Dr. Julian Schneider Hannover,

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1 Leichtbaupotentiale durch additive Fertigung ausschöpfen Identifizierung von geeigneten Baugruppen und Gestaltung eines neuartigen Entwicklungsprozesses Dr. Julian Schneider Hannover,

2 Inhalt 1. Einführung 2. Bedeutung des 3D-Drucks für industrielle Anwendungen 3. Sinnvoller Einsatz additiver Fertigungstechnologie 4. Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung 5. Success Stories 2

3 Inhalt 1. Einführung 2. Bedeutung des 3D-Drucks für industrielle Anwendungen 3. Sinnvoller Einsatz additiver Fertigungstechnologie 4. Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung 5. Success Stories 3

4 Die P3 Group bietet drei Kernkompetenzen aus einer Hand an: Beratung Umsetzung Engineering Consulting Services P3 entwickelt Strategien, Organisationen und Prozesse für anspruchsvolle Technologiefelder und befähigt seine Kunden zur erfolgreichen Umsetzung. Consulting Services + + Management Support Engineering Solutions + Management Support P3 implementiert Konzepte und steuert komplexe Projekte von der Projektunterstützung bis hin zur Übernahme der Produktverantwortung. Engineering Solutions P3 ist technischer Kompetenzdienstleister in den Branchen Telekommunikation, Luftfahrt, Automotive, Energie und Transportation. 4

5 Evolutionsgetriebene Strukturoptimierung Natur als Vorbild für Leichtbaustrukturen Bionik Material nur dort, wo es benötigt wird Kraftflussgerecht Konventionelle Fertigung oft nur schwer oder überhaupt nicht möglich Additive Fertigung bzw. 3D-Druck 5

6 Bedeutung des 3D-Drucks für industrielle Anwendungen Möglichkeiten Gewichts- und Materialeinsparung Hochkomplexe Bauteile Verkürzung der Entwicklungszeit Funktionsoptimierung Funktionsintegration Limitierungen Hohe Produktionskosten und fehlende Automatisierung Unbekannte Werkstoffeigenschaften Fehlendes Wissen zu Fertigungsverfahren Ungeschulte Designer und unangepasste Tools für Design to Print 6

7 Inhalt 1. Einführung 2. Bedeutung des 3D-Drucks für industrielle Anwendungen 3. Sinnvoller Einsatz additiver Fertigungstechnologie 4. Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung 5. Success Stories 7

8 Sinnvoller Einsatz additiver Fertigungstechnologie Input: Stücklisten, Zeichnungen, Interviews, Lastenhefte etc. 3D-Print Fitness Forecast Output am Beispiel eines Halters aus der Luftfahrt Kurzentwurf Optimierungsvorschlag in Form eines Kurzentwurfs/Konzepts Darstellung des ermittelten Mehrwerts bei zu erwartenden Fertigungskosten (RoI) Zusammenfassung der Analyseergebnisse Handlungsempfehlung Zu erwartender Mehrwert: 41% Gewichtseinsparung Erhöhung der Steifigkeit Kostenabschätzung: Stückpreis steigt um 5% Handlungsempfehlung: Die zu erwartenden Treibstoffeinsparungen durch das reduzierte Gewicht bringen selbst bei leicht erhöhten Stückkosten infolge der additiven Fertigung einen Kostenvorteil 8

9 Inhalt 1. Einführung 2. Bedeutung des 3D-Drucks für industrielle Anwendungen 3. Sinnvoller Einsatz additiver Fertigungstechnologie 4. Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung 5. Success Stories 9

10 Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung Welche Schritte können automatisiert werden? Welche Schritte benötigen auch weiterhin Ingenieursintelligenz? Effizienzsteigerung durch Automatisierten Transfer Strukturoptimierung CAD-System Datenaufbereitung und Datencheck Kapazitätsplanung Industrie 4.0/Digitalisierung Verkettung von Pre- und Postprocessing Produktentstehungsprozess Anforderungsklärung Designphase Fertigung Effizienzsteigerung durch Best Practice-Guides und Leitfäden AM-Konstruktionsrichtlinien Schnittstellenstandardisierung Angepasste Tools Nutzung von Datenbanken Schnelle Verfügbarkeit von Informationen 10

11 Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung Consulting Engineering Manufacturing Define the value proposition? Detailumsetzung Fertigung Quick Check Identifizierung geeigneter Anwendungen unter Berücksichtigung von Gewicht Produktionskosten Funktionsoptimierung Lieferzeit Beratung Material und Verfahren Auslastungsplanung Pre- und Postprocessing Design- Anforderungen Möglicher Bauraum Definition der Schnittstellen Lastfälle Material Topologie- Optimierung Organische Strukturen Design mit homogener Spannungsverteilung Optimierung bzgl. Steifigkeit und Leichtbau Wahl des Fertigungsverfahrens Anwendung bionischer Prinzipien Automatisierbarer Transfer in gängige CAD-Systeme Externe Bauteilfertigung durch zuverlässige Partnerdienstleister Umfangreiche technische Dokumentation Schnittstelle Industrie 4.0/Digitale Fabrik 11

12 Inhalt 1. Einführung 2. Bedeutung des 3D-Drucks für industrielle Anwendungen 3. Sinnvoller Einsatz additiver Fertigungstechnologie 4. Umsetzung eines effektiven Produktentstehungsprozesses für additive Fertigung 5. Success Stories 12

13 Success Stories Fadenspanner für die Textilindustrie: Modifizierung durch P3 und anschließende Fertigung des Bauteils aus Titan mit SLM-Verfahren Reduzierung der Lieferzeit von 8 auf 1 Woche Vergleichbare Herstellkosten Material- und Gewichtseinsparung 13

14 Success Stories Bionischer Halter für die Luftfahrt : Modifizierung durch P3 und anschließende Fertigung des Bauteils aus Aluminium mit SLM-Verfahren 41% Gewichtseinsparung Vergleichbare Herstellkosten Kraftflussoptimierte Struktur Funktionsintegration 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!