Hans-Jürgen Klein
Hans-Jürgen Klein

Business Development additive Technologien
Vertrieb & Marketing
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h.klein@vmr-kg.de

Kennenlernen


Querdenken: der kreative Lösungsansatz bei technischen Problemstellungen trägt entscheidend dazu bei, sich von Denkmustern zu lösen, die Ihre Wurzel in der extrem eingeschränkten Geometriefreiheit traditioneller Fertigungsverfahren haben.

Querdenken ist erlernbar! Nutzen Sie die vielen Vorteile, die sich daraus ergeben. Wir zeigen Ihnen wie.


Integrative Produktentwicklung - neue Ideen neu gedacht

Wie die Serienfertigung von Metall- und Kunststoffteilen von 3D-Druck profitieren kann

Wie beschreibt man etwas, das noch so jung und neu ist, dass es nicht mal einen richtigen Namen hat? Und wie kommen wir überhaupt dazu, das seit Jahrzehnten bewährte Vorgehen in der Produktentwicklung anzuzweifeln? Wie sollen wir uns interessierten Kunden zu diesem Thema nähern, und wie machen wir darauf aufmerksam? Wir wagen einfach einen Anfang:

Zu jeder heute bekannten Fertigungsart gibt es mittlerweile viele Konstruktionsvorgaben, Anweisungen und Empfehlungen. Ein Gießteil muss so und so beschaffen sein, ein Frästeil so und ein Drehteil wiederum ganz anders. Aber in jedem Falle müssen sie so gestaltet sein, dass sie der angedachten Fertigung entgegen kommen und am Ende entsprechend wirtschaftliche Ergebnisse vorliegen.
Irgendwann vor rund 20 Jahren kam dann der 3D-Druck hinzu. Vor allem Entwickler nutzen die Verfahren, weil man einfach alles drucken konnte, ohne weitere Anforderungen zu berücksichtigen. Man druckte ganz universell Teile, ganz gleich, ob sie in der Serie als Guss, als Frästeil oder als Drehteil produziert werden. Und so macht man das vielfach auch heute noch.

Als Vordenker, Umdenker und Kreativdenker kamen wir von VMR jedoch immer wieder auf die Frage zurück, warum werden neue Bauteile nicht gleich auf die additive Fertigung hin konstruiert? Warum nutzt man nicht diese geniale Geometriefreiheit, um völlig neue Produkte gerade auch für die Serie zu gestalten?

Und genau hier setzen wir mit unseren Ideen an!

Der integrative Ansatz - ein Erklärungsversuch

Integrative Produkt- und Fertigungsentwicklung bedeutet die ganzheitliche Betrachtung von Bauteilen oder Baugruppen von der Planung bis zum Endprodukt, unter Einbeziehung aller vorhandener Ressourcen und Technologien. Die gleichzeitige Anwendung unterschiedlicher Konstruktionsweisen und Fertigungsarten – von additiv bis konventionell oder einer Mischung daraus – ermöglicht neue noch nie dagewesene Produkte und Innovationen.

Es geht also darum, die vorhandenen Ressourcen einzubeziehen, und zwar alle. Von der Idee bis zur Entsorgung. Um den Vorgang an dieser Stelle zu vereinfachen, betrachten wir im Folgenden Produkte von der Idee bis zur Fertigung.

Die Konstruktionsebene

Bisher entstanden und entstehen neue Produkte häufig so, dass man sich erst NACH deren Entwicklung Gedanken macht, wie man sie herstellen könnte. Ein Umstand, den wir aus unserer täglichen Arbeit kennen. Immer wieder erhalten wir Anfragen, bei denen Produkte als Metallteile ausgelegt sind und die dann als Kunststoffteile umgesetzt werden sollen oder umgekehrt.
Beim integrativen Ansatz spielt deshalb die Herstellungsart bereits in der Planungsphase eine wichtige Rolle. "Welchen Vorteil könnte es haben, ein Produkt so oder so herzustellen?" muss daher eine der ersten Fragen in diesem Stadium sein. Daraus ergeben sich in der Folge auch weitere Ideen und Maßnahmen, bis hin zu Fertigungs- und Material-Alternativen.

Die Materialebene

Auch die Festlegung des Materials geschieht in traditioneller Weise oft erst lange nach der Festlegung des Bauteilkonzeptes. Dabei entspringt die Materialentscheidung recht oft einem Schubladendenken, bei dem man immer wieder auf längst bekannte Materialien zurückgreift.
Unsere Gegenfrage beim integrativen Ansatz lautet deshalb: "Warum nicht Materialien wie Kunststoff und Metall und traditionelle Fertigung mit additiven Herstellmethoden direkt miteinander kombinieren?" Die Idee dahinter: einfach die Eigenschaften und Vorteile beider Materialien und Verfahren nutzen und eine optimale Funktionalität daraus generieren – zum Beispiel die maximale Steifigkeit von Metall und das geringe Gewicht von Kunststoff und der Integration zusätzlicher Funktionen durch die Möglichkeiten des 3D-Drucks.

Die Fertigungsebene

Weitere Schubladen-Entscheidungen werden in Zusammenhang mit der Fertigungsart getroffen. "Entweder so oder so" lautet daher häufig die Auswahl. Das Potenzial neuer Verfahren wird dadurch entweder schnell verkannt oder man schreckt aus Unerfahrenheit davor zurück. Beim integrativen Ansatz stellen wir deshalb bewusst die Frage, ob traditionelle Verfahren nicht auch mit neuen Technologien ergänzt und kombiniert werden können. So gestaltet es sich gleich viel einfacher, neue Ideen und Produkte in die Praxis umzusetzen, als nur die additive oder nur die konventionelle Fertigung jeweils für sich selbst zu sehen. Prüfen Sie hier die jeweils vorhandenen Vorteile und Eigenschaften der einzelnen Verfahren und stellen Sie sich die vorteilhaftesten zusammen.

Die Statusebene

Bei konventioneller Produktentwicklung unterscheidet sich die Prototypenfertigung meist grundsätzlich von der Art und Weise, wie die Serie hergestellt werden soll. Mögliche Rückschlüsse vom Prototyp auf die Serie, auf weiterführende Prozesse oder eine Optimierung der Herstellungsabläufe scheinen uninteressant zu sein und werden damit von der Produktentwicklung auf die Fertigungsabteilungen der Serienteile übertragen. Vorgehensfehler dieser Art rächen sich allerdings schnell und treiben im schlimmsten Fall die Zeit- und Kostenaufwände beträchtlich nach oben.
Wurde hingegen nach integrativem Ansatz – unter Berücksichtigung aller verfügbaren Ressourcen – entwickelt, war bereits in einer deutlich früheren Phase klar, mit welchen Verfahren die Einzelteile des Produkts produziert werden können und welche Alternativen es gibt. Prototyp und Serie können dann – bis auf die Stückzahlen – auf ein und derselben Ebene stehen. Das Verfahren zur Herstellung ist bei beiden gleich. So besteht von Anfang an die Chance, Verbesserungen am Prototyp durchzuführen, die sich parallel direkt auf die Serienteile auswirken, mit allen weiteren denkbaren Vorteilen und deutlich weniger Risiken.

 

Wird dieser Weg konsequent verfolgt, eröffnen sich schnell neue Wege und Möglichkeiten, Produkte umzusetzen oder Alternativen zu finden – gerade im Hinblick auf neue Verfahren und Prozesse wie der additiven Fertigung.  Möchten Sie mehr über diese Vorgehensweise erfahren, freuen wir uns über Ihre Anfrage!