Wie große Unternehmen wie Ford den 3D-Druck zu ihrem großen Vorteil nutzen

Hallo! In meinem letzten Artikel "" habe ich darüber geschrieben, wie der 3D-Druck Einzelpersonen, Gruppen von Enthusiasten und kleinen Unternehmen helfen kann, ihre Ziele zu erreichen und ein erfolgreiches Unternehmen zu gründen. Gleichzeitig habe ich darauf hingewiesen, dass der 3D-Druck zwar in der Anfangsphase sehr hilfreich ist, wenn das Budget wirklich knapp ist und es keine Garantien für den Erfolg der Idee gibt, aber die meisten dieser Start-ups dazu neigen, vom 3D-Druck ihrer Hardware auf die Herstellung durch herkömmliche Technologien wie Spritzguss oder maschinelle Bearbeitung umzusteigen, sobald sie das Geld für die notwendigen Werkzeuge haben und sicher sein können, dass sich die Investition auszahlt, da dies so viel billiger und schneller ist als der 3D-Druck der Teile.

Bedeutet das, dass 3D-Druck nur etwas für diejenigen ist, die sich keine eigene Fabrik leisten können? Sicherlich nicht! In diesem Artikel gebe ich Ihnen einige Beispiele für große und erfolgreiche Unternehmen, die den 3D-Druck einsetzen, und erkläre, warum sie das tun.

1. Schnelles Prototyping.

Ähnlich wie bei kleinen Unternehmen und Einzelpersonen besteht der erste Grund für den Einsatz des 3D-Drucks darin, dass Sie in der Lage sind, den Entwicklungszyklus Ihres Produkts schnell zu durchlaufen. In unserem Zeitalter der atemberaubend schnellen technologischen Entwicklung müssen Unternehmen extrem flexibel sein und sich schnell an jede Veränderung auf dem Markt anpassen, sonst sind sie innerhalb eines Wimpernschlages aus dem Wettbewerb ausgeschieden.

Andererseits ist es für ein großes Unternehmen wie Ford ein sehr schmerzhafter, langwieriger und kostspieliger Prozess, Änderungen am Design seiner Produkte vorzunehmen. Habe ich "ist" gesagt? Ich meinte, dass es so war, bevor 3D-Drucker für diesen Zweck eingesetzt wurden. Das größte Problem beim Prototyping mit herkömmlichen Fertigungstechniken bestand darin, dass man für jeden Prototyp Werkzeuge (Maschinen, Formen usw.) herstellen musste, und dann testete man ihn und stellte fest, dass er nicht so gut funktionierte, wie er sollte, und beschloss, einige Änderungen am Design vorzunehmen, so dass man alles noch einmal von vorn beginnen musste, wer weiß wie oft. Oftmals ist die Herstellung der Werkzeuge für die Produktion eines Teils sehr teuer und zeitaufwändig. Und während diese Ausgaben mehr als gerechtfertigt sind, wenn die Werkzeuge später zur Herstellung ganzer Chargen des Endprodukts verwendet werden, sind sie bei weitem nicht angemessen, wenn Sie nur eine neue Idee testen oder eine geringfügige Änderung an Ihrem Prototyp vornehmen wollen. Anstatt also Zehntausende von Dollar für Werkzeuge für einen Prototyp auszugeben und eine Woche auf die Fertigstellung zu warten, nutzen clevere Unternehmen, die wissen, wie wichtig es ist, an der Spitze des Marktes zu stehen, den 3D-Druck zur Herstellung von Prototypen. Große Metallteile können entweder direkt im 3D-Druckverfahren hergestellt werden, oder es wird eine Form aus Sand gedruckt, aus der dann ein voll funktionsfähiger Metallprototyp hergestellt wird, wie in dem folgenden Video zu sehen:

https://www.youtube.com/watch?v=WTLvpCeyKso

Ford ist in seinem Bestreben, das Beste aus der aufkommenden 3D-Drucktechnologie herauszuholen, einen weiten Weg gegangen. Der 1.212 Hektar große Produktionskomplex mitten in Dearborn, Michigan, nimmt Schiffe und Züge voller Glas, Gummi und Erz auf. Mit atemberaubender Effizienz verarbeiten die Arbeiter des Werks diese Rohstoffe mit hochmodernen Maschinen zu Lastwagen, und zwar mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit von einem Lastwagen pro Minute. Nur vier Meilen entfernt, außerhalb der Stadt, befindet sich das 3D-Drucklabor von Ford, in dem Teile mit einer Geschwindigkeit von nur wenigen Teilen pro Tag hergestellt werden, aber genau dort wird die Art und Weise, wie Ideen in Fahrzeuge umgesetzt werden, verändert. Im 3D-Drucklabor von Ford stehen zahlreiche 3D-Drucker mit verschiedenen Technologien, vor allem mit der Stereolithografie, Fused Deposition Modeling (FDM), 3D-Sanddruck und selektives Lasersintern (SLS). Mit mehreren 3D-Druckmaschinen, die fast rund um die Uhr in Betrieb sind, ist dieser Ort zu einer Art Sandkasten für die Ford-Ingenieure geworden, in dem sie neue Teile und sogar neue Arten von Teilen entwerfen können, an die aufgrund der Grenzen herkömmlicher Produktionstechnologien noch niemand gedacht hat.

