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1 Creative Prototyping Innovation besteht darin, zu sehen, was alle sehen und dabei zu denken, was sonst niemand gedacht hat. Quelle: Unbekannt

2 Agenda Creative Prototyping der kurze Weg von der Idee zum Produkt Überblick Creative Prototyping Produktanalyse Ideenfindung Design Prototyping Generative Verfahren Produktion, Forschung Praxisbeispiel Saurer Oerlikon Wie funktioniert eine Stickmaschine? Konzept Soutache / Pailletten-Vorrichtung Entwicklungsprozess des Paillettenkanals Vor- und Nachteile des 3-D Prints Zusammenfassung / Fazit Thomas Utz Innovationszentrum St.Gallen IZSG David Pekarek Inspire IRPD Andreas Knechtle Oerlikon Saurer Arbon AG Agenda 2

3 Creative Prototyping Erfüllung aktueller und zukünftiger Kundenanforderungen Verbesserung und Ersatz von Produkten Verlängerung der Lebensdauer Halten oder Stärken der Marktposition Creative Prototyping: Überblick 3

4 Überblick Creative Prototyping : Alles aus einer Hand...von der Analyse bis zum funktionsfähigen Prototypen Kunden Einstieg Unternehmen Markt Trends Produktanalyse Marktanalyse Kundenakzeptanz Ausstieg Unternehmen Creative Prototyping: Überblick 4

5 Produktanalyse Beschrieb: Bei der Produktanalyse geht es im Wesentlichen darum, aus Sicht des Nutzers ein Produkt nach seiner: Erkennbarkeit Bedienbarkeit und Akzeptanz Funktionalität Informationsfähigkeit gesellschaftlichen Relevanz formalen Kriterien (Form, Farben, Oberflächen, Material) Nutzen Wirtschaftlichkeit zu beschreiben. Die Resultate werden in Form eines Kurzberichts mit Stärken- und Schwächenprofil und allen erfassten Daten bzw. Produkten im Anhang dargestellt. Creative Prototyping: Produktanalyse 5

6 Ideenfindung (Traventure) Beschrieb: Im Modul Ideenfindung wird die teilnehmende Unternehmung systematisch durch den Ideengenerierungsprozess zur Findung innovativer Ideen und Lösungen wie beispielsweise für neue Produkte, Produktmodifikationen, Dienstleistungen, Verfahren, geführt. Es werden je nach Aufgabenstellung 2 unterschiedliche Module Ideenfindung angeboten: Micro Workshop Creative Day Die Unternehmung erhält 3 bis 5 Ideenkonzepte. Die Resultate werden in einer Präsentation und einem Abschlussbericht der Unternehmung übergeben. Creative Prototyping: Traventure 6

7 Ideenfindung (Traventure) IZSG Generierung Creative Prototyping: Traventure 7

8 Ideenfindung (Traventure) Creative Prototyping: Traventure 8

9 Ideenfindung (Traventure) Creative Prototyping: Traventure 9

10 Design Beschrieb: Anhand der Ideenfindung oder einer Anforderungsliste seitens des Unternehmens werden erste Designideen aufskizziert sowie Varianten und Detailstudien als digitale Designprototypen entwickelt. Das Design-Modul ist in zwei Hauptteile sowie zwei Präsentationen aufgeteilt: Konzeptions-Phase Zwischenpräsentation 1 Produktvisionen verifizieren durch Unternehmung Festlegung Designrichtung Entwurfsphase Präsentation 2 Die Unternehmung erhält die digitalen Designprototypen als gerenderte Bilder. Die Resultate werden in Form eines Kurzberichts mit Zusammenfassungen aller Zwischenschritte dargestellt. Creative Prototyping: Design 10

11 Design Grundsatz: Universal Design Universal Design ist ein Ansatz zur Entwicklung von Produkten, Dienstleistungen und Umgebungen. Der Ansatz des Universal Design verfolgt das Ziel, die Zugänglichkeit für möglichst viele Menschen zu ermöglichen, ohne spezielle und separierende Lösungen zu bieten. Es geht beim Universal Design besonders darum, ein breites Spektrum an Lösungen zu bieten, das allen hilft, nicht nur Menschen mit Behinderungen. Vielmehr berücksichtigt das Konzept des Universal Designs den Einfluss der äußeren Erscheinung und versucht, gut gestaltete Lösungen zu finden, die den Geschmack großer Konsumentengruppen ansprechen. Creative Prototyping: Design 11

12 Design Universal Design Beispiel Waschmaschine Creative Prototyping: Design 12

13 Prototyping Beschrieb: Das digitale Designmodell wird mittels generativer Fertigungsverfahren (Rapid Prototyping) innert weniger Tage in ein habtisches Modell gefertigt. Die Prototypen werden in hoher Komplexität prozessoptimiert hergestellt. Eine Hybridbearbeitung, ergänzend zur generativen Fertigung, ist ebenfalls möglich. Das Unternehmen erhält einen haptischen Prototypen, um weitere technische Abklärungen sowie Kundenanalysen zu machen. Ergänzend kann das Modell mittels Oberflächen Finishing (Lakierung und Struktur für Designmodelle) bearbeitet werden. Creative Prototyping: Prototyping 13

