Concept Tool

Das Konzept-Tool ist ein Prototyp einer modernen Bohrmaschine, die einen Benchmark setzt, was heute durch 3D-Druck in der Entwicklung und Fertigung von Produkten erreicht werden kann.

Showcase (echtes Anwendungsbeispiel)

Concept-Tool, die Herausforderung

Heute wird 3D-Druck ist vor allem für Rapid Prototyping und Spezialteile verwendet. Die Idee hinter dem Concept-Tool Projekt ist es, die Möglichkeiten von 3D-Druck in der industriellen Feritung am Beispiel einer batteriebetriebenen Bohrmaschine aufzuzgeigen.

Die verschiedenen Teilsysteme des Concept-Tool zeigen die ganze Palette von möglichen 3D-Druck-Anwendungen auf. Dabei wurden Laser Melting (LM) für Metallkomponenten und Laser Sintering (LS) für Kunststoffkomponenten verwendet. Während des Entwicklungsprozesses wurde Fused Deposition Modelling (FDM) für Rapid-Prototyping-Zwecke verwendet, um schnelle Iterationszyklen mit Funktionsmodellen zu ermöglichen. Die wichtigsten internen Systeme der Bohrmaschine sind ein Saugsystem, eine Tragstruktur und ein Kühlsystem. Diese Systeme zeigen das Potential von 3D-Druck für optimierte Strömungskanäle und Oberflächenmaximierung im Bereich der Kühlung auf. Die interne Tragstruktur ist ein Aluminium-Rahmen, welcher das Getriebe hält, alle Kräfte aufnimmt, die Verbindung der Teilsysteme sicherstellt und das Funktionieren der Bohrmaschine ohne Gehäuse ermöglicht. Alle diese Systeme sowie die elektronischen Teile sind im Gehäuse integriert. Zusätzlich hat dieses die Dichtheit zu gewährleisten und hat eine ergonomische Form. Diese Vielzahl von Anforderungen führte zu komplexen...

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Concept-Tool, die Herausforderung

Heute wird 3D-Druck ist vor allem für Rapid Prototyping und Spezialteile verwendet. Die Idee hinter dem Concept-Tool Projekt ist es, die Möglichkeiten von 3D-Druck in der industriellen Feritung am Beispiel einer batteriebetriebenen Bohrmaschine aufzuzgeigen.

Die verschiedenen Teilsysteme des Concept-Tool zeigen die ganze Palette von möglichen 3D-Druck-Anwendungen auf. Dabei wurden Laser Melting (LM) für Metallkomponenten und Laser Sintering (LS) für Kunststoffkomponenten verwendet. Während des Entwicklungsprozesses wurde Fused Deposition Modelling (FDM) für Rapid-Prototyping-Zwecke verwendet, um schnelle Iterationszyklen mit Funktionsmodellen zu ermöglichen. Die wichtigsten internen Systeme der Bohrmaschine sind ein Saugsystem, eine Tragstruktur und ein Kühlsystem. Diese Systeme zeigen das Potential von 3D-Druck für optimierte Strömungskanäle und Oberflächenmaximierung im Bereich der Kühlung auf. Die interne Tragstruktur ist ein Aluminium-Rahmen, welcher das Getriebe hält, alle Kräfte aufnimmt, die Verbindung der Teilsysteme sicherstellt und das Funktionieren der Bohrmaschine ohne Gehäuse ermöglicht. Alle diese Systeme sowie die elektronischen Teile sind im Gehäuse integriert. Zusätzlich hat dieses die Dichtheit zu gewährleisten und hat eine ergonomische Form. Diese Vielzahl von Anforderungen führte zu komplexen Bauteilen mit vielen integrierten Funktionen, welche einzig durch 3D-Druck realisiert werden können.


Unsere Erkenntnisse aus dem Projekt

Mit der Realisierung von drei Iterationen ist das System kontinuierlich entwickelt worden. Während der erste Prototyp einige Mängel aufwies, arbeitet das Endprodukt zuverlässig und kann mit der Leistung  herkömmlicher Bohrmaschinen leicht mithalten. Mit dem elektronischen Assistenzsysteme für die Bohrlochtiefe, der Drehmomentbegrenzung, der Positionierung des Bohrlochs mittels Laser sowie seiner ergonomische Form hat das Concept Tool Konzeptcharakter für die Zukunft. In Bezug auf 3D-Druck war die wichtigste Schlussfolgerung, dass wichtige konstruktive Beschränkungen und die Nachbearbeitung von Anfang an in Betracht gezogen werden müssen. Weitere wichtige Erkenntnisse waren, dass die Teilequalität von eine Vielzahl von Parametern abhängig ist, dass Teile speziell für die geplante 3D-Drucktechnologie konstruiert werden sollten und dass angegebenen Spezifikationen mit Vorsicht zu Geniessen sind, da sie von der Teilegeometrie und vielen oft unbeeinflussbaren Maschinen- und Prozessparameter abhängig sind.


pd|z Product Development Group Zurich supported Internes Projekt in realising this process.

Kunde

Internes Projekt

Industrie

Dienstleistungen (Konstruktion, Beratung, Marketing, etc.)

Vorteile realisiert

Bessere Leistung (z.B. Fluiddynamik, Wärmeaustausch)
Integration von Komponenten und Funktionen
Kontinuierliche Produktentwicklung / Häufige Wechsel im Produktdesign

Used technologies

Innovationsfeld

Prototyping

Galerie

Provider who helped realising this showcase
pd|z Product Development Group Zurich wird diesen Showcase an folgender Messe ausstellen:

AM Expo 2016
20. und 21. September 2016, Messe Luzern, Schweiz