Ford hat weit mehr als eine halbe Million Patente gedruckt und damit Millionen von Arbeitsstunden und Milliarden von Dollar gespart, denn während die Herstellung eines Prototyps mit herkömmlichen Methoden $500.000 kostet und 4-5 Monate dauert, kann derselbe Prototyp mit 3D-Druck in wenigen Tagen oder sogar Stunden hergestellt werden und kostet zudem viel weniger.

"Am Ende des Tages kann ein wirklich optimiertes Teil herauskommen", sagt Paul Susalla, Abteilungsleiter für Rapid Manufacturing bei Ford. "Das liegt vor allem an der Geschwindigkeit, mit der wir die Prototypenteile ohne Werkzeuge herstellen können.

2. Herstellung von Miniaturen.

Wenn Sie Ihre Idee oder Ihren Entwurf testen oder einfach nur wirkungsvoll demonstrieren wollen, aber kein Arbeitsmodell in Originalgröße benötigen, fertigen Sie eine Miniatur an. Nehmen Sie zum Beispiel Architekten. Der 3D-Druck von Miniaturen ist für Architekturbüros schnell zu einer Notwendigkeit geworden. Wenn Sie eines von vielen Architekturbüros sind, die versuchen, ihre Konzepte an einen potenziellen Kunden zu verkaufen, kann ein maßstabsgetreues 3D-Druckmodell des zukünftigen Hauses oder sogar Häuserblocks den Kunden leicht zu Ihren Gunsten beeinflussen. Es zeigt, dass Sie es ernst meinen, und vermittelt dem Kunden eine gute Vorstellung davon, wie das Ergebnis aussehen wird.

https://www.youtube.com/watch?v=cOaqRkLP4lI&feature=youtu.be

3. Herstellung von funktionalen, extrem leichten und langlebigen Teilen.

Die Tatsache, dass der 3D-Druck immer noch viel langsamer und kostspieliger ist als herkömmliche Herstellungsverfahren, ist kein Hindernis, wenn es darauf ankommt, dass ein Detail extrem leicht oder haltbar ist. Das ist zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrtindustrie ein sehr wichtiges Thema.

Die Kosten für den Start von Gegenständen in den Weltraum mit erprobten Systemen sind hoch: von etwa $ 4.300 pro Kilogramm für eine Proton-Start auf etwa $ 40.000 pro Kilogramm für ein Pegasus-Start. Bei Flugzeugen kann der 3D-Druck von leichteren und leistungsfähigeren Details sowohl das Gewicht des Flugzeugs als auch den Fertigungsabfall erheblich reduzieren und so Geld, Material und Treibstoff einsparen, während gleichzeitig die Kohlenstoffemissionen verringert werden.

Und es sind nicht nur die Fragen des Gewichts und der Haltbarkeit, die den 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrtindustrie so nützlich machen. Er ermöglicht die Herstellung komplexer Formen, die auf herkömmliche Weise entweder gar nicht oder nur sehr viel teurer hergestellt werden können als mit Standardtechnologien.

"Die Luftfahrtindustrie ist ein früher Anwender des 3-D-Drucks", sagte Masanet, der Morris E. Fine Junior Professor für Werkstoffe und Fertigung an der McCormick School of Engineering der Northwestern University. "Der Hauptgrund dafür ist, dass Flugzeuge spezielle leichte Metalllegierungen benötigen, deren Verarbeitung sehr kostspielig sein kann.

Obwohl alle noch zögern, wenn es um 3D-gedruckte Flügel und Triebwerke geht, könnte man allein durch den 3D-Druck verschiedener Halterungen, Sitzschnallen, Einrichtungsgegenstände und Scharniere das Gewicht eines Flugzeugs um bis zu 7% reduzieren.

Mark Drela, Professor für Luft- und Raumfahrttechnik am MIT, erklärte außerdem, dass die Verteilung der Triebwerke an den Rändern der Tragflächen (die dank 3D-Druck möglich ist) das Gewicht eines Flugzeugs um 50% und den Treibstoffverbrauch um 20 % verringern kann.

4. Anpassung

Und hier ist es an der Zeit, sich wieder an Ford zu erinnern. Natürlich ist Ford bei weitem nicht das einzige millionenschwere Unternehmen, das die 3D-Drucktechnologie zu seinem großen Vorteil einsetzt, aber Ford versteht das Potenzial des 3D-Drucks.

Ford hat sich mit Carbon3D, einem schnell aufstrebenden 3D-Druck-Startup, zusammengetan und geht davon aus, dass personalisierte Autoteile wie maßgeschneiderte Lenkräder in naher Zukunft zur Norm in der Automobilproduktion werden.

"In der Zukunft spricht viel dafür, etwas individuell zu gestalten", sagte Ellen Lee, Teamleiterin für additive Fertigung bei Ford.

Dies sind nur einige Gründe, warum die 3D-Drucktechnologie von großen Unternehmen immer aktiver eingesetzt wird. Es sieht so aus, als ob der 3D-Druck in Zukunft noch viel weiter gehen wird, weit über Prototypen und die Produktion einiger spezieller Details hinaus, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer herzustellen sind. So könnten beispielsweise Kfz-Werkstätten 3D-Drucker einsetzen, um Ersatzteile an Ort und Stelle herzustellen, wodurch die Schwierigkeiten der Logistik und der Lagerung aller Ersatzteile, die eines Tages verwendet werden könnten, entfallen würden.

Vielen Dank, dass Sie diesen Artikel gelesen haben! Wenn Sie Fragen, Anregungen oder Kommentare haben, lassen Sie es mich im Kommentarbereich wissen.