Rapid Prototyping von Gussteilen. ACTech GmbH

Transkript

1 Rapid Prototyping von Gussteilen ACTech GmbH

2 ACTech CNC-Bearbeitung Formherstellung, Formzusammenbau, Gießerei Verwaltung Feingießerei 386 Mitarbeiter qm Fertigungsfläche bis zu Gussteilprototypen pro Jahr Kleinserienfertigung voll bearbeitet, einbaufertig montiert EN ISO (2004) und ISO/TS (2009) zertifiziert

3 Bilanz seit Mai 1995 Stand > verschiedene Gussteilkonstruktionen > Gussteilprototypen insgesamt >1.050 Kunden in 36 Ländern jährliche Kapazität: Gussteilprototypen, voll bearbeitet, einbaufertig montiert

4 böse Überraschungen nach SOP - Kosten - Probleme Anzahl der Probleme Kosten zur Beseitigung letze Designänderungen wurden nicht im Serienwerkzeug umgesetzt Gussteil passt in der Montage nicht zur restlichen Baugruppe Erstaufnahmepunkte sind falsch Versagen bei Belastung wegen Designfehler Werkzeuganpassung oder Neufertigung Anpassungen in der Montagelinie Zeichnungsanpassungen major worst case scenario SOP t

5 böse Überraschungen nach SOP - Kosten - Probleme Anzahl der Probleme Kosten zur Beseitigung SOP t

6 Wie vermeiden? - Kosten - Probleme Anzahl der Probleme Kosten zur Beseitigung Fehlererkennung vor SOP SOP t

7 Wie vermeiden? - Kosten - Probleme Anzahl der Probleme Kosten zur Beseitigung SOP t

8 Wie vermeiden? - Kosten - Probleme Anzahl der Probleme Kosten zur Beseitigung Nur wenn die Gussteil-Prototypen bereits serienvergleichbare Eigenschaften aufweisen, lassen sie Rückschlüsse zur Fehlererkennung zu. SOP t

9 Wie vermeiden? - Kosten - Probleme Anzahl der Probleme Kosten zur Beseitigung Je nach Serientechnologie ist dies u.u. nur eingeschränkt möglich. Wer einen 100% -igen Druckgussprototypen braucht, der muss ein Druckgusswerkzeug bauen. Funktionsrelevante Eigenschaften lassen sich aber im Rapid Prototyping darstellen. SOP t

10 Was sind die Effekte? beschleunigte Produktentwicklung Neuentwicklung eines neuen Reihe-4-Motors in weniger als 1 Jahr inklusive 3 Entwicklungsschleifen mit Gussteil-Prototypen, Tests und Verbesserungen bessere Produkte in kürzerer Entwicklungszeit Überprüfung der Eigenschaften in sehr frühen Entwicklungsstadien geprüfte, konkurrierende Konzepte erlauben die Auswahl des Favoriten Verbesserungen geschehen lange vor SOP kürzere Zeit für Markteinführung kurze Lieferzeiten für Gussteil-Prototypen kleine Stückzahlen je Entwicklungsstufe Klein(st)serie parallel zur Fertigung der Serienwerkzeuge

11 RP-Prozesskette im Sandguss Alle Prozesse außerhalb der Formherstellung sind serienvergleichbare, bekannte Standardprozesse mit bekannten Ergebnissen! Der Einsatz von Rapid Prototyping für die Formherstellung vermeidet die längeren Lieferzeiten und höheren Kosten einer konventionellen Fertigung.

12 RP-Prozesskette im Sandguss Die verschiedenen RP-Verfahren sind werkstoffunabhängig und können miteinander kombiniert werden. Selbst komplexe Kernpakete können in einem Stück gefertigt werden.

