Embraer: Innovation durch additive Fertigung

Embraer, der drittgrößte Flugzeughersteller der Welt mit Sitz in Gavião Peixoto in São Paulo, zeichnet sich durch seine bahnbrechende Innovation im Bereich der additiven Fertigung aus, bei der industrielle 3D-Drucker von dddrop eingesetzt werden. Es wurde ein erfolgreiches Projekt durchgeführt, das Kreativität und modernste Fertigung von Verbundwerkstoffen durch 3D-Druck miteinander verbindet.

Zur Reinigung und Beseitigung von Ablagerungen bei der Bearbeitung haben die Ingenieure eine kreative Lösung erfunden, bei der ein rotierendes Vakuumsaugsystem am Kopf eines Robotersystems angebracht wurde. Dieses System rotiert dynamisch senkrecht zum beweglichen Werkzeugkopf. Die Absauganlage musste auf engstem Raum installiert werden und sich dynamisch um die Z-Achse bewegen, gesteuert durch einen Schrittmotor und eine logische Steuereinheit.

„Für unser Projekt konnten wir mit dem dddrop Evo Twin eine große Vielfalt an funktionalen Filamenten verwenden, von Holz über flexible Materialien bis hin zu löslichen Trägermaterialien und Materialien mit hoher Widerstandsfähigkeit und Temperaturtoleranz“, sagte José Otavio Savazzi, Ingenieur bei Embraer. „Additive Fertigung und die Kombination von generativem Design und funktionalen Verbundwerkstoffen spielen eine immer wichtigere Rolle in unserem Design- und Fertigungsprozess, fügte er hinzu. Erfahren Sie mehr über Embraer here. Erfahren Sie mehr über dddrop Brasilien here. Read the original article here.

3D-Druck in der Medizin

Die 3D-Drucktechnologie ist im medizinischen Bereich auf dem Vormarsch. Immer mehr Krankenhäuser schaffen sich 3D-Drucker an, um sie im medizinischen Alltag einzusetzen. Bildgebende Verfahren wie die Computertomographie (CT) und die Magnetresonanztomographie (MRT) werden eingesetzt, um Modelle auf der Grundlage der Anatomie des Patienten zu erstellen und eine personalisierte Behandlung zu ermöglichen. Der 3D-Druck bietet aufgrund der Vielseitigkeit der Materialien, der Konstruktion komplexer Formen und der Visualisierung theoretischer Ideen weitaus größere Möglichkeiten. Am Radboudumc wird der 3D-Druck täglich für die Entwicklung personalisierter Behandlungen eingesetzt.

Individualisierte Behandlung

Eine der 3D-Druckanwendungen am Radboudumc ist die Elektronenstrahl-Strahlentherapie für Nicht-Melanom-Hautkrebs [1]. Eine dddrop Leader Twin-Maschine wird verwendet, um effizient einen personenspezifischen gewebeäquivalenten Materialaufbau, einen sogenannten Bolus, zu erstellen: Anhand eines CT-Scans wird ein Bolus erstellt, der eine angemessene Abdeckung des Tumors gewährleistet. Um den Bolus herum wird eine Hülle erstellt, die 3D-gedruckt und anschließend mit Silikonkautschuk aufgefüllt wird. Schließlich wird die Hülle entfernt, und der Bolus ist für die Bestrahlung einsatzbereit.

Durch den Einsatz des 3D-Drucks hat sich der Prozess der Erstellung eines personalisierten Bolus erheblich verbessert. Es ist nun zeit- und kosteneffizienter und patientenfreundlicher. Diese Eigenschaften sind für die gefährdete Patientengruppe, die häufig zur Strahlentherapie bei Nicht-Melanom-Hautkrebs überwiesen wird, sehr wünschenswert. Es muss kein Gesichtsgips mehr angefertigt werden, was extrem zeitaufwändig ist, und es sind keine zusätzlichen CT-Scans zur Anpassung des Gipses erforderlich, was zu einer geringeren Strahlendosis und weniger Krankenhausaufenthalten für jeden Patienten führt. Insgesamt bietet der 3D-Druck große Vorteile bei der Behandlung von Patienten mit Nicht-Melanom-Hautkrebs im Vergleich zu den bisher verwendeten Techniken.

Materialien

Radboudumc uses PLA for the printing of the shells. PLA is the preferred material, because of its low glass transition temperature, which makes it easy to remove the silicone rubber bolus from the shell. Printing with PLA has the advantage of almost no shrinking upon cooling, which ensures that geometrical integrity is maintained during printing. In addition, PLA is low cost and biodegradable which adds to the other advantages listed above.

