3D-Druck für 3D-Drucker
Wer sich den neuen 3D-Drucker HP Multi Jet Fusion 5200 zulegt, kann ihn nahtlos in die Digital-Enterprise-Lösungen von Siemens integrieren. Quasi am eigenen Leib des 3D-Druckers selbst stellt der Hersteller unter Beweis, dass mit der Additiven Fertigung Produkte flexibel, nachhaltig und in hohen Stückzahlen produziert und schnell auf den Markt gebracht werden können.
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Dieser 3D-Drucker kann sich Teile selbst drucken – und so seine Performance verbessern. Damit demonstriert der neue HP Multi Jet Fusion 5200, wie die Industrie vom 3D-Druck profitiert. Vorausgesetzt, er ist nahtlos ins digitale Unternehmen integriert.
Vor allem in der Automobilindustrie kommt diese Flexibilität zum Tragen. Dabei sind höhere Stückzahlen ebenso möglich wie Teile in Losgröße Eins, wie beispielsweise individuelle Zierblenden. Da freut sich der Kunde!
Integration für effizienteren Fertigungsprozess
Die Lösung von Siemens und HP integriert Hardware, Software, Datenintelligenz und Services, was den gesamten Fertigungsprozess effizienter macht. Die Kombination des Digitalen Zwillings von Produkt, Produktion und Performance mit der Cloud-Lösung MindSphere ermöglicht es den Automobil- und Industriekunden, schneller hochwertige 3D-Druck-Teile in mittleren Stückzahlen zu fertigen, mit einzigartigen Produktdesigns, neuen Anwendungen und in digitalen Fabriken.
Um Schnelligkeit geht es auch beim HP Multi Jet Fusion 5200 selbst. Dafür ist wichtig, dass die Temperatur des Druckkopfs stimmt. Aus einem Kühlkanal wird Luft direkt auf den Druckkopf geleitet. Doch der Platz für den Kühlkanal im Drucker ist begrenzt. Wie also lässt sich der Volumenstrom weiter verbessern, ohne den Kühlkanal zu vergrößern?
Simulation von Luftströmen
Mit dem Simulationstool Simcenter Star-CCM+ analysierten die Entwickler zunächst, wie die Luft durch den Kühlkanal fließt. Unerwünschte Luftverwirbelungen, rot dargestellt, konnten fast gänzlich ausgemerzt werden. Durch schrittweise Optimierung der Geometrie wurde das Innere des Kühlkanals so verändert, dass sich der Volumenstrom um 22 Prozent erhöhte. Mit einer Optimierung der Morphologie gelang es zusätzlich, noch bestehende Kanten zu glätten.
Bestmöglicher 3D-Druck
Anschließend kommt die Software NX ins Spiel: Die Methode des Convergent Modeling und der Design Checker wurden dazu eingesetzt, die Fertigbarkeit und die Einbaufähigkeit des Kühlkanals zu gewährleisten. In diesem Schritt wurde beispielsweise ein Flansch zum Montieren hinzugefügt und untersucht, ob am gesamten Bauteil die vordefinierte Wandstärke eingehalten wird.
Immer dann, wenn nachgebessert werden muss, kommen zwei weitere Vorteile der Siemens-Lösung zum Tragen: die Assoziativität und Durchgängigkeit. Änderungen im Design können in vor- und nachgelagerten Prozessschritten automatisch übernommen werden. Außerdem bleiben die Nutzer bis zum Druck des Bauteils in einer durchgängigen Software-Umgebung.
Maschinen-Bauraum bestmöglich ausnutzen
Und schließlich wird mit NX der Bauraum der Maschine optimiert. Die Frage ist, wie die maximale Zahl von 3D-Druck-Teilen in die Maschine passt oder bei einer festgelegten Auftragsgröße die Druckzeit reduziert wird. Hier kann die Software dem Bediener die aufwändige Befüllung des Bauraums abnehmen. Durch die optimale Ausnutzung des Bauraums können die Stückkosten signifikant gesenkt werden. Und schließlich ist die Produktion dadurch auch nachhaltiger, da weniger Abfall pro Bauteil anfällt.
Mittels Tecnomatix Plant Simulation können dann Fertigungs-Szenarien ganzer Anlagen oder Fertigungsstraßen virtuell durchgespielt werden. Die Zahl der zu druckenden Teile, beispielsweise 300.000, wird vorgegeben und auf Basis der Simulationssoftware lassen sich die optimalen Parameter finden – beispielsweise die Anzahl und Platzierung der AM-Maschinen und AGVs (Automated Guided Vehicles) oder die Zahl der erforderlichen Maschinenbediener.
Cloud: noch viele ungeahnte Möglichkeiten
Noch produktiver geht’s nur noch mit der Cloud: Innerhalb von fünf Tagen entwickelten die Entwickler eine MindSphere-App, die sämtliche Daten aus der 3D-Druck-Produktion erfasst, verwaltet und analysiert. Wie ist es gerade um jeden einzelnen Drucker bestellt? Was druckt er gerade? Sind alle Filter sauber und auch sonst in ordnungsgemäßem Zustand? Ist der 3D-Drucker mit genug Polyamid aufgefüllt? Und wie produktiv war der Drucker seit dem Tag seiner Inbetriebnahme und was hat er seitdem gedruckt? Nur einige von vielen Fragen, auf die man durch MindSphere sofort die Antwort erhält.
Erweiterte Software-, Daten-, Service- und industrielle Fertigungslösungen führen zu neuen Produktionsmöglichkeiten, innovativen Anwendungen und besseren Geschäftsergebnissen für die Kunden.Christoph Schell, President of 3D Printing and Digital Manufacturing und Mitglied des Executive Leadership Teams, HP Inc.
„Wir sind stolz, mit Siemens zusammenzuarbeiten, um hochwertige Bauteile und personalisierte Produkte für unsere Kunden in der 3D-Serienproduktion zu realisieren“, sagt folglich Christoph Schell, President of 3D Printing and Digital Manufacturing und Mitglied des Executive Leadership Teams bei HP Inc. Die Zusammenarbeit führt aus seiner Sicht zu neuen Produktionsmöglichkeiten, innovativen Anwendungen und besseren Geschäftsergebnissen für die Kunden.
Wir sehen enorme Chancen für digitale Fertigungstechnologien, um unseren Innovationszyklus zu beschleunigen, neue Produkte schneller auf den Markt zu bringen und unsere Fertigungseffizienz und Nachhaltigkeit zu verbessern.Martin Goede, Leiter der Technologieplanung und -entwicklung, Volkswagen
Als einer dieser Kunden äußerte sich Volkswagen positiv zu der Kooperation von HP und Siemens: „Als einer der weltweit größten Automobilkonzerne sehen wir enorme Chancen für digitale Fertigungstechnologien, um unseren Innovationszyklus zu beschleunigen, neue Produkte schneller auf den Markt zu bringen und unsere Fertigungseffizienz und Nachhaltigkeit zu verbessern“, sagt Martin Goede, Leiter der Technologieplanung und -entwicklung bei Volkswagen. „Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit, um mehr 3D-Druckanwendungen zu entwickeln, die uns helfen, unseren Kunden ein noch besseres Kundenerlebnis zu bieten.“
September 2019