Die neue Irpd AG: Dienstleistung & Forschung auf einer Ebene. Irpd AG, St. Gallen,

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1 Die neue Irpd AG: Dienstleistung & Forschung auf einer Ebene Irpd AG, St. Gallen,

2 Inhalte Teil I: Irpd AG Institute for rapid product / process development JV mit UNITED GRINDING Group AG Organisation / Tätigkeiten Teil II: Industrielle Serienfertigung Teil III: Industrielles Beispiel, Kosten-Nutzen (Kalkulation) 2

3 Organsiation inspire? inspire AG 3

4 Joint Venture inspire AG - United Grinding Group AG Ausbau AM inspire AG in Zürich hat die AM Dienstleistungsaktivitäten von inspire AG, irpd (St. Gallen) auf dem Gebiet des Additive Manufacturing (AM) in einen gemeinsamen Joint- Venture mit neuem Name Irpd AG zusammen mit der United Grinding Group AG, Bern eingebracht. Die neugegründete Firma Irpd AG führt seit 1. Juni 2015 das Engineering, die Produktion und den Vertrieb. Die Forschungsaktivitäten von inspire AG, irpd (St. Gallen) sowie selbstverständlich von allen anderen Forschungsgruppen in Zürich und Dübendorf sind vom Joint-Venture nicht berührt und bleiben weiterhin bei der inspire AG. HomePage: (alt) Sind Sie Projektpartner oder wollen Sie sich über die Forschung bei inspire AG informieren, klicken Sie auf das inspire Logo: (neu) Wollen Sie additiv gefertigte Komponenten herstellen lassen, klicken Sie auf das Irpd Logo: 4

5 inspire AG, irpd (alt) und Irpd AG (neu) Umbau: Was hat sich geändert Joint Venture Inspire AG United Grinding Group AG; Irpd AG Strategischer Partner der ETHZ inspire AG ist ein hochschulnahes Kompetenz-Zentrum für die Schweizer Maschinenindustrie. Es betreibt Forschung & Entwicklung für die Industrie und löst Probleme in allen Wissensgebieten, insbesondere auch AM. Methoden, Prozesse und Technologien inspire AG macht sie anwendungsreif. Home Page new: 5

6 Fact & Figures UNITED GRINDING Group Über Mitarbeiter, mehr als 130 Auszubildende 24 Standorte weltweit Über Maschinen wurden produziert und geliefert - weltweit UNITED GRINDING Group gehört weltweit zu den größten 20 Werkzeugmaschinen-Herstellern (Metalworking Insider Report) UNITED GRINDING Group gehört in Europa zu den zehn größten Werkzeugmaschinen-Herstellern (VDW) 6

7 Unsere Gesellschaften Irpd AG, St. Gallen (Schweiz) Anzahl Mitarbeiter 13 Gründungsjahr Irpd AG 2015 Gründungsjahr INSPIRE 2001 Institut für Rapid Product Development (Additive Manufacturing) Standort in St. Gallen, Schweiz 7

8 Unsere Gesellschaften IRPD Irpd AG ist das Kompetenzzentrum für Additive Manufacturing der UNITED GRINDING Group Dieses wird zusammen mit der Inspire AG (führendes Schweizer Kompetenzzentrum für Technologietransfer), Teil der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) geführt. IRPD produziert generativ (AM) gefertigte Bauteile mit zwei wesentlichen Produktionsverfahren: Selective Laser Melting (SLM) Selective Laser Sintering (SLS) Metals Plastics IRPD unterstützt die Kunden mit erfahrenen Technologieberatern, Reverse Engineering und Services beim Design und Produktion von komplexen Bauteilen. 8

9 Focus Irpd AG (NewCo) und inspire AG (F&E) Alle Bereiche sind noch massiv einzel und im Verbund zu entwickeln SLS / SLM Applications Materials Standardisation ASTM-ISO Processes Standardisation ASTM-ISO Machine equipment Additive manufacturing with SLM / SLS / etc. 9

10 Duraform HST Composite introduced by irpd in April 2007 Quelle: BMW 10

11 Teil II Welche Gebiete bearbeitet Irpd AG (Services) und inspire AG (R&D)? Industrielle Serien Fertigung!!! Wesentliche Treiber für Serien-Fertigung Regeln, die es einzuhalten gilt um vollen Nutzen zu generieren Denken und Handeln entlang der Wertschöpfungskette (Konventionelles Denken und Handeln - total verlassen) 11

12 Anwendungsbereiche & Branchen «gute» - industriell umgesetzte Business-Cases Turbinen- Komponenten Schmuck Dentalprodukte Werkzeugbau Einspritzdüse Komplexe Teile Kronen / Brücken Interne Kühlung Quelle: inspire GE-Einspritzdüse Quelle: inspire Quelle: Fraunhofer 12

