Interessante Alternative zum 3D-Druck

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Barlog sieht für eine wirtschaftliche Fertigung von Vorserien und Kleinserien das Rapid Tooling als überaus interessante Alternative zum 3D-Druck.

Man stelle sich vor: Das neue Produkt ist nach harter, teurer Entwicklungsarbeit endlich auf dem Markt – und niemand kauft es. Dann ist guter Rat teuer – mindestens so teuer wie der vergebliche Invest in das Großserien-Spritzgusswerkzeug, das nun nicht ausgelastet ist. Tatsächlich hat der „Alptraum Ladenhüter“ schon so manches Unternehmen in die Bredouille gebracht.

Zum Glück gibt es Möglichkeiten, diese Gefahr zumindest einzudämmen. „Zum Beispiel über Testverkäufe, etwa in ausgewählten Online-Shops, über die man vor dem Einstieg in die Großserie testen kann, wie die Kunden das Produkt annehmen“, weiß Frank Barlog, Geschäftsführer der Overather Bahsys GmbH, einem Unternehmen der renommierten Barlog-Gruppe mit Sitz im Bergischen Land bei Köln.

„Das ist ein eindeutiger Branchentrend," so Frank Barlog. Voraussetzung: Man schafft es, zunächst einmal eine kostengünstige Kleinserie zu produzieren, bevor man das ganz große Rad dreht und die Großserienwerkzeuge bestellt. Nur wie?

3D-Druck hat auch Nachteile

Frank Barlog, Geschäftsführer der Bahsys GmbH: "Es gibt eben nicht nur den 3D-Druck". Foto: Barlog

„Die meisten Ingenieure denken bei Kleinserien heute fast automatisch zunächst einmal an den 3D-Druck“, weiß Frank Barlog. „Tatsächlich ist diese Technologie mittlerweile recht gut geeignet, Auflagen bis zu etwa 1.000 Stück wirtschaftlich bereitzustellen – also in den Größenordnungen, die man für die Markterprobung braucht. Aber sie hat auch erhebliche Nachteile.“

Die gravierendsten: Man hat im Druck derzeit nur eine eingeschränkte Werkstoff-Auswahl zur Verfügung. Für Designstudien OK, aber wenn man einen gültigen Eindruck von den mechanischen Kennwerten etwa eines Bauteils aus einem faserverstärkten Kunststoff haben will, kommt man am Spritzguss derzeit nicht vorbei. Und wenn sich nach den ersten Marktanalysen herausstellt, dass man das Produkt nun doch schnell im Laden haben möchte, ist bei additiven Fertigungsverfahren schnell das Ende der Fahnenstange erreicht: jenseits der Schallmauer von etwa 1.000 Exemplaren, manchmal mehr, manchmal weniger, wird‘s schnell unwirtschaftlich.

Spritzguss-Werkzeug ab 1.000 Euro

Ein Problem, mit dem Frank Barlog und seine Mitarbeiter auch auf der vergangenen Formnext immer wieder konfrontiert wurden. „Die Standbesucher berichteten immer wieder von einem Dilemma“, weiß er, „3D-Druck wird schnell zu teuer, aber der Spritzguss mit den typischen Investitionen in ein Großserien-Werkzeug eben auch.“

Dabei vertritt er mit Bahsys bereits seit Jahren einen dritten Weg: Rapid Tooling. Mit Aluminiumwerkzeugen, leicht zu bearbeiten und vergleichsweise unkompliziert zu kühlen, rechnet sich der Spritzguss auch bei kleinen bis mittelgroßen Serien, etwa ab 1.000 bis hin zu über 20.000 Schüssen: Wer „Spritzguss“ hört, denkt meist an Investitionen von einigen zehntausend Euro. Barlogs Mitarbeiter rufen für ihre Rapid-Variante aber oft nur um die 5.000 EUR auf, bei einfachen Geometrien gerade einmal 1.000 EUR.

