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Rapid Prototyping in Metall & Kunststoff

Vorteile und FKM Beratung,
Services und Co-Engineering

Rapid Prototyping: 3D-Druck Metall und Kunststoff

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Vorteile

  • Schnellere Markteinführung: Rapid Prototyping ermöglicht es Unternehmen, Produkte schnell und kostengünstig zu testen und zu validieren, und so die Markteinführung zu beschleunigen.
  • Fehlerreduzierung: Durch die Erstellung von Prototypen können Designfehler frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor das Produkt in die Serienproduktion geht.
  • Kosteneffizienz: Da Rapid Prototyping den Bedarf an teuren Werkzeugen und Formen reduziert, können Unternehmen die Kosten für die Produktentwicklung insgesamt senken.
  • Bessere Kundenbindung: Mithilfe von Prototypen können Unternehmen in einer frühen Entwicklungsphase Feedback von Kunden einholen, das Produkt an deren Anforderungen anpassen und so die Kundenzufriedenheit steigern.
  • Bessere Zusammenarbeit: Rapid Prototyping ermöglicht es verschiedenen Teams, schnell und einfach Ideen auszutauschen und so gemeinsam effizienter an einem Projekt zu arbeiten.
  • Flexibilität: Rapid Prototyping bietet die Möglichkeit, schnell und einfach Änderungen am Design vorzunehmen und neue Ideen zu testen, ohne dass dies zu hohen Kosten oder Verzögerungen führt.

Insgesamt kann Rapid Prototyping von Kunststoff- oder Metallteilen Unternehmen helfen, ihre Produkte schneller, kosteneffizienter und kundenorientierter zu entwickeln.

Unser Beratungs- und Realisierungsansatz

FKM bietet beim Rapid Prototyping eine wichtige Zusatzleistung, die über die reine Dienstleistung der additiven Fertigung hinausgeht: das Mitdenken im Konstruktionsprozess des Kunden, auch als Projektpartner.

Ob eine spezifikationsabhängige Empfehlung zur Werkstoffauswahl, Finishing-Möglichkeiten oder die Fertigmontage von Baugruppen – FKM unterstützt jede noch so unmöglich erscheinende Idee mit LPBF-Lösungen und kümmert sich mit Leidenschaft um deren Realisierung. Das reduziert das Entwicklungsrisiko und sichert weitere Investitionsschritte.

„Wir bei FKM bieten State-of-the-Art Lösungen im Bereich Rapid Prototyping, die funktionieren und wirtschaftlich sind.“

So läuft Rapid Prototyping im 3D-Druck bei FKM ab

Am Anfang eines Rapid Prototyping Projektes steht immer eine Idee, entweder für die Optimierung eines bestehenden oder zur Realisierung eines neuen Produktes. Mit Hilfe von CAD wird das Bauteil zunächst digital erstellt und anschließend mit einem Rapid Prototypingverfahren gedruckt. Nach Bedarf können nun Veränderungen vorgenommen werden, bevor eine Kleinserienproduktion gestartet wird.

Idee

CAD

Wir prüfen oder erstellen die CAD-Daten und besprechen mit Ihnen die Realisierbarkeit Ihrer Idee. Diese Visualisierung ist ein erster wichtiger Schritt im Rapid Prototyping.

Prototyp

Stimmen die 3D-Visualisierungen, stellen wir an unseren 3D-Druckmaschinen einen ersten Prototyp her. Der Prototyp dient in erster Linie dazu, die realisierte Idee auf Fehler oder Unstimmigkeiten hin zu testen und zu untersuchen. Liegen die Toleranzen im akzeptablen Rahmen? Müssen Veränderungen in der CAD-Datei vorgenommen werden? Wir wiederholen die Prototyp-Herstellung so oft, bis genau das Produkt entstanden ist, das Sie sich erdacht haben.

Kleinserie

Ist ein Prototyp bis ins kleinste Detail optimiert, führen wir bei Bedarf nun den 3D-Druck von Kleinserien durch. Gerade bei hochspezialisierten Bauteilen ist ein 3D-Druck oft sinnvoller als zunächst Werkzeuge herzustellen, um dann die Kleinserie zu produzieren. Sie sparen Zeit und Kosten.

Serienfertigung

Induktor für Schweißoperationen

  • Auf die Leitfähigkeit kommt es an, wenn Schweißnähte induktiv vorgewärmt werden. Komplexe Innenkanäle im Induktor aus Kupfer sorgen für eine hervorragende Wärmeübertragung auf die Schweißnaht.
  • Rapid Prototyping & Kleinserie |  
  • Kupfer |  
  • Sandstrahlen |  
  • Prüfung der Boxmaße |  
  • Maschinenbau: Sonderanlagenbau |  
Design Studie freigängiger Metallglieder

Design Studie freigängiger Metallglieder

  • 3D-Druck in einer 4. Dimension. Freigängige Metallglieder nehmen ihre räumliche Dimension als Form erst am Einsatzort ein. Sie passen sich also ihrer jeweiligen Umgebung flexibel an.
  • Rapid Prototyping |  
  • Werkzeugstahl 1.2709 |  
  • Strahlen und Drahterodieren auf Maß |  
  • Sichtprüfung |  
  • Raum- und Luftfahrt: Forschung |  
3D-gedruckter Leichtbau Radträger

