Vom traditionellen Zulieferer zum erfolgreichen High-Tech-Partner für OEMs am Beispiel der Produktentwicklung und herstellung mit Rapid-Technologien

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1 Vom traditionellen Zulieferer zum erfolgreichen High-Tech-Partner für OEMs am Beispiel der Produktentwicklung und herstellung mit Rapid-Technologien From the traditional supplier to the successful High-Tech partner for OEMs the product development and manufacturing with Rapid technologies as an example Dr. Rudolf Meyer, Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation IFF Sandtorstrasse 22 D Magdeburg Quelle: AFP Phone +49 (0) Fax +49 (0) Germany

2 Zum Referenten: Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Dr. Rudolf Meyer: Maschinenbau- und Fertigungsingenieur - Spezialist für CAP, CAM und flexible Fertigung, seit 1996 Mitarbeiter in der Fraunhofer-Gesellschaft Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Magdeburg 1999 bis 2008: zentraler Sprecher/Koordinator der Fraunhofer-Allianz Rapid Prototyping Europas größtem interdisziplinären Forschungsverbund für Rapid Tooling & Rapid Manufacturing Seit 2000: Event-, Netzwerk- und Projektmanager, Projektentwickler und Berater zu nationalen und internationalen Projekten auf Gebieten des Rapid Prototyping, Rapid Tooling und Rapid Manufacturing Seit 2000: Manager und Chairman des Internationalen Rapid-Events für fortgeschrittene Rapid-Applikationen Euro-uRapid 2006: Mitbegründer der internationalen Plattform Rapid Manufacturing bei der Europäischen Union (EU) in Brüssel und Mitglied der Führungsgruppe der EU-Plattform 2

3 Das Fraunhofer IFF Ihr Forschungsdienstleister für Logistik Automatisierung Prozess- und Anlagentechnik Digital Engineering Viele Anwenderinformationen unter: Fraunhofer IFF 3

4 Neue Ansprüche und Herausforderungen an Zulieferer Entwicklungspartner statt verlängerte Werkbank Wertschöpfungsanteil bei Zulieferern steigt drastisch Aufgabenbereich der Zulieferer wird immer komplexer geforderte Technologie-Kompetenzen wachsen enorm Zulieferer mit Erfolgs-Verantwortung für Innovationen, Kosten, Qualität 4

5 Ausgangssituation Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Weltwirtschaftliche Rahmenbedingungen schwierig - Stagnierende oder degressive Märkte - Globaler Verdrängungswettbewerb Veränderungen und Herausforderungen für Unternehmen - hoher Innovations- und Qualitätsbedarf höherer F/E-Aufwand - häufiger Modellwechsel, kleinere Serien neue Fertigungskonzepte - time-to-market senken Prozeßstrukturen optimieren/minimieren - Kosten senken Ressourcen & Aufwände einsparen Hoffnungsträger Rapid-Technologien Rapid Prototyping 5

6 Konzept, Funktionen und Ressourcen für ein Innovationszentrum Automobilbau Fraunhofer-Vorschlag Center für Produkt- und Prozeßinnova - tionen im Automobilbau Markt und Wettbewerb Automobilbau Vorteile für OEMs und Zulieferer in Russland 6

7 InnovationsCenter in Clusterstrukturen z.b. Rapid Prototyping Zul 1 Zul 2 Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Zul 3 Quelle: dpa InnovationsCenter z.b. Rapid Prototyping Zul = Zulieferer Zul n Zul 5 Zul 4 7

8 Rapid Prototyping: Was ist das? Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Grundcharakteristik: Neuartige Gruppe von Fertigungsverfahren generativer, schichtweiser Produktaufbau Alleinstellungen: ohne geometrische Restriktionen und ohne Werkzeuge und ohne Vorrichtungen Kurze Prozeßkette: 3D Datenmodell Rapid Prototyping Produkt 3D Datenmodell Physischer Körper (Bauteil oder Form/Werkzeug) Rapid Prototyping- Maschine 3D CAD-Modellierung Rapid Prototyping Produkt Quelle: Fraunhofer IFF 8

9 Beispiel: Funktionspräsentation Stereolithographie Quelle: 3DSystems 9

10 Rapid Prototyping in Produktentwicklung und -herstellung Universelle Nischentechnologien für branchenunabhängigen Einsatz - Nische = f (begrenzte Abmessungen, Stückzahl, Werkstoffe, Qualität) Eignung für Herstellung von Modellen und Prototypen (Rapid Prototyping) Formen und Werkzeugen (Rapid Tooling) Bau- bzw. Funktionsteilen (Rapid Manufacturing) Quelle: Fraunhofer IFF 10

11 Rapid-Einsparpotenziale in Produktentwicklungsphasen 3D Scan & 3D CAD Modell Modell, Werkzeug, Bauteil Rapid System Idee Design Reverse Engineering - Rapid Prototyping Serienproduktion Konzeptentwicklung Prototyping Tooling Rapid Tooling Vorserie Rapid Manufacturing Zeit- und Kosten-Einsparpotenziale 10-30% 10-40% 10-50% Markt Fraunhofer IFF Rapid-Potenziale abhängig von konkreter betrieblicher Situation! 11

