Seriennah und einbaufähig
Mai 2007
Das Lasersintern lässt Funktionsprototypen der Serie immer näher kommen
Das Lasersintern gehört heute zu den maßgebenden Technologien im Rapid Prototyping. Es ermöglicht die Fertigung belastbarer und seriennaher Funktionsmodelle. Nicht nur die Entwickler der Automobil- und Konsumgüter-Industrie nutzen das generative Schichtbau-Verfahren, auch Möbeldesigner fahren damit inzwischen Montage- und Belastungstests.
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Moderner Maschinenpark fürs e-Manufacturing: Bei FKM sind 13 Lasersinteranlagen in Betrieb. |
Sohlen für Tennisschuhe, Kühlergrills für Autos oder Griffe für Küchenmesser: Das selektive Lasersintern wird heute branchenübergreifend zum Prototyping eingesetzt. Selbst große Prototypen finden in wenigen Stunden zu ihrer Form, da die zum Teil mit Doppelkopf-Lasern ausgestatteten Sinteranlagen inzwischen über stattliche Bauräume von bis zu 700 x 400 x 600 Millimetern verfügen. Zudem steht den Produktentwicklern mittlerweile eine Werkstoffauswahl zur Verfügung, die es erlaubt Prototypen mit ganz unterschiedlichen Merkmalen herzustellen.
Simulierter Stapel-Stuhl
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Bei der Entwicklung des Stapelstuhls "task" war es wichtig, seriennahe Prototypen anzufertigen.
Die Wahl fiel auf den Werkstoff Alumide, der wegen seiner silbernen Färbung auch optisch dem Endprodukt am nächsten kommt. |
Auch die Entwicklungsingenieure und Designer der Möbelindustrie haben die Möglichkeiten des Lasersinterns längst entdeckt. Die Sitzmöbelwerke Kusch + Co setzten das Verfahren beispielsweise bei der Entwicklung ihres neuen Stapelstuhls „task" ein. Im Rahmen des Prototypings ließ das Designerteam des Hallenberger Herstellers fast die komplette Konstruktion des Stuhls im Lasersintern „simulieren". Das betraf insgesamt elf Bauteile, darunter zahlreiche geometrisch aufwändige Verbindungsmechaniken. Es nutzte dabei die Dienste von FKM Sintertechnik, einem der führenden Prototyping-Unternehmen auf dem Gebiet des Lasersinterns. Der Hersteller-unabhängige Entwicklungs-Dienstleister mit Stammsitz im hessischen Biedenkopf betreibt einen hierzulande wohl einzigartigen Maschinenpark und ist aufgrund seiner langjährigen Projekterfahrung in der Lage, seinen Kunden stets das Optimum aus Werkstoff- und Verfahrenstechnik zu bieten.
FKM fertigt für die Branchen Automotive, Hausgeräte, Konsumgüter, Medizintechnik, Kommunikationstechnik und im wachsendem Maße auch für die Möbelindustrie. Im Fall der Sitzmöbelwerke Kusch + Co ging es vor allem darum, belastbare und seriennahe Prototypen anzufertigen, mit denen sich realistische Belastungs- und Montagetests mit dem neuen Stapelstuhl durchführen ließen. Die Wahl fiel daher auf den Werkstoff Alumide, der aufgrund seiner silbernen Einfärbung auch optisch dem späteren Endprodukt am nächsten kommt. Es handelt sich dabei um ein Aluminium gefülltes Feinpolyamid, das sich besonders gut für in der Testphase stark beanspruchte Teile sowie für mehrteilige Funktionsbaugruppen eignet.
Klein aber komplex
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Entwicklungsprojekt Stapel-Stuhl: Die Sitzmöbel-werke Kusch + Co ließen fast die gesamte Konstruktion eines neuen Stuhls im Lasersintern "simulieren".
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Aus diesem Werkstoff entstanden in wenigen Tagen und über mehrere Iterationsschritte hinweg im Maschinenpark von FKM die Prototypen für Armlehnen, Rückenlehnenträger sowie zahlreiche Verbindungselemente. Dabei waren sowohl geometrisch einfache Bauteile mit glatten Oberflächen als auch konstruktiv recht komplexe Kleinteile zu realisieren. Neben der hohen Festigkeit war die Maßgenauigkeit eine der wichtigsten Anforderungen, damit der Stuhl-Hersteller sowohl Montageversuche als auch Praxistest einwandfrei und seriennah absolvieren konnte.
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"Der Trend im Rapid Prototyping geht eindeutig in Richtung einbaufertige Funktionsmodelle", so Jürgen Blöcher, Geschäftsführer von FKM.
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„Der Trend im Rapid Prototyping geht eindeutig in Richtung einbaufertige Funktionsmodelle, weil sie den Ingenieuren und Konstrukteuren die besten Erkenntnisse über den Reifegrad einer Produktentwicklung vermitteln", sagt Geschäftsführer Jürgen Blöcher, der FKM seit 1994 gemeinsam mit Harald Henkel leitet. Das Lasersintern ist übrigens ein trockenes Verfahren, bei dem CO2-Laser die Teile schichtweise aus pulverförmigem Material versintern. Das geschieht vollautomatisch und dauert - je nach Geometrie und Größe der Teile - nur wenige Stunden. Die steuerungstechnische Basis für die Laser wird aus 3D CAD-Daten generiert. Die Anfertigung von Werkzeugen entfällt daher.
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