Vorrichtungen und Vorrichtungen einsparen. Vom ursprünglichen Fremdauftrag inklusive Konstruktion und Fertigung, der durchschnittlich 10 Wochen dauerte, bis hin zu jetzt auch komplexen Montagevorrichtungen können innerhalb von spätestens 10 Tagen fertig gestellt werden. Der heute von Ford eingesetzte Bigrep pro3D-Drucker hat eine Formteilgröße von 1 Kubikmeter, mit der große Industrieteile gedruckt werden können.

Der Vorteil des FDM 3D-Drucks liegt im Material. Eine Vielzahl an Verbrauchsmaterialien und unterschiedlichste Materialeigenschaften bieten die richtige Lösung für den praktischen Einsatz. Mit nur einem additiven Fertigungsprozess können die Produktionsanlagen den Anforderungen unterschiedlichster Anwendungen und Betriebsumgebungen gerecht werden.

Die Palette an Verbrauchsmaterialien und deren Materialeigenschaften ist nahezu endlos: Festigkeit, Elastizität, Hitzebeständigkeit, Festigkeit, Belastbarkeit und Haltbarkeit liegen im Rahmen vorhersehbarer Veränderungen. Für die 3D-Drucktechnologie ist es das Wichtigste, mit Qualität und Quantität drucken zu können, ohne Materialeigenschaften zu verlieren.

Ein weiterer Schlüsselfaktor beim Einsatz von FDM-3D-Druckern ist das offene Verbrauchsmaterialsystem. 3D-Druck-Produktionswerkzeuge können individuell an Verbrauchsmaterialien mit unterschiedlichen Materialeigenschaften von verschiedenen Materialherstellern angepasst werden, um deren jeweilige Anwendung und Fertigung zu erreichen. Diese Eigenschaft von 3D-Druckern kommt besonders bei Produktionsanlagen, Werkzeugen und Montagehilfen zum Tragen, zeigt das disruptive Potenzial des additiven Fertigungsverfahrens und hat bereits beispielhafte Veränderungen bewirkt. Gerade in Bezug auf Montagewerkzeuge ist das Anwendungsprogramm nicht nur in der Form sehr vielfältig, sondern hat auch ein breites Anwendungsspektrum.

Link zu diesem Artikel:Was sind die Vorteile von 3D-Druckwerkzeugen bei der Herstellung von Vorrichtungen gegenüber herkömmlichen Fertigungsmethoden?

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