ReitlingerEngineering reduziert Entwicklungskosten einer Etikettiermaschine durch 3D Druck und Reverse-Engineering

Das Konstruktionsbüro ReitlingerEngineering GmbH+Co. KG, Weinstadt-Endersbach, ging mit Reverse Engineering und 3D Druck einen neuen Weg in der Entwicklung einer Etikettiermaschine. Verglichen mit alternativen Verfahren ergab sich eine flexible, schnelle und kostengünstige Lösung.

Damit die Etiketten von der Maschine korrekt auf das zu etikettierende Produkt geklebt werden, muss dieses in der Station immer gleich ausgerichtet sein. Das erfolgt mit Hilfe von zwei Ausrichtbacken, die das Produkt von beiden Seiten formschlüssig umfassen. Die dazu erforderlichen 3D-CAD-Modelle sind oft schwer vom Produkthersteller zu bekommen.

„Die exakte Geometrie wird aber zwingend benötigt und das Nachmodellieren ist sehr aufwendig und zeitintensiv“, erläutert Konstrukteur Matthias Körner.

Oft war dies allerdings der einzige Weg: Es wurde manuell gemessen und die Geometrie dann manuell ins CAD-System übernommen. Die daraus konstruierten Kunststoffplatten, die der Produktgeometrie auf diesen Ebenen entsprachen, wurden anschließend aus gleitfähigem Kunststoffmaterial CNC-gefräst und in einer Universalhalterung aus Aluminium montiert. Ein solches Vorgehen war aufwändig. Deshalb suchte man bei ReitlingerEngineering nach einer schnelleren und kostengünstigeren Lösung. Die fand man in Reverse-Engineering per 3D Scanner und dem anschließenden Ausdruck mit einem German RepRap X350 3D Drucker als dreidimensionales Objekt.

Statt die Form der zu etikettierenden Produkte per Hand zu modellieren, scannt das Konstruktionsbüro die Originale mit einem David SLS-2 3D Scanner. Diese so erfassten Daten werden in ein CAD-