3d gedrucktes Probebauteil aus Metall mittels additiver fertigung

Wer vorher fragt, steht hinterher nicht dumm da: Mit einer Reihe von simplen Fragen wird auch der 3D-Druck in Serie zum Erfolg. (Bild: stock.adobe.com / Christian)

Die erste Gruppe von Fragen bezieht sich auf das Produkt, das gedruckt werden soll. Die offensichtliche Frage ist immer die nach der Menge - welche Anzahl wollen Sie jetzt und in Zukunft produzieren? Aber das ist noch nicht alles.

Welche Faktoren gewährleisten die Wiederholbarkeit?

Verschiedene Faktoren wie der Anwendungszweck eines Teils, seine Funktion und die möglichen Toleranzen können spezifische Anforderungen an ein Seriendruck-Projekt stellen. Es ist wichtig, sie im Voraus zu kennen. Doch anders als üblich muss nicht nur überlegt werden, ob und wie sich die Anforderungen bei einem einmaligen Druckvorgang erfüllen lassen, sondern auch bei Wiederholungen. Denn was bei einem einmaligen Druck möglich ist, kann sich stark von dem unterscheiden, was sich mittels Seriendruck realisieren lässt. Insbesondere sehr enge Toleranzen müssen eventuell großzügiger ausgelegt werden.

Damit verbunden kann es sein, dass das Design eines bereits entworfenen Produkts geändert werden muss, wenn es in großen Mengen produziert werden soll. Um das zu klären, sind zwei Fragen zu beantworten: Ist das Design bereits so ausgelegt, dass das Produkt in Serie druckbar ist? Und wenn nicht: Ist es akzeptabel, das Design des Produkts anzupassen?

Welche Materialeigenschaften sind entscheidend?

Neben den Spezifikationen im Hinblick auf das Design müssen auch die entscheidenden Spezifikationen hinsichtlich des Materials und des Veredelungsgrads im Vorfeld genau definiert und festgehalten sowie an die Produktionsebene kommuniziert werden. Der gewählte interne oder externe Fertigungspartner ist dann anzuweisen, sich frühzeitig zu melden, wenn im Hinblick darauf eine Änderung bevorsteht. Wenn Teile beispielsweise eine bestimmte Partikelzahl aufweisen müssen, um eine saubere Oberfläche zu gewährleisten, und der Fertigungspartner vor einem erneuten Druckdurchgang das Sandstrahlverfahren ändert, muss er den Auftraggeber informieren.

Kosten, Geschwindigkeit und Qualität - was ist am wichtigsten?

Zusätzliche Komplexität führt meist zu längeren Vorlaufzeiten und höheren Kosten, weshalb hier in der Regel ein Kompromiss nötig ist. Das wiederum bedeutet, dass im Vorfeld zu klären ist, wie wichtig der Zeitplan im Vergleich zu den Eigenschaften und Kosten des Endprodukts ist, und die Optionen zu prüfen, die zur Verfügung stehen.

In dem Zusammenhang sollten sich Unternehmen rechtzeitig an den Fertigungspartner wenden und überlegen, ob sich das Projekt durch eine Änderung des Entwurfs vereinfachen und somit beschleunigen lässt. Beim Bewerten hilft auch, nicht nur den Preis für die Fertigung zu betrachten, sondern auch den Wert, den die zusätzlichen Dienstleistungen des Fertigungspartners für das Projekt haben. Möglicherweise lohnt es sich, längere Vorlaufzeiten einzuplanen.

Welche Bedingungen müssen beim Fertigungsprozess erfüllt sein?

Zusätzlich zu den oben genannten Punkten sollten Unternehmen auch die Anforderungen beim Fertigungsprozess im Auge behalten. Was muss in jedem Fall sichergestellt sein, wenn das Projekt realisiert werden soll? Muss das Produkt etwa in einem zertifizierten Reinraum zusammengebaut werden? Oder sind Teile in einer bestimmten Ausrichtung zu fertigen? Wenn solche besonderen Anforderungen bestehen, ist zu überlegen, ob für das Projekt externe Fertigungsexperten beauftragt werden sollten.

Wie lassen sich Produktanforderungen in Grundsätze des Qualitätsmanagements umsetzen?

Qualität ist für jeden Kunden wichtig. Externe Fertigungspartner sollten daher nach ihren Zertifizierungen und Qualifikationen gefragt werden, um Qualität garantieren zu können. Die Frage lässt sich zum Beispiel im Rahmen eines Prozesses zur Einführung neuer Produkte (NPI) oder eines Qualitätsmanagementsystems mit ISO 9001-Zertifizierung klären. Unternehmen sollten sich außerdem fragen, welche Qualitätsgarantien ihr Projekt erfordert, und die Angebote von Lieferanten auch nach diesem Kriterium bewerten.

Welche spezifischen Unterlagen sind notwendig?

Dokumentation ist oft eine wichtige Voraussetzung für Unternehmen und ihre Kunden. Welche Unterlagen notwendig sind, hängt wesentlich von der Branche ab. So ist für flugtaugliche Teile oft eine EASA Part 21G-Zertifizierung erforderlich, während andere EN9100 benötigen. Zudem ist die Frage zu klären, ob die Teile im eigenen Unternehmen zertifiziert werden können und vor allem auch sollen. Möchte sich das Unternehmen die nervenaufreibende und zeitaufwändige Aufgabe ersparen, kann es seinen externen Fertigungspartner fragen, wie er in dieser Hinsicht unterstützen kann.

Die aufgezeigten Fragen rund um Produkt, Prozess und Dokumentation kratzen nur an der Oberfläche. Aber sie machen deutlich, in welche Richtungen im Vorfeld eines AM-Seriendrucks geschaut werden sollte und wo weitergehende Fragen zu klären sind. Der Aufwand, der mit der Beantwortung der Fragen verbunden ist, lohnt sich grundsätzlich, denn aufwändiger und teurer ist es, Fehler beim Seriendruck im Nachgang korrigieren zu müssen.

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