„Was die Technik hier inzwischen leistet, ist Vielen heute gar nicht klar – die Diskussion wird eben vom Druck dominiert. Und gerade viele junge Ingenieure können mit dem Begriff Rapid Tooling nichts mehr anfangen.“ Dabei macht die Technologie ihrem Namen auch in der Praxis alle Ehre: Einfache Werkzeuge können bei Bahsys bereits innerhalb von zwei Tagen „bespielt“ werden. Das ist exakt die Zeitskala, in der auch der 3D-Druck seine Punkte sammelt.

Im Vergleich zu regulären Werkzeugen gibt es natürlich Einschränkungen. So müssen manche in der Großserie automatisierten Vorgänge hier noch von Hand erledigt werden – aber bei vergleichsweise niedrigen Stückzahlen kann sich das durchaus rechnen. Sogar dann, wenn die Entscheidung fällt, die Vorserie mal schnell von ein paar Hundert auf ein paar Tausend Schüsse aufzubohren.

„Da ist man eindeutig flexibler“, so Barlog, und er kennt auch Fälle, in denen der Kunde gleich beim Vorserienwerkzeug geblieben ist. Wer zu Beginn allerdings auf den Druck gesetzt hat, muss in so einem Fall von vorne anfangen – und verliert Zeit.

Deutlich näher an der Serie

Den Produkten sieht man den „Schnelldurchlauf“ nicht an. Nicht nur, weil dem Rapid Tooling praktisch die gesamte Materialpalette der Spritzguss-Technologie offen steht. „Wenn wir den Werkstoff einsetzen können, haben wir ausgezeichnete Ergebnisse. Da erreichen wir absolut Serienqualität.“ Dünnwandtechnik, Hochglanz, besondere Haptik, strukturierte Oberflächen: Beim aktuellen Stand der Rapid Tooling-Technologie kein Thema. Sogar optische Linsen hat man bei Bahsys schon hinbekommen – auch wenn man auf dem Weg dahin durchaus Lehrgeld gezahlt hat.

Mittlerweile beherrscht man in Overath sogar LSR-Spritzguss – verfahrenstechnisch äußerst anspruchsvoll: 2K-Technik, dünnflüssige Komponenten, zuweilen muss man vakuumieren, um mitgespülte Luft aus dem Werkzeug zu ziehen. Hier seien, so Barlog, mittlerweile sogar Stückzahlen bis zu 100.000 machbar.

Wirtschaftlicher zum Serienwerkzeug

Vor allem aber lassen sich die Erkenntnisse, die bei der Entwicklung des Rapid Tooling-Werkzeugs gewonnen wurden, hervorragend für die Konzeption des Serienwerkzeugs nutzen. So passt sich das Rapid Tooling denn auch ausgezeichnet in das Bahsys-Gesamtpaket ein: Werkstoffauswahl, Werkstück-Auslegung, Füllsimulationen, alles aus einer Hand und auch Hand in Hand.

Den 3D-Druck sieht Barlog dennoch nicht als Konkurrenz – auch er hat im Technikum einige Printer in Betrieb. „Weshalb wir unsere Kunden tatsächlich objektiv bei ihrer Entscheidung unterstützen können. Das war auch das Thema vieler Gespräche auf der Formnext. Druck und Spritzguss sind Technologien, die sich ergänzen. So sollten sich Spritzgussteile über gedruckte Einleger individualisieren lassen. Da ist noch viel Musik drin. Wichtig ist mir aber, dass wir hoffentlich klar machen konnten, dass additive Verfahren nicht der einzige Weg in Richtung Kleinserie sind. Es gibt eben nicht nur den 3D-Druck.“

Rapid Tooling, das bedeutet für Frank Barlog: Schneller zum fertigen Bauteil, zum „guten“ Produkt, das mit Serieneigenschaften überzeugt. Und vor allem: höhere Flexibilität und Wirtschaftlichkeit, wenn es in die Serie geht.

gk

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