Mattel revolutioniert Spielzeugherstellung mit 3D-Druck Technologie

Mattel, ein weltweit bekannnter Spielwarenhersteller und Eigentümer eines der umfangreichsten Kataloge für Kinder- und Familienunterhaltung, hat es sich zur Aufgabe gemacht, der nächsten Generation die Möglichkeit zu geben, die Wunder der Kindheit zu entdecken und ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Das Unternehmen ermöglicht dies durch qualitativ hochwertige, innovative Produkte, die unter Berücksichtigung der höchsten Verbrauchersicherheit konstruiert werden und für viele zugänglich sind.

Ein wichtiger Teil davon ist die Forschung und Entwicklung der Spielzeuge von morgen, für die Jack Peach, leitender Innovationsingenieur bei Mattel, und das Produktinnovationsteam verantwortlich sind. Jack und sein Team unterstützen das gesamte Portfolio der Kultmarken von Mattel, darunter Barbie, Hot Wheels, Fisher-Price, American Girl, Thomas & Friends, UNO, Masters of the Universe, Monster High und MEGA. Das Produktinnovationsteam unterstützt die Marken von Mattel bei der Umsetzung ihrer Visionen, die auf den Erkenntnissen der Verbraucher beruhen – von einfachen mechanischen Funktionen bis hin zur Erforschung und Entwicklung von Prototypen für die Spielzeuge von morgen.

Jack ist seit mehr als 15 Jahren in der Spielzeugindustrie tätig, nachdem er zuvor bei einem Unternehmen für Spielzeugerfindungen gearbeitet hat. Seine Leidenschaft für Erfindungen in Kombination mit der Liebe zum Lernen und der Freude daran, dass Kinder neue Spielzeuge erleben, haben ihn dazu gebracht, bei der Entwicklung neuer Funktionen und Komponenten noch kreativer zu sein.

“Als Erfinder freue ich mich am meisten, wenn ich das Funkeln in den Augen eines Kindes sehe, wenn ein Spielzeug etwas Unerwartetes, etwas “Magisches” tut. Es ist eine gemeinsame Erfahrung, die ihre und meine Vorstellungskraft anregt und die Frage ‘Was wäre wenn? Warum nicht?'”, so Jack.

Innovationen für das Spielzeug von Morgen

Mattel, das kürzlich zwei Jahre in Folge in die Liste der besten Arbeitsplätze für Innovatoren von Fast Company aufgenommen wurde, verwendet die gleichen Tools und Prozesse wie einige der größten Technologieunternehmen. Das Unternehmen hat Zugang zu einigen der modernsten Design-Tools und Maschinenwerkstätten. Für Mattel ist es eine ernste Angelegenheit, innovative Produkte und Erlebnisse zu schaffen, die Kinder inspirieren, unterhalten und spielerisch fördern.

Jack und sein Team nutzen eine breite Palette professioneller digitaler Design-Software und Hardware-Tools für Skizzen und grobes Modell-Layout, mechanisches Feature-Design und Simulation, Visualisierung virtueller Modelle (VR und AR) und elektronische Hardware-/Software-Entwicklung. Für die Fertigung haben sie Zugang zu Handwerkzeugen und Elektrowerkzeugen, um Prototypen zu bauen und die grobe Größe und Funktion zu testen.

Um seine Spielzeugwerkstatt in seinem Arbeitszimmer einzurichten, fügte Jack zwei 3D-Drucker hinzu – den MakerBot METHOD und den MakerBot METHOD X. Während er in seinem vorherigen Unternehmen mit der Bedienung von CNC-Maschinen vertraut war, lernte Jack erst bei seiner Arbeit bei Fisher-Price die Vorteile der industriellen 3D-Teilefertigung kennen.

“Anfang 2020 beschloss ich, in einen 3D-Drucker zu investieren, der eine hohe Auflösung und eine hohe Wiederholgenauigkeit bietet und sehr einfach zu bedienen ist. Als ich anfing, die 3D-Drucker von METHOD zu benutzen, erkannte ich, dass es erstaunlich ist, zu Hause 3D-Teile auf industriellem Niveau mit Industriestandardmaterial zu drucken”, so Jack. “Unser Team konzentriert sich darauf, innovative Produkteigenschaften mit dem Markenteam zu teilen und dabei zu helfen, sie auf den Markt zu bringen. Wenn physische Modelle benötigt werden, kann sich unser Team auf industrietaugliche 3D-Druckmaterialien wie ABS-R oder Nylon-Kohlefaser verlassen, weil sie haltbar genug sind, um Form und Funktion zu beweisen.”

Digitales Design und digitale Entwicklung sind der Schlüssel zu Effizienz und Innovation bei Mattel, sowohl intern als auch bei der Zusammenarbeit mit externen Anbietern. Durch einen iterativen Prozess können Konzepte mit den Markenpartnern, dem Fisher-Price Play Lab und dem Mattel Imagination Center ausgetauscht werden, um Spielzeug zu testen und Feedback von den Verbrauchern zu erhalten. Das Design wird dann aktualisiert, je nach Bedarf hergestellt und erneut weitergegeben.