Radboudumc und dddrop

Ever since purchasing the dddrop Leader Twin machine in 2016, Radboudumc has kept in close contact with dddrop. They continuously use the dddrop service plan to achieve optimal printing results and get their 3D printing questions answered. dddrop is very pleased to contribute to healthcare in this way and happy to provide the support team with an opportunity to dive into medical applications that improve the lives of many individuals.   Learn more about various 3D printing applications at Radboudumc at https://www.radboudumc.nl/en/research/radboud-technology-centers/3d-lab.    [1] Canters, R. A., Lips, I. M., Wendling, M., Kusters, M., van Zeeland, M., Gerritsen, R. M., … Verhoef, C. G. (2016). Clinical implementation of 3D printing in the construction of patient specific bolus for electron beam radiotherapy for non-melanoma skin cancer. Radiotherapy and Oncology, 121(1), 148–153. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2016.07.011

3D-Druck in der Musikindustrie

Da der 3D-Druck zu einer zugänglichen und beliebten Produktionstechnik wird, wenden sich immer mehr Branchen für Entwicklungen an ihn. Die Musikindustrie ist da nicht anders. Der Gründer des Unternehmens, Andre Kamperman, stellte sich eine Zukunft vor, in der er verschiedene Prinzipien der Akustik und der Tontechnik auf das Design von Lautsprechern anwenden kann, was letztendlich zu besser klingenden Lautsprechern und einem immersiven Klangerlebnis führen wird. Die neue, noch nie dagewesene Technik zur Klangerzeugung musste von Grund auf visualisiert werden, und so wandte sich das Unternehmen natürlich dem 3D-Druck zu. Der 3D-Druck ermöglichte Experimente, Designkorrekturen und eine schnelle Produktion von Teilen. Die Flexibilität und Vielseitigkeit des 3D-Drucks macht ihn zu einem revolutionären Werkzeug in jeder Branche und ermöglicht es Visionären mit unterschiedlichem Hintergrund, ihre jeweiligen Bereiche zu verändern.

Effiziente Produktion

Als Start-up-Unternehmen, das sich auf die Entwicklung eines neuen Produkts konzentriert, wird großer Wert auf die Implementierung effizienter und zuverlässiger Produktionsmethoden in der Fertigungslinie gelegt. VEDDAN verwendet eine leistungsstarke 3D-Druckanlage, bestehend aus vier dddrop EVO Twin Maschinen, die eine kosteneffiziente, schnelle Produktion und Design-Iteration ermöglicht. Die VEDDAN-Lautsprecher nutzen den 3D-Druck, um wichtige Teile des Lautsprechers selbst zu produzieren, anstatt den Prozess auszulagern. Dies ermöglicht es ihnen, die Qualität der Teile zu überwachen und schnelle Anpassungen vorzunehmen, wenn Änderungen vorgenommen werden müssen, aber vor allem Zeit zu sparen, da Versand- und Bearbeitungszeiten entfallen. Innerhalb weniger Stunden nach Fertigstellung des 3D-Modells kann ein Teil montiert werden.

„Als wir das Unternehmen gründeten, hatten wir kleine Auflagen. Zum Glück ist der 3D-Druck sehr flexibel. Man kann etwas zeichnen und hat es am nächsten Tag, so dass der F&E-Prozess beschleunigt wird.“

Andre Kamperman, VEDDAN.

Auch die Kosten spielen bei der VEDDAN-Produktion eine wichtige Rolle. Die VEDDAN-Lautsprecher sind ein Premium-Produkt für Sound-Enthusiasten, das natürlich auch einen hohen Preis hat. Der 3D-Druck ermöglichte es VEDDAN, hochwertige und zuverlässige Teile auf Abruf zu produzieren, was zu einer Senkung der Produktionskosten des Lautsprechers und letztlich zu einer Senkung der Verkaufskosten für den Kunden führte. Alternativ hätten Methoden wie CNC-Fräsen, Pressen oder Spritzgießen für diese Anwendungen eingesetzt werden können, doch das VEDDAN-Team fand, dass der 3D-Druck am kosten- und zeiteffizientesten ist. Dadurch sanken die Produktionskosten und die Gewinnspannen stiegen.