Leichtbau Radträger

  • Eine Vielfalt von geometrischen Lösungen existiert um das Radlager eines PKW aufzunehmen und Bremsscheibe, Bremssattel und ggfs. die Antriebswelle mit dem Radträger zu verbinden. Da der Rad-träger nur über den Reifen gefedert, bzw. gedämpft wird, sollte er möglichst leicht sein. Leichtbau in Verbindung mit dem Werkstoff Aluminium erfüllt die Anforderungen nach Gewichtseinsparung bei hoher Festigkeit und Steifigkeit, sowie Korrosionsbeständigkeit.
  • Rapid Prototyping |  
  • Aluminium AlSi10Mg |  
  • strahlen |  
  • Prüfung der Boxmaße |  
  • Automobil: PKW |  
Leichtbau Bremssattel aus dem 3D-Druck

Leichtbau Bremssattel

  • Der Bremssattel ist Bestandteil des Scheibenbremssystems. Seine Aufgabe besteht im Wesentlichen darin, den hydraulischen Druck im Bremssystem in eine mechanische Kraft umzuwandeln. In Zusammenarbeit mit unserem Engineering Partner amprove wurde das Bauteil mittels mathematischer Optimierung als Leichtbauteil weiterentwickelt. Leichtbau in Verbindung mit dem Werkstoff Aluminium erfüllt die Anforderungen nach Gewichtseinsparung bei hoher Festigkeit und Steifigkeit, sowie Korrosionsbeständigkeit. Mit der Leichtbaulösung konnte eine Massenreduktion um -20% (663 g), eine Spannungsreduktion um -22% (-60 MPa), sowie eine Steifigkeitserhöhung um +26% (-0,37 ml bei 150 bar) erreicht werden.
  • Rapid Prototyping |  
  • Aluminium AlSi10Mg |  
  • strahlen |  
  • Prüfung der Boxmaße |  
  • Automobil: PKW |  

3D-Druck Zylinderkopf

  • Zylinderköpfe werden konventionell aus Aluminium im Niederdruck-Kokillen-Gießverfahren hergestellt. Durch additive Fertigungstechnologien kann eine unmittelbare werkzeug- und formfreie Fertigung die Durchlaufzeit deutlich beschleunigen.
  • Rapid Prototyping |  
  • Aluminium AlSi10Mg |  
  • strahlen |  
  • Prüfung der Boxmaße |  
  • Automobil: PKW |  
Strömungsoptimierung im Drallerzeuger

Strömungsoptimierung im Drallerzeuger

  • Die Funktion eines Drallerzeugers besteht darin, die Drallzahl der Strömung im Brenner zu optimieren. Durch die Designfreiheiten der additiven Fertigung ergeben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten mit deutlich verbesserter Performance.
  • Rapid Prototyping |  
  • Edelstahl 1.4404 |  
  • strahlen |  
  • Prüfung der Boxmaße |  
  • Maschinenbau: Sonderanlagenbau |  
Design Studie Leichtbau Radträger

Design Studie Leichtbau Radträger

  • Eine Vielfalt von geometrischen Lösungen existiert um das Radlager eines PKW aufzunehmen und Bremsscheibe, Bremssattel und ggfs. die Antriebswelle mit dem Radträger zu verbinden. Damit die Funktionsbereiche später CNC-bearbeitet werden können, wurde das Modell aus dünn-wandigem Edelstahl in Leichtbau Konstruktion hergestellt.
  • Rapid Prototyping |  
  • Edelstahl 1.4404 |  
  • strahlen, Funktionsbereiche gefräst |  
  • Prüfung der Boxmaße und Funktionsbereiche |  
  • Automobil: PKW |  

Co-Engineering eines Batterieträgers für variantenreiche, ultraleichte Kleinserien

  • In dem gemeinsamen „VariKa“ Projekt des Fraunhofer Institut für Leichtbaufahrzeuge (LBF) hat FKM gemeinsam mit Engineering-Partnern die AM-Fertigung der bionischen Strukturknoten aus hochfestem Aluminium übernommen. Additiv hergestellte Verbindungselemente werden mit Standard Strangpressprofilen zu einem fahrzeuggebundenen Leichtbau-Batterieträger mit integrierter Füge-Funktion vereint. Zur Vorhersage thermisch induzierter Deformationen wurden Simulationen ausgeführt und so der Datensatz geometrisch optimiert.
  • Rapid Prototyping mit Funktionsintegration |  
  • Aluminium AlSi10Mg |  
  • sandstrahlen |  
  • Prüfung der Boxmaße, anschließende Analyse von Strukturkennwerten des Werkstoffverhaltens, sowie experimentellen Ergebnissen |  
  • Engineering Partner: Fraunhofer Institut LBF, EDAG Engineering, FFT Produktionssysteme, OPEL |  
  • Automobil: PKW |  