12 Produktoptimierung und herstellung mittels Rapid Prototyping in diversen Branchen Bsp. Automotive Formel 1 AVTOVAZ BMW Renault Lamborghini Audi Porsche Daimler Quellen: Alphaform/AVTOVAZ 12

13 Center für Produkt- und Prozeßinnovationen & Rapid-Technologien Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Rapid Prototyping für frühe Phasen der Produktentwicklung Einstufige Fertigungsprozesse für Modelle und Prototypen direkt aus 3D CAD Produkt- und Prozeßoptimierung mit Rapid for Design und modernen Rapid- Techniken Visualisierung und Simulation von Produktzuständen, Virtuelles Prototyping Nutzen Vorteile IFF IFF IPA IFF Qualität durch Optimierung von Produkten und Effizienz durch Parallelisierung von Prozessen - optimal für Multi-Varianten-Planung und Design Frühzeitige Erkennung von Konstruktionsfehlern sowie Senkung von Ausschuß und Nacharbeit Beschleunigung der Produktentwicklung und rascher Anlauf der Serienfertigung IGD IGD IFF 13

14 Center für Produkt- und Prozeßinnovationen & Rapid-Technologien Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Rapid Manufacturing für die rasche Herstellung von funktionsfähigen Bauteilen Produkte direkt aus dem 3D CAD-Modell herstellen ohne Form-Werkzeuge und Vorrichtungen Nutzen Vorteile Stufenarme, flexible Herstellung einbaufertiger Bauteile mit Serien- oder seriennahen Eigenschaften Vorzugsweise für komplexstrukturierte Bauteile in Stückzahl 1 und Kleinserien Kurzfristige Herstellung komplex-strukturierter Bauteile aus metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen Rasche Reaktion auf flexible Kundenwünsche sowie Ersatzteilbedarfe Zeit- und Kostenersparnisse durch Wegfall von Werkzeugen und Vorrichtungen Überbrückung von Wartezeiten auf Werkzeuglieferungen und Senkung von Time-to-market IPA Alphaform CRP Technology IWS 14

15 Center für Produkt- und Prozeßinnovationen & Rapid-Technologien Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Rapid Tooling für die rasche Herstellung von Formen und Werkzeugen Unmittelbare Herstellung von Formen und Werkzeugen aus dem 3D CAD-Datenmodel - ohne Form-Werkzeuge und Vorrichtungen IFAM IFAM ILT Einsatzmöglichkeiten für Kunststoff- und Blechverarbeitung sowie metallische Gießprozesse Nutzung für komplexstrukturierte Produkte Vorteile Nutzen Rasche Verfügbarmachung von prototypischen Formen und Werkzeugen für Kleinserien, Fertigungsvorbereitung und Tests Zeit- und Kosteneinsparungen durch optimale Werkzeug-Eigenschaften (z.b. konturparallele Kühlkanäle) und Wegfall von Vorrichtungs-/Werkzeugaufwänden Beschleunigung der Produktentwicklung, Überbrückung von Serienwerkzeug- Wartezeiten und rasche, flexible Reaktion auf Produktänderungen IWS 15

16 Ausgewählte Rapid-Applikationen im Automobilbau Product Optimization: Sheet metal or casting design? Rapid Tooling with paper tool for sheet metal forming Rapid Manufacturing of complex functional components by Rapid prototyping + Coating IFF Alphaform/Audi IFF IFF IFF Alphaform 16

17 Rapid-Applikationen wo liegen die Schwerpunkte? Weltweiter Rapid-Einsatz - branchenbezogen Center für Produkt- und Prozeßinnovationen & Rapid Prototyping kann auch Impulse für andere regionale Wirtschaftsbereiche leisten Quelle: T. Wohlers

18 Angebote des Fraunhofer IFF Magdeburg - Umsetzung in Kooperation mit russischen Partnern IST- und Bedarfsanalyse für Einsatz moderner Rapid-Konzepte und Technologien für Rapid Prototyping, Tooling und Manufacturing, insbesondere in - Forschung und Entwicklung, - Produktwicklung und Design, - Formen- und Werkzeugbau sowie Vorrichtungsbau, - Fertigung und Montage, - Qualitätsmanagement und sicherung, - Training und Weiterbildung Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Bi- und multilaterale Kooperationen zur Erschließung von Rapid-Potenzialen mit russischen Partnern Rapid-Projektablauf Entwicklung moderner Einsatzkonzepte für Rapid-Technologien Beginn der Umsetzung Konzept- Entwicklung Potenzial- Workshop Firmen- Analyse Bewertung, Auswahl und Einsatzvorbereitung von Rapid-Technologien Nutzbarmachung, Anpassung und Weiterentwicklung von Rapid-Prozessen Konzepte für Qualifizierung und Weiterbildung von russischen Experten IFF Wochen 18

19 Danke für Ihre Aufmerksamkeit. Automotive Seminar Kaluga: Dezember 03, 2009 Haben Sie Fragen Bitte nehmen Sie mit mir Kontakt auf: Contact: Fraunhofer IFF Euro-Rapid Service Platform Dr.-Ing. Rudolf Meyer Sandtorstraße 22 D Magdeburg Phone: +49 (0) // +49 (0) fax: +49 (0)