13 Restriktionen heute aber was ist morgen Fazit: Noch Einschänkung Material für AM für Metallteile Entwicklung neuer, auf den SLM- Prozess abgestimmte Materialien Schmuck Leichtbau / Flugzeugtechnik / Space Medizinaltechnik, Space Turbinenbau Maschinenbau, Prototyping, Medizinaltechnik Neue Materialien für SLM - Hybrid-Materialien / MMC, Gold, Silber, Bronze div. Legierungen Aluminium AlSi12, AlSi10Mg, Struktur- Legierungen Titan Ti6Al4V, Ti-Grade 2, Ni-Basis Div. Superlegierungen Fe-Basis / 17-4PH / , , u.v.m. 13

14 Zwingend: Senkung von Overhead und Qualitätskosten! Mindestens um 50%? Materialanteil: +/-20% Estimated Cost Model of LS Manufacturing (servicing High-Tech OEMs) Raw Material Labor Overhead Quality Raw Material Labor Quality Overhead 14

15 Industrielle Serien Teile Hauptansprüche Dienstleistung Irpd AG Anlagetechnik (aktueller und passender Stand der Technik) Vor-Qualifizierung (bevor eigentliche Serien-Produktion gestartet wird) Getroffene / gewünschte Quali Annahmen auf (neuer) Anlage überprüfen. Qualitätssicherung (während des Prozesses / Produktion) Einbettung in Qualitätssicherungskette. Mögliche Fehlerursachen abdecken Ziel gleich bleibende Teile und Eigenschaften erreichen Rohmaterial (Partikelgrössen / ) SLM Prozessführung (kont. Laserleistung, Schmelzpool Kontrolle, etc.) SLM Anlagenkomponente: Filtern / Beschichtung / etc. Post Processing: Teile Genauigkeit / Oberflächenquali / Wärmebehandlung /... 15

16 Focus «Welt» F&E / Serien Produktion / Normen Qualitäts- und Produktivitätsaspekte 16

17 Bedingungen, Regeln: Wirtschaftlicher AM Case Wie müssen wir das AM Aufwachsen fördern GRUNDSAETZE Manufacturing driven Design verlassen Quelle: TU Hamburg-Harburg, ilas Functional driven Design forcieren Quelle: Laserzentrum Nord 17

18 Complexity for free Redesign for Additive Manufacturing Nearly unlimited Scope of Design new exploitation Leight Weight construction!!! others new possibilities Process enhancement, Standardisation 18

19 Bedingungen, Regeln: Wirtschaftlicher AM Case Wie müssen wir das Aufwachsen fördern GRUNDSAETZE Wertschöpfungskette Betrachtung forcieren Ersatzteil, PoD Berücksichtigung / Einbezug im Design von: Struktur Optimierung Fluiddynamik Strömungsdynamik Berücksichtigung physikalischer Gesetze bei Design (z.b. Druckverlust, etc.) Leichtbau / Hüllen Denken Etc. Unbegrenzte Möglichkeiten! Pflicht: Altes Teil entsorgen / Design mit AM und neu produzieren mit Einbezug Verkürzung der Wertschöpfungskette 19

20 Serien-Produkte, Bonder Maschine, speziell hydraulisch korrekt konstruierte Düse 20

21 Complex Nozzle system (Metal) Obligation: Reverse Engineering 21

22 Teil III Industrielles Beispiel, Kosten-Nutzen (Kalkulation) Preis Beispiel Machbarkeiten Zwingend Vergleich: Subtrative Fertigung AM Fertigung 22

23 Preis Beispiel (Irpd AG) Bauteil: S - Stück - SLM Abmessungen 10.7 x 2.5 x 0.8 mm 23 mm 3 Eigentlich ein Stanz - Tiefziehteil, aber. in der aktuellen Geometrie nicht als solches herstellbar zu komplex Benötigte Menge/Jahr: bis max. 800 Stück Kosten konventionell: 50 Stück gefräst: CHF 21.- pro Stück Serienproduktion Werkzeugkosten: CHF Produktionskosten: CHF 0.15 pro Stück 23

24 Preis Beispiel (Irpd AG) Bauteil: S - Stück - SLM Bis rund Stück ist die SLM Fertigung günstiger als die konventionelle Fertigung. Dies entspricht einer Produktionsdauer von > 6 Jahren. Dies gilt ebenso für eine Kleinserie bis 50 Stück: SLM: CHF 18.- konventionell: CHF = 21.- SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr Kosten pro Bauteil SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr SFr Anzahl Teile Kosten pro Bauteil Vorserie gefräst: 21.- pro Stück 5000 Stück Anzahl Teile als Prototyp als Jahreslos konventionell als Prototyp als Jahreslos konventionell 24

25 Zusammenfassung AM Technologien Additive Fertigungstechnologien entwachsen dem Stadium des «Prototyping» Das sind ernst zu nehmende Fertigungstechnologien für Serien Additive Fertigungstechnologien werden die Art und Weise, wie entwickelt produziert und geliefert wird, signifikant verändern! Additive Fertigungstechnologien werden massiv gefördert Das Ziel ist «Produktion» EU, USA, Asien, (..), Einzelne Länder Sie als KUNDE / ANWENDER / 25

26 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Irpd AG (Produktion, Services) Dr. D. Woschitz CEO, Irpd AG Lerchenfeldstrasse St.Gallen Irpd AG Institute for rapid product development St. Gallen, Switzerland

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