Messe-Showcase eines Ansaugkrümmers für V6 Pickup-Motor

  • Gefertigt aus dem Kunststoff PA 12 Alumide überzeugt das Messemuster mit seiner innovativen Geometrie und sieht überzeugend Aluminium-ähnlich aus.
  • Rapid Prototyping / Messemusterteil |  
  • PA 12 Alumide |  
  • Entpulvern, Außenflächen überfräst |  
  • Sichtkontrolle |  
  • Automobil: PKW |  

Prototyp eines Air Duct Adapters

  • Gefertigt aus dem temperaturbeständigen Kunststoff PA 6, der Oberflächen gefinisht ist. Dafür wurde das Bauteil zunächst mit FKM smooth® geglättet, dann Dyemansion schwarz gefärbt und anschließend verdichtungsgestrahlt.
  • Rapid Prototyping |  
  • PA 6 |  
  • Entpulvern, FKM smooth®, Dyemansion gefärbt, Verdichtungsstrahlen |  
  • Maß- und Sichtkontrolle |  
  • Automobil: PKW |  

Saugmodul aus glaskugelgefülltem Polyamid für Serienfahrzeug

  • Das Saugmodul wird konventionell als Gussbauteil gefertigt. In diesem Fall wurde es als hochfeste Leichtbau-Lösung aus glaskugelgefülltem Polyamid gefertigt, wasser- und gasdicht infiltriert und dann über 40.000 km im normalen Fahrbetrieb getestet.
  • Proof-of-Concept Prototyp |  
  • Polyamid 12 - PA 3200 GF |  
  • Entpulvern, Stichmaße nach Kundenvorgabe gefräst, wasser- und gasdicht infiltriert |  
  • Maß- und Sichtkontrolle |  
  • Automobil: PKW |  

Scheinwerfergehäuse für Einbauversuch

  • Auf die Detailgenauigkeit kommt es an. Damit beim Einbauversuch dieses Proof-of-Concept Prototypen alles funktioniert, musste jedes Detail präzise ausgeformt sein.
  • Proof-of-Concept Prototyp |  
  • Polyamid 12 |  
  • Entpulvern, FKM smooth® |  
  • Sichtkontrolle |  
  • Automobil: PKW |  

Einteilig gebautes Lüftungsgitter

  • Im SLS 3D-Druck kann dieses Lüftungsgitter einteilig trotz der Hinterschneidungen gefertigt wer-den. Die Maßgenauigkeit ist die Voraussetzung für den passgenauen Einbau.
  • Rapid Prototyping |  
  • Polyamid 12 |  
  • Entpulvern |  
  • Maß- und Sichtkontrolle |  
  • Automobil: PKW |  

Leichtbau-Sauggreifer

  • Im SLS 3D-Druck kann dieser Leichtbau-Vakuumsauger mit innen liegenden Luftkanälen neu ge-dacht und gefertigt werden. Die filigranen Greifer heben und bewegen pneumatisch gesteuert Spritzgussteile sicher im Handling. Mit der Leichtbaukonstruktion wird eine 50%-ige Gewichtsein-sparung erreicht.
  • Rapid Prototyping |  
  • Polyamid 12 |  
  • Entpulvern, FKM smooth® |  
  • Sichtkontrolle |  
  • Maschinenbau: Robotics Greifer |  

Lüftungskanalfertigung in Serie

  • Im SLS 3D-Druck werden Luftkanäle neu gedacht und gefertigt. Da es sich um Sichtbauteile handelt, werden die 3D-Druck-Rohlinge aus PA 12 einbaufertig chemisch geglättet mit FKM smooth® und lackiert. So erhalten die einbaufertigen Bauteile das vom Kunden gewünschte wertige Aussehen.
  • Rapid Prototyping |  
  • Polyamid 12 |  
  • Entpulvern, FKM smooth®, lackiert |  
  • Erstmusterprüfbericht mit Freigabeprozess |  
  • Automobil: PKW |  

Vielfalt.
6 Kunststoffe. 6 Metalle.

Welche Vorteile muss das Material für Ihre Anwendung mitbringen? Zugfestigkeit, Bruchsicherheit, Temperaturbeständigkeit, Biegeflexibilität oder Leichtigkeit?

FKM hält für jeden Anspruch den passenden Werkstoff bereit. Vertrauen Sie auf unsere Erfahrung – gemeinsam finden wir den perfekten Werkstoff.

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Kunststoffe und
gefüllte Polymere

Mit einer umfassenden Materialauswahl an sortenreinen oder gefüllten Kunststoffen, großvolumigen und flexibel einsetzbaren 3D-Druckkapazitäten sowie validierten Parametersätzen erreichen wir zuverlässig optimale Produkteigenschaften für Ihre Teile.

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Metalle

Unser umfassendes Portfolio an hochentwickelten Metallwerkstoffen hat sich in der täglichen Praxis bewährt. Die modernen Metallpulver sichern die gewünschten Produkteigenschaften und machen die Reproduktionen zuverlässig wiederholbar.

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