Hydroforming Design Light AB nutzt die Kraft von Wasser, Farbe und 3D-Druck, um die Geschäftsleistung zu verbessern

"3D printing hat uns grundlegend verändert...Da wir den Kunden unseren Wert nun besser vermitteln und Fehler bei Design und Herstellung vermeiden können, war es uns möglich, unseren Design- und Produktionszyklus um etwa 40 Prozent zu verkürzen. Wir nehmen nicht an – wir wissen – dass ein Teil passt, bevor wir in die Werkzeugbereitstellung investieren. Tatsächlich drucken wir oft Schnittmodelle von Bauteilen, wie z. B. einem Motor, mit einem eingebetteten Teil im Innern." - Peter Alm, Design Manager und Mitinhaber, Hydroforming Design Light AB

 

Jeder, der schon einmal einen Schritt in den Ozean gewagt hat, hat die beängstigende Kraft des Wassers selbst gespürt. Eine Welle, die Sie zurück an den Strand treibt, oder eine Unterströmung, die Sie auf das Meer hinauszieht, deuten die Prinzipien an, die hinter dem Hydroforming (Innenhochdruckumformen, IHU) stecken, einer Technik zur Metallumformung, die stabilere, leichtere und potenziell komplexere Produkte hervorbringt.

IHU verwendet Druckwasser, um Aluminium oder Stahl in geschlossenen Werkzeugformen aufzuweiten. Die konsistente und gleichmäßige Kraft minimiert die Schwachstellen, die gestanzte und tiefgezogene Teile oftmals aufweisen. In der Automobil- und Luftfahrtbranche mit ihren großen Budgets und ihrer Massenproduktion ist IHU schon lange beliebt. Nun hat jedoch ein schwedisches Unternehmen, Hydroforming Design Light AB, eine Möglichkeit gefunden, den Prozess so zu verändern, dass er erschwinglicher und auch für Produktionsläufe mit geringerer Stückzahl geeignet ist. Das Unternehmen setzt weniger Druck ein, und gleicht dies durch Hydraulik und mechanische Sperren aus.

Zum ersten Mal können Unternehmen IHU-Teile von hoher Qualität in so geringen Stückzahlen wie 500 pro Jahr herstellen, erläutert Peter Alm, Design Manager und Mitinhaber des Unternehmens, zu dessen Kunden Volvo, Electrolux und Metso zählen. Das Unternehmen bietet umfassenden Service und entwirft Lösungen für seine Kunden, die es anschließend mithilfe von IHU herstellt. Die entstehenden Produkte sind vielfältig und reichen von Abgasrohren über Fahrradrahmen bis hin zu Designermöbeln.

Die Herausforderung

Kunden den Wert beweisen
Obwohl die Hydroforming Design Light AB die Kosten von IHU senkt, sind die Produktionsanlagen immer noch teuer. Demzufolge muss das Unternehmen den Kunden zeigen, dass der Wert des IHU-Verfahrens zum Herstellen ihrer Produkte diese Zusatzkosten rechtfertigt.

Peter Alm verbringt viel Zeit damit, diese relativen Vorteile mithilfe von Computersimulationen des IHU-Prozesses zu analysieren und Designanalysen für IHU-geformte Teile durchzuführen. Seine AutoForm-Software zeigt die starken und schwachen Stellen fertiger Teile an, und mit diesen Informationen können seine Ingenieure ihre Designs verbessern.

Während der ersten vier Geschäftsjahre gab die Hydroforming Design Light AB genau diese Analyseinformationen in Form von PowerPoint- Präsentationen an die Kunden weiter, doch bei diesem Medium fiel es den Kunden scheinbar schwer, den gedanklichen Sprung von den begrenzten zwei Dimensionen des Mediums zum tatsächlichen Entwurf zu schaffen.

Die Lösung

3D-Drucken
Zur Verbesserung der Effektivität seiner Kundenkommunikation erwarb das Unternehmen im Februar 2007 einen 3D-Drucker der Z Corporation. Ein 3D-Drucker ist ein Ausgabegerät für 3D-Daten, genau wie ein 2D-Drucker ein Ausgabegerät für die Wörter und Bilder auf einem Computerbildschirm ist. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein 3D-Drucker dreidimensionale Modelle und Prototypen aus Verbundwerkstoffen herstellt. ZPrinters die schnellsten 3D-Drucker der Welt her und außerdem die einzigen, die Objekte mehrfarbig bedrucken können.

Die Farbe war ausschlaggebend für die Hydroforming Design Light AB, da ihre Ergebnisse der Finite-Elemente-Methode nach Branchenstandard in Regenbogenfarben dargestellt werden. Leuchtende rote Stellen auf einem Designteil bedeuten starke Krafteinwirkung oder eine mögliche Schwachstelle. Blaue Stellen bedeuten geringe Krafteinwirkung oder große Stärke des Teils.

Die Kaufentscheidung für den Spectrum Z510 3D-Drucker fiel der Hydroforming Design Light AB leicht, da kein anderes Unternehmen 3D-Drucker herstellt, mit denen sich mehrfarbige physikalische Modelle erstellen lassen.

Das Ergebnis

Verkürzung der Designzyklen um 40 Prozent
Die Hydroform Design Light AB hat mit dem Spectrum Z510 physikalische 3D-Modelle von Designteilen in Vollfarbe erstellt, um den Kunden genau zeigen zu können, wieso ihre Modelle gestanzten oder gezogenen Teilen überlegen sind. Die Macht, ein maßstabsgetreues physikalisches Modell in den Händen zu halten, es zu drehen, anzufassen, zu untersuchen, darf nicht unterschätzt werden, so Alm. Das Modell macht eine PowerPoint-Darstellung der Analyseergebnisse überflüssig. Die Kunden sind beeindruckt und nehmen die Informationen besser auf. ZPrinting hat unsere Möglichkeiten, den Mehrwert IHU-geformter Teile zu zeigen, grundlegend verändert und damit auch unsere Geschäfte gesichert.”

Dank der Erstellung von physikalischen 3D-Modellen spart die Hydroforming Design Light AB außerdem Zeit und Geld, da sichergestellt werden kann, dass die Teile bei der Werkzeugbereitstellung und Teilemontage perfekt passen. Wir nehmen nicht an – wir wissen – dass ein Teil passt, bevor wir in die Werkzeugbereitstellung investieren, sagt Alm. Tatsächlich drucken wir oft Schnittmodelle von Bauteilen, wie z. B. einem Motor, mit einem eingebetteten Teil im Innern.

Die Designzyklen des Unternehmens bewegen sich zwischen einer Woche und drei Monaten, je nach Produkt, und sie werden immer kürzer, meint Alm: Da wir den Kunden unseren Wert nun besser vermitteln und Fehler bei Design und Herstellung vermeiden können, war es uns möglich, unseren Design- und Produktionszyklus um etwa 40 Prozent zu verkürzen.

Genauso wichtig: Die Kunden sind vom 3D-Drucken beeindruckt. Rapid Prototyping, also der schnelle Prototypenbau, ist in Schweden noch nicht sehr verbreitet, sagt Alm. Mit dem 3D-Druck können wir uns als Technologieführer positionieren, was genau die richtige Message ist, denn schließlich sind wir Technologieführer.