Prototypenerstellung und Fertigung von 3D‑gedruckten Teilen für Maschinen mit HP Multi Jet Fusion

SigmaDesign fertigt 3D-gedruckte Ersatzteile für Obstetikettiermaschine.

Branche

Die Herausforderung

Zeit- und Kostenersparnis und verbessertes Design von Werkzeugen für anspruchsvolle Geräte, die in kleinen Stückzahlen verkauft werden.

Ergebnisse

Mit HP Multi Jet Fusion konnte SIGMADESIGN sein Ziel erreichen und dabei weitere 877 Einsatzmöglichkeiten für 3D-gedruckte Teile ermitteln.

Material

Technologie

DIE HERAUSFORDERUNG

Fertigung von 3D‑gedruckten Maschinenteilen zur Optimierung von Kosten und Durchlaufzeiten

SIGMADESIGN ist ein Unternehmen für Produktdesign, -entwicklung und -fertigung, dessen Lösungen die Produkte seiner Kunden vom Konzept bis hin zur Produktion und darüber hinaus begleiten.

Gemeinsam mit HP entwickelte SIGMADESIGN die HP Jet Fusion 3D-Drucklösung und überlegte, wie diese für 3D-gedruckte Teile und für den 3D-Druck von Ersatzteilen eingesetzt werden könnte.

Einer der Kunden von SIGMADESIGN benötigte Teile für eine Obstetikettiermaschine und das Unternehmen betrachtete seine Möglichkeiten. Herkömmliche Fertigungstechniken wie CNC-Bearbeitung waren teuer, insbesondere für in Kleinserie gefertigte komplexe Teile.

Zudem entstehen hohe Kosten, wenn Teile verändert oder angepasst werden müssen. SIGMADESIGN probierte zunächst den 3D-Druck mit einem FDM-3D-Drucker aus, doch das Teil erfüllte nicht die Qualitätsansprüche des Unternehmens, da es zu porös ausfiel und keine ausreichende Festigkeit aufwies.

Letztendlich entschied sich SIGMADESIGN für die HP Multi Jet Fusion Technologie (MJF) zur Unterstützung des 3D-Drucks von Teilen für die Maschine, um Zeit und Kosten zu sparen und gleichzeitig das Design zu verbessern.

Die mit dem HP Jet Fusion 4200 3D-Drucker produzierten Teile waren laut SIGMADESIGN hochwertiger, wiesen keine Lecks auf und waren robust genug für eine Produktionsumgebung.

„Mit der HP Jet Fusion 3D-Drucklösung konnten wir Teile optimieren, um das Gesamtdesign der Obstetikettiermaschine zu verbessern, und gleichzeitig unsere Kosten senken. Dank der HP Multi Jet Fusion Technologie konnten wir Teile schneller produzieren und die Fertigung vereinfachen.“

Bill Huseby, President und CEO, SIGMADESIGN

LÖSUNG

Fertigung von industriellen Maschinenteilen und Ersatzteilen mit HP Multi Jet Fusion

Eines der Grundprinzipien von SIGMADESIGN lautet „frühzeitig und häufig Prototypen erstellen“. Dank des geringen Installationsaufwands der HP Multi Jet Fusion Technologie können Prototypen schnell und wirtschaftlich erstellt werden – ohne Abstriche bei der Qualität der 3D-gedruckten Werkzeuge.

Dadurch wurde es den Ingenieuren ermöglicht, mithilfe von CAD-Software eine Version des Teils zu erstellen und ihr Design anschließend rasch in der physischen Umgebung zu testen und zu iterieren.

Das in HP Jet Fusion 3D-Druckern eingesetzte Nylonmaterial bot die nötige Festigkeit, Abriebbeständigkeit und Lageroberfläche für diese Anwendung. Design und 3D-Druck von mehreren Iterationen des Teils waren effizienter, da weniger Iterationen erforderlich waren.

ERGEBNISSE

Schnelle Iterationen für die Prototypenerstellung dank 3D‑gedruckter Teile

SIGMADESIGN stellte fest, dass die Herstellung eines seiner Teile – eines Anschlusses für Vakuumapplikatoren – mit HP Multi Jet Fusion Technologie 32.000 US-Dollar günstiger war als mit der traditionellen Bearbeitungsmethode.

Das Ingenieursteam profitierte mit der HP Multi Jet Fusion Technologie von einem neuen Maß an Designfreiheit, da diese eine additive Fertigung der Teile ermöglicht, Schicht für Schicht. CNC-Bearbeitung und andere subtraktive Technologien, bei denen Material zur Fertigung abgetragen wird, sind in ihren Produktionsmöglichkeiten stärker eingeschränkt.

Ohne diese Designeinschränkungen konnte das Unternehmen 3D-gedruckte Werkzeuge und Ersatzteile fertigen, die in den verfügbaren Raum passten, statt die Maschine um bestimmte Teile herum zu konstruieren. Zudem ermittelten die Ingenieure von SIGMADESIGN 877 weitere Anwendungsmöglichkeiten.

„Mit der HP Jet Fusion 3D-Drucklösung konnten wir 3D-gedruckte Werkzeuge schneller entwickeln und in kleinen Chargen quasi auf Anfrage produzieren“, erklärte Matt Cameron, VP Engineering bei SIGMADESIGN.

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Fußnoten

Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung von SIGMADESIGN
HP Jet Fusion 3D-Drucklösungen mit HP 3D High Reusability PA 12 bieten eine bis zu 80%ige Wiederverwendbarkeit von überschüssigem Pulver und produzieren Charge für Charge funktionsfähige Teile. Zum Prüfen wird das Material einem Alterungsprozess unter realen Druckbedingungen unterzogen und das Pulver über Generationen hinweg verfolgt (Extremfall der Wiederverwendbarkeit). Aus jeder Generation werden dann Teile hergestellt und auf mechanische Eigenschaften und Genauigkeit geprüft.

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