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Wie ein traditionsreiches Technikunternehmen einen neuen Prototyp mit Desktop 3D-Druck erfand.

FORMLABS FALLBEISPIEL:

Rapid Prototyping mit verschiedenen Materialien

FORMLABS FALLBEISPIEL: Wöhler HF 550 Holzfeuchtemessgerät 2

DIE HERAUSFORDERUNGEN, DIE EINEN PRODUKTDESIGNER

BESCHÄFTIGEN.

Sebastian Leifels stand vor einer Herausforderung: Er wollte einen

idealen Prototypen bauen, um zum Guss und der finalen Herstellung

eines Produkts zu gelangen. Als Produktdesigner bei Wöhler, einem

international agierenden, in Bad Wünnenberg ansässigen Hersteller

von Mess- und Inspektionstechnik, musste Sebastian Leifels einen

solchen Prototypen designen, welcher der finalen Ästhetik und

Funktionsweise des Produktes entspricht.

Er erklärt: “In dieser Entwicklungsphase ist es wichtig, Fehlern

vorzubeugen. Abänderungen am finalen Gussmodell sowie dem

Endprodukt können teuer werden. Die Kosten können zwischen

einem drei- bis fünfstelligen Euro-Betrag liegen.”

Dieses Risiko hatte Sebastian Leifels vor Augen, als er den

Prototypen für das Wöhler HF 5500 Holzfeuchtemessgerät,

einem Gerät, welches den Feuchtigkeitsgehalt von Feuerholz

und Holzprodukten wie Pellets oder Holzspänen misst, erstellte.

Dies sind einige Einsichten, die Sebastian Leifels und sein Team

während des Rapid Prototyping erlangten.

HAUSINTERNES PROTOTYPING RESULTIERT IN EINEM BESSEREN

FINALEN DESIGN.

Um seine Deadlines einzuhalten, musste Sebastian Leifels

Abänderungen am Prototypen schnell und einfach durchführen und

er entschied sich für den Einsatz von Desktop 3D-Druck. Seine Wahl

fiel auf den Formlabs 3D-Drucker, der mithilfe der Stereolithografie

(SLA) Technologie präzise Modelle innerhalb von Stunden kreiert.

Er meint: “Mit einem Desktop 3D-Drucker wurde die

Prototypenherstellung von mehreren Tagen auf einige Stunden

reduziert. Mit der Einführung des Druckers zum Design von Teilen

des Gehäuses haben wir mehrere Wochen im gesamten

Entwicklungsprozess gespart.” Die hausinterne Durchführung der

Produktion ermöglichte dem Wöhler-Team erhöhte Kontrolle und

Geschwindigkeit im Designprozess.

Sebastian Leifels erinnert sich: “Wenn nötig, haben wir den Drucker in

der Entwicklungsphase Tag und Nacht für mehrere Wochen laufen

lassen”. Mit einer größeren Anzahl an Prototypen konnte das Team

mehr Ideen innerhalb des Prototyping austesten, was zu einem

besseren Endresultat führte.

Der Produktdesigner Sebastian Leifels fertigte den Prototypen für das vom Aussehen und der Funktionsweise identische Wöhler HF 5500 Holzfeuchtemessgerät hausintern an.

SLA 3D-Druck kann für Modelle angewendet werden, die hohe Genauigkeit erfordern, wie zum Beispiel Schnappgehäuse.

FORMLABS FALLBEISPIEL: Wöhler HF 550 Holzfeuchtemessgerät 3

BEI DER WAHL DER WERKZEUGE ENTSCHEIDET NICHT DER PREIS

ÜBER DIE QUALITÄT.

Am Anfang des Designprozesses hatte Sebastian Leifels einen

Desktop 3D-Drucker in Gebrauch, der das Schmelzgussverfahren

(FDM, Fused Deposition Modeling) benutzte und mehr als das

Vierfache des Formlabs 3D-Druckers kostete. Trotzdem war der

FDM-Drucker nicht in der Lage, akurate Details zu produzieren.

“Der Formlabs 3D-Drucker ermöglichte eine höhere Präzision,”

erklärt Sebastian Leifels. “Unsere Vorgängermaschine hatte eine

minimale Schichtdicke von 0.178 mm. Der Formlabs 3D-Drucker hatte

eine minimale Schichtdicke von 0.025 mm.” Er führt aus: “Selbst wenn

dieselbe Schichtdicke gewählt wird vollbringen Formlabs-Drucker

glattere Oberflächen.”

DIE KOMBINATION VERSCHIEDENER MATERIALIEN VERBESSERT

DIE ANWENDERTESTS.

Um den Prototypen des Holzfeuchtemessgerät zu erstellen

benutzte Sebastian Leifels verschiedene Materialien. Der vorherige

FDM 3D-Drucker des Teams konnte keine flexiblen Materialien

drucken, sodass ein komplexer Prozess notwendig war, um Modelle

zu erstellen: Zunächst designte das Team ein Gussmodell und druckte

dieses auf dem FDM-Drucker.

Dann folgte seine aufwendige Nachbearbeitung, um die

Oberfläche zu glätten. Schließlich wurde das Gussmodell mit einer

Gummimasse ausgefüllt. Sebastian Leifels erinnert sich: “Dies war ein

zeitintensiver Prozess und wir konnten dennoch keine feinen Details

erbringen. Heutzutage haben wir unseren Prozess vereinfacht, indem

wir direkte Drucke detaillierter Teile auf dem Formlabs 3D-Drucker

erzeugen.” Sebastian benutzt das Schwarze Kunstharz für die Hülse

und das Flexible Kunstharz für die Tastatur.

Die Tasten mussten auf Druck flexibel reagieren und die Tastenwände

mussten sehr dünn und dennoch widerstandsfähig sein. Der

Produktdesigner meint, dass Flexibles Kunstharz dem Team erlaubte,

“mit den Prototypen eine Vielzahl von Tests durchzuführen, ohne dass

es zu Schäden oder funktionalen Einschränkungen der Teile kam.”

“Dank hausinternem 3D-Druck

haben wir den Vorteil, Teile jedes

Geräts zu testen bevor es in die

Massenproduktion geht. Das

Risiko der Nachbesserung der

Geräte ist gering.”

- Sebastian Leifels von Wöhler

Sebastian erstellte die Knöpfe und das Gehäuse des Messgeräts mit demselben 3D-Drucker, indem er von verschiedenen Materialien Gebrauch machte.

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Sebastian Leifels und sein Team benutzen den Formlabs 3D-Drucker

für alle Prototypen bei Wöhler: “Mit hausinternem 3D-Druck haben wir

den Vorteil Teile zu testen bevor sie in die Massenproduktion gehen.

Das Risiko der Nachbesserung ist gering.”

Das Benutzen einer einzigen Maschine, die verschiedene Materialien

erstellen kann, eröffnet neue Prototypingmöglichkeiten für das

Wöhler-Team. Obwohl hausinterner 3D-Druck Zeit und Geld spart, ist

der größte Vorteil die Möglichkeit des Erhalts bessere Endprodukte.

BEISPIEL FLEXIBLES TASTATURPAD

SCHICHTSTÄRKE DRUCKE PRO WOCHE MINIMALE WANDSTÄRKE

0,05 mm ca. 3-5 mal 0,95 mm

VERGLEICH HERSTELLUNGSMETHODEN

FORMLABS ALTERNATIVE

HERSTELLUNG SLA 3D-Druck FDM 3D-Druck +

Formguss

DRUCKZEIT 2:43 Stunden ca. 2-3 Tage

PRÄZISION 0.025 mm 0.178 mm