14 Generative Verfahren Prinzipieller Aufbau einer SLA-Maschine Prinzipieller Aufbau SLS- /SLM - Maschine FDM-Prozess 3D Printing Prozess (DoD) LOM-Prozess Creative Prototyping: Prototyping 14

15 Generative Verfahren Selective Laser Sintering (SLS) Kunststoff (PA12, ) CO 2 Laser (100 W) LaserCusing (SLM) Metalle (Edelstahl, Titan, ) Faser Laser (200 W) Creative Prototyping: Prototyping 15

16 Institut irpd: Produktion, Forschung Rapid Prototyping (RP) Rapid Manufacturing (RM) Kernkompetenzen Conformal Cooling Medical Manufacturing Selective Laser Sintering (SLS), 3D-Printing (3DP) LaserCUSING (SLM) Reverse Engineering Process and Material development Creative Prototyping: Prototyping 16

17 Duraform HST Motorabdeckung BMW In Duraform HST gesinterte BMW Motorenabdeckung hat einen Testlauf von ca km bei einer maximalen Belastungstemperatur von ca. 135 C erfolgreich absolviert. (mit freundlicher Genehmigung der BMW Group) Creative Prototyping: Prototyping 17

18 Lohnt sich das? Gehäuse eines Powertools Serie: 520 Teile/Jahr Material: PA12 lasergesintert glasgestrahlt Preis: EUR / 520 Teile Lieferzeit: 3 Arbeitstage (ab Datenlieferung) Creative Prototyping: Prototyping 18

19 Anwendung in der Medizinaltechnik Reflektorhalter der Firma MTS Reflektorhalter orthowave 100 Prozess Selective Laser Sintering Verfahren (SLS) Polyamid (PA12) Stosswellenkopf orthowave 100 Nutzen Gaskanäle optimal und absolut platzsparend konstruiert und produziert Integration des Platinenhalters und Schlauchbefestigungen minimierte Stückliste Montagezeit eingespart Lieferzeit 3 Arbeitstage Creative Prototyping: Prototyping 19

20 Leichtbaustrukturen generativ gefertigt In Edelstahl (316 L) Creative Prototyping: Prototyping 20

21 Prototypen 3D geprintet Firma Oerlikon Saurer Arbon AG Creative Prototyping: Prototyping 21

22 Praxis Beispiel Entwicklung einer Vorrichtung zum Aufsticken von Pailletten und Soutache unter dem Einsatz von Rapid Prototyping. Praxisbeispiel

23 Agenda Wie funktioniert eine Stickmaschine? Konzept Soutache / Pailletten-Vorrichtung Entwicklungsprozess des Paillettenkanals Vor- und Nachteile des 3-D Prints Zusammenfassung / Fazit Praxisbeispiel

24 Wie funktioniert eine Stickmaschine? Länge: 4.5 bis 30.5 m Anzahl Nadeln: 168 bis 1128 Gewicht: 5 bis 35 t Drehzahl: bis 500 1/min Praxisbeispiel

25 Wie funktioniert eine Stickmaschine? y Gatter: Beweglich in x- und y- Richtung x z Nadelseite: Bewegung der Nadel in z- Richtung Schiffchenseite: Bewegung des Schiffchen Praxisbeispiel

26 Konzept Soutache / Pailletten-Vorrichtung Aufgaben: Lösen den Bandes von Paillettenrad Führen des Bandes zur Abscherkante Paillettenführung Abscherkante Praxisbeispiel

27 Erster Entwurf Karton Aided Design => Rapid Prototyping (3-D Print) => 2 Teile nötig Praxisbeispiel

28 Version ITMA Rapid Prototyping Teile an der grössten Textilmesse Praxisbeispiel

29 Vor- / Nachteile des 3-D Prints Vorteile: Relativ günstig Schnelle Erkenntnisse => Funktion => Handling => Montage / Demontage Loops sind möglich => Weniger Änderungen des Werkzeugs nötig Erste Funktionstests möglich => Mechanik => Software Kosten Nachteile: Genauigkeit Festigkeit => Keine Dauerversuche => Für Klips nur bedingt geeignet Temperaturbeständigkeit Praxisbeispiel

30 Zusammenfassung / Fazit Für die Entwicklung eines Produkt bleibt immer weniger Zeit. Richtig eingesetzt kann 3-D Print dabei eine grosse Unterstützung sein. Praxisbeispiel

31 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne an unserem Stand zur Verfügung. Thomas Utz Innovationszentrum St.Gallen IZSG David Pekarek Inspire IRPD Andreas Knechtle Oerlikon Saurer Arbon AG

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