“Mit Brainstorming und Konzeptskizzen fängt alles an. Minimale Deko-Änderungen an den Produkten des letzten Jahres können mit Hilfe von Visualisierungen im digitalen Raum genehmigt werden. Aber wenn wir versuchen, eine mechanische Funktion/ein Merkmal oder die richtige Größe für ein Kind zu testen, ist die Herstellung eines Modells unerlässlich. Der Prototyp kann unvorhergesehene Probleme aufdecken, die gelöst werden müssen, oder man entdeckt einen neuen Anwendungsfall oder eine neue Funktion, die das Produkt aufwertet”, fuhr er fort. “Mit einem 3D-Drucker müssen Sie nicht den gesamten Prototyp von Hand neu anfertigen. Man kann ein paar Anpassungen digital vornehmen, sie an den Drucker schicken und schnell ein neues Teil drucken lassen. Dieser Prozess macht Änderungen, Tests und Überprüfungen so viel einfacher und schneller.”

Das Spiel verändern

Bevor er einen 3D-Drucker zur Verfügung hatte, verließ sich Jack ausschließlich auf die Maschinenwerkstatt im Büro, um seine Prototypen zu erstellen. Da auch andere Teams die Maschinenwerkstatt nutzten, dauerte es manchmal Tage, bis er sein Teil zurückerhielt. Wenn zusätzliche Anpassungen am ursprünglichen Entwurf vorgenommen werden mussten, musste er einen neuen Entwurf zurückschicken und noch länger auf ein neues Teil warten, was die Vorlaufzeit seines Projekts verlängerte.

“Mit der METHODE und der METHODE X kann ich schnell ein Konzept erstellen und es in eine physische Form bringen. Vor Jahren hätte das noch länger gedauert. Aber mit einem 3D-Drucker in meiner Werkstatt habe ich mehr Kontrolle über den Prozess und den Zeitplan”, so Jack. “Ein hochwertiger Desktop-3D-Drucker im Haus öffnet neue Türen und ermöglicht es mir, mechanische Funktionen schneller herzustellen und zu testen, was manchmal Tage einspart. Komplexe Teile und Baugruppen sind oft über Nacht fertig und können in den frühen Morgenstunden bei einer Tasse Kaffee geprüft werden. Ich kann das Team bei der morgendlichen Besprechung über die Ergebnisse informieren.”

Die MakerBot 3D-Drucker werden vor allem zum Drucken früher Prototypmodelle verwendet, um eine elektromechanische Funktion zu testen. Jack verwendet je nach Anwendung einen Mix von 3D-Druckmaterialien. Da die meisten Arbeiten seines Teams der Demonstration eines neuen Merkmals oder einer neuen Funktion dienen, verwendet er normalerweise ein Material, das Hunderten von Zyklen standhalten kann. Seit kurzem verwendet er ABS-R für Gehäuse und strukturelle Merkmale, da das Material eine hohe Schlagfestigkeit und Langlebigkeit aufweist, und Nylon-Kohlefaser für Zahnräder.

Durch das Drucken hochwertiger kundenspezifischer Teile auf Abruf ist das Team in der Lage, maßgenaue Baugruppen zu liefern, die den spritzgegossenen Produktionsbaugruppen sehr ähnlich sind, was dazu beiträgt, die Merkmale eines Spielzeugs schneller und mit hoher Erfolgsaussicht zu testen.

In einem aktuellen Beispiel arbeiteten Jack und sein Team an einem Projekt für ein Markenteam, bei dem sie gebeten wurden, ein neues Merkmal für eine bestimmte Produktlinie zu entwerfen. Nachdem sie einige Konzepte vorgestellt hatten, erstellte das Team ein grobes Mockup einer der Benutzeroberflächen mit Lichtern und Tönen, die abgespielt wurden, wenn ein Joystick vorwärts/rückwärts/links/rechts bewegt wurde. Der Joystick war eine handelsübliche Version und zu groß, um in das Spielzeug zu passen.

Ein digitales Modell des Spielzeugs wurde modifiziert, und das Team entwarf schnell einen kleineren Joystick, der dann in das Spielzeug integriert wurde. Nachdem sie die Richtung mit dem Markenteam abgestimmt hatten, druckten sie die Teile in 3D aus, bauten das Modell zusammen, fügten die Elektronik hinzu und drehten ein Demo-Video. Die Funktion wurde vom Markenteam sehr positiv bewertet und soll nun in die Produktion gehen.

“Die Trefferquote im Geschäft mit Spielzeugerfindungen ist verrückt. Wenn eine von hundert Ideen es auf den Markt schafft, ist man gut dabei”, sagte Jack. Die MakerBot METHODE und die METHODE X haben das Spiel verändert und mir die Möglichkeit gegeben, der Kreation eine Form zu geben und der nächsten Generation von “Makers” Freude und Fantasie zu bringen.”

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