Materialien

VEDDAN hat sich viele Gedanken über die Auswahl der richtigen Materialien für die 3D-gedruckten Teile gemacht. Nach dem Testen verschiedener Materialien und dem Vergleich verschiedener Ergebnisse entschied sich das Team für PET-G als Hauptmaterial für die internen 3D-gedruckten Teile. PET-G zeigte einige akustische Vorteile gegenüber den anderen Materialien, wobei die mechanische Festigkeit erhalten blieb. VEDDAN ist mit dem 3D-Druck einen Schritt weiter gegangen und hat eine clevere Lösung gefunden, um dem aus PET-G gedruckten Lautsprechersockel mehr Festigkeit, Gewicht und Robustheit zu verleihen. Der Sockel wird mit minimaler bis gar keiner Füllung gedruckt, und flüssiges Epoxidharz wird in den Druck gegossen, was die Konstruktionseigenschaften übertrifft und gleichzeitig die Anpassungseigenschaften des 3D-Drucks beibehält. Alternativ hätte dieses Teil CNC-gefräst werden müssen, was die Kosten und Lieferzeiten erhöht hätte – eine clevere Lösung für eine häufige Designherausforderung.

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VEDDAN und dddrop

Das dddrop Team arbeitet mit dem VEDDAN Team zusammen und bietet Unterstützung und fachlichen Input und ist stolz darauf, Teil eines solch herausragenden Projekts zu sein. Der Einsatz von 3D-Druck ermöglicht es Innovatoren, unglaubliche neue Designs zu visualisieren und zum Leben zu erwecken, die das Potential haben, Industrien zu verändern, so wie der VEDDAN-Lautsprecher die Art, wie wir Musik hören, verändern wird.

 Weitere Informationen über die VEDDAN-Lautsprecher finden Sie unter VEDDAN.com

Der technische Produktentwicklungsingenieur Eddy Hoebergen ist seit der Übernahme von dddrop für den 3D-Drucker verantwortlich. Die Suche nach einem 3D-Drucker stand nicht an erster Stelle. Das Unternehmen kaufte den Drucker, um Abdeckungen für die Modelle der neuen Verdi-Rahmen zu produzieren. „Der dddrop hat sich zu einer Maschine entwickelt, die für alle möglichen Anwendungen eingesetzt wird. Unverzichtbar! „, sagt Eddy.

Schnelles Prototyping durch 3D-Druck

Jetzt, wo der Drucker in der Produktion steht, kann das Team mit neuen Designs experimentieren. Eddy und seine Kollegen sind für die technische Produktentwicklung zuständig. Wenn sie neue Produkte entwerfen, ist es wichtig, dass sie diese schnell vom Bildschirm auf ein greifbares Modell übertragen können. Mit dem dddrop 3D-Drucker können Prototypen in einer Geschwindigkeit hergestellt werden, die mit dem Outsourcing des 3D-Drucks nicht vergleichbar ist. Es ist ein wichtiger Prozess in der Produktentwicklung, schnell greifbare Produkte herzustellen und das Design währenddessen zu optimieren. Da dies nun vollständig im eigenen Haus geschieht, können verschiedene Designoptionen schnell getestet werden, was zu einem optimalen Enddesign führt.

Das Prototyping ist nur eine der Phasen im Produktionsprozess, in denen der dddrop zum Einsatz kommt. Die 3D-Drucke dienen auch als Werkzeuge für die Produktion, in Form von Bohr- und Fräsformen. Die Klammern zeigen an, wo die verschiedenen Arbeitsschritte am Material durchgeführt werden müssen. Berkvens hat in der Vergangenheit über Werkzeughersteller Fräs- und Bohrvorrichtungen gekauft und ein weiteres Teil, das MDF und Aluminium bearbeiten kann. Für die externe Herstellung der Form mussten sie im Durchschnitt 400 € bezahlen, was bedeutete, dass die Werkzeugkosten hoch sein konnten. Ein guter Grund zu untersuchen, ob der dddrop 3D-Drucker in verschiedenen Bereichen des Unternehmens eine Rolle spielen könnte.

Kosten- und Zeitersparnis

Heute werden alle Fräs- und Bohrschablonen im Haus 3D-gedruckt. Dies führt zu einer erheblichen Zeitersparnis, da Outsourcing und Lieferverzögerungen kein Thema mehr sind. Doch das ist nicht der Hauptvorteil: Bei den Kosten wurde eine Einsparung von mehr als 75 Prozent erzielt. „Wir setzen etwa 100 Formen produktiv ein. Multiplizieren Sie das mit 400 Euro und ich muss Ihnen nicht erklären, was für ein Kapital in unserem Schrank liegt“, sagt Eddy lachend. „Im Moment liegen die Kosten pro Form, einschließlich Abschreibung, Energiekosten und Arbeitsstunden, bei etwa 25 Euro“.