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Redakteur: Luca Meister

Die additive Fertigung dringt immer mehr in die Kleinserienfertigung vor. Das erfordert ein Umdenken der Konstrukteure, die sich von den Beschränkungen der bestehenden Produktionsverfahren lösen müssen. Denn dadurch werden Teile realisierbar, die bisher völlig unmöglich erschienen. 1zu1 Prototypen, ein österreichisches Unternehmen, das sich auf 3D-Druck, verschiedene Kunststoff- und Metallgussverfahren spezialisiert hat, demonstriert dies bei zwei aussergewöhnlichen Praxisbeispielen.

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(Bild: 1zu1 Prototypen/Darko Todorovic)

mei. Täglich gehen bei 1zu1 Prototypen Anfragen für die Serienfertigung von Teilen mittels 3D-Druck ein. «Vor einem Jahr war das höchstens einmal im Monat der Fall», schildert Vertriebsleiter Thomas Kohler. Er ist überzeugt: 3D-Druck dringt von der Fertigung von Prototypen und Einzelteilen gerade in den Produktionsmarkt vor.

Doch viele Anfragen sind für die additive Fertigung uninteressant: Einen eingespielten Produktionsprozess einfach durch ein 3D-Druck-Verfahren zu ersetzen, ist kaum rentabel. «Wenn ich ein Drehteil konstruiert habe, bin ich mit Drehen immer billiger», bringt es Kohler auf den Punkt. Nur wenn Konstrukteure die Möglichkeiten der additiven Verfahren wirklich nutzen, entsteht ein echter Mehrwert.

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Spektakuläres 5D-Kino

Deutlich wird das bei einem Kunststoffteil, das der österreichische AV-Systemintegrator Kraftwerk Living Technologies bei 1zu1 Prototypen fertigen liess. Das 70 Mitarbeiter zählende Unternehmen aus Wels realisiert weltweit aussergewöhnliche audiovisuelle Systemlösungen. Im vergangenen Jahr lieferte Kraftwerk Living Technologies beispielsweise die komplette Technik für das grösste 5D-Kino der Welt in China.

Das Herzstück des 5D-Kinos sind 1000 bewegliche 4D-Kinositze. Die von Kraftwerk Living Technologies entwickelten Sitze sind mit Spezialeffekten wie Vibration, Gerüchen sowie Luft- und Wasserstössen in den Nacken beziehungsweise ins Gesicht ausgestattet. Gemeinsam mit weiteren im 5D-Kino verbauten Spezialeffekten wie Regen, Nebel oder speziellen Lichteffekten sorgen sie dafür, dass sich der Besucher mitten im Geschehen des gezeigten 3D-Films wähnt.

Armlehne mit Special Effects

In China setzte Kraftwerk Living Technologies erstmals die neu entwickelte und bis dato einzigartige Special-Effects-Armlehne für die 4D-Sitze ein. Luft-, Wasser- oder Geruchseffekte strömen direkt aus dieser Armlehne und werden somit erstmals in die unmittelbare Nähe des Besuchers gebracht. «Wir hatten die Aufgabe, ein hochkomplexes Bauteil auf kleinstem Raum zu realisieren», schildert Christian Hofer, technischer Geschäftsführer von Kraftwerk Living Technologies. Die Auslässe sind nur etwa sechs Zentimeter breit, fünf Zentimeter hoch und vier Zentimeter tief. Sie wurden eigens für die hochmodernen 4D-Sitze konstruiert. Insgesamt 1500 Stück benötigte das Unternehmen alleine für das Projekt in China.

Hochkomplexes Bauteil

Im Bauteil sind Kanäle für Düfte und Wasser sowie Beleuchtungselemente integriert. Mehr noch: Die innen liegenden Kanäle sind gekrümmt. Ihr Durchmesser variiert, um besondere Verwirbelungen der ausströmenden Luft zu erreichen. Ein Schnappmechanismus ermöglicht eine schraubenlose Montage.

Das wäre in Spritzguss kaum zu realisieren gewesen, ist Kundenberater Hubert Kemmer von 1zu1 Prototypen überzeugt. «Dafür wären sicher fünf bis sechs einzelne Spritzgussteile nötig gewesen, die man dann hätte zusammenfügen müssen. Das hätte sicher Probleme bei der Montage und der Dichtheit ergeben, der Auslass wäre viel grösser und ungleich teurer geworden.»

Entwicklung in Schritten

Mittels 3D-Druck hingegen konnte das Bauteil sogar in mehreren Schritten getestet und optimiert werden. «Unsere Anforderungen waren nur sehr bedingt zu simulieren», schildert Christian Hofer. Insgesamt 18 Varianten liess Kraftwerk Living Technologies fertigen, bis das Unternehmen mit den Effekten zufrieden war.

Ein weiterer Vorteil des Fertigungsverfahrens: Die rasche Verfügbarkeit kleiner Stückzahlen erlaubte schon während der Entwicklung umfangreiche Tests bezüglich der langfristigen Haltbarkeit. Die Teile sind schliesslich jahrelang ständiger Feuchtigkeit ausgesetzt.

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