13 Beispiel Kernpaket

14 Kostenvergleich Festkosten Konventionell Stückkosten Rapid Prototyping Festkosten Stückkosten Konventionell Erstmuster Stück Komplettes Werkzeug Standzeit bis zu Stück Komplett bearbeitet und geprüft Rapid Prototyping Erstmuster 2 3 Stück Anteilige RP-Werkzeuge Standzeit bis zu 100 Stück Komplett bearbeitet und geprüft

15 crank case

16 Kostenvergleich Konventionell Rapid Prototyping Festkosten Stückkosten Festkosten Stückkosten crank case

17 Kostenvergleich Konventionell Rapid Prototyping Festkosten Stückkosten Festkosten Stückkosten crank case cylinder head oilpan bedplate exhaust manifold turbocharger cyl. head cover total

18 Kostenvergleich Kostenvorteil für die Erstmuster des 1 Set: des 2 Set s: des 3 Set s: des 4 Set s: des 5 Set s: total

19 Kostenvergleich Aber Achtung! Je nach Anforderung und der realen Geometrie können die Schätzpreise varieren! Minus 50% oder plus100% oder mehr sind nicht überraschend! total

20 Kostenvergleich - break even Nur gültig für die Annahme der Verwendung kombinierter RP-Techniken.

21 Standard break even Break even stark abhängig von der Komplexität der Geometrie Nur gültig für die Annahme der Verwendung kombinierter RP-Techniken.

22 Lieferzeit für Erstmuster Seriengießer Kleinseriengießer RP Lieferant crank case cylinder head oilpan bedplate exhaust manifold turbocharger cyl. head cover total

23 Lieferzeit für Erstmuster Seriengießer Kleinseriengießer RP Lieferant crank case cylinder head oilpan bedplate exhaust manifold turbocharger cyl. head cover total > 20 Wochen > 20 Wochen > 12 Wochen > 12 Wochen > 10 Wochen > 10 Wochen > 8 Wochen > 20 Wochen

24 Lieferzeit für Erstmuster Seriengießer Kleinseriengießer RP Lieferant crank case cylinder head oilpan bedplate exhaust manifold turbocharger cyl. head cover total > 20 Wochen > 20 Wochen > 12 Wochen > 12 Wochen > 10 Wochen > 10 Wochen > 8 Wochen > 20 Wochen > 12 Wochen >12 Wochen 6 Wochen 6 Wochen 8Wochen 8 Wochen 6 Wochen >12 Wochen

25 Lieferzeit für Erstmuster Seriengießer Kleinseriengießer RP Lieferant crank case > 20 Wochen > 12 Wochen 6-8 Wochen cylinder head > 20 Wochen >12 Wochen 6-8 Wochen oilpan > 12 Wochen 6 Wochen 3-4 Wochen bedplate > 12 Wochen 6 Wochen 3-4 Wochen exhaust manifold > 10 Wochen 8Wochen 3-4 Wochen turbocharger > 10 Wochen 8 Wochen 3-4 Wochen cyl. head cover > 8 Wochen 6 Wochen 3-4 Wochen total > 20 Wochen >12 Wochen 6 8 Wochen

26 Lieferzeit für Erstmuster Lieferzeitvorteil für Erstmuster 1. Entwicklungsschleife: 6 > 14 Wochen 2. Entwicklungsschleife: 12 > 28 Wochen 3. Entwicklungsschleife: 18 > 42 Wochen zwischen 18 und > 42 Wochen! Plus Kosteneinsparung! total > 20 Wochen >12 Wochen 6 8 Wochen

27 Lieferzeitvergleich für Erstmuster Aber Achtung! Die Lieferzeiten können abhängig von den Anforderungen variieren! Minus 50% oder plus 50% oder mehr sind nicht überraschend! total > 20 Wochen >12 Wochen 6 8 Wochen

28 Resumee Prototypenteile können die Entwicklung neuer Gussteile beschleunigen. Nur mit nahezu serienvergleichbaren Eigenschaften der Prototypen kann man aussagekräftige Resultate erwarten. Wenn alle Prototypen vergleichbare Eigenschaften aufweisen, kann die notwendige Teststückzahl miniert werden. Geringere Stückzahlen sparen Zeit und Geld. Rapid Prototyping für Gussteilprototypen erlaubt die schnellere und kostengünstigere Fertigung geringer Stückzahlen mit seriennahen Eigenschaften. Möglicherweise muss der heutige Entwicklungsprozess verändert werden, um alle Effekte zu realisieren.

29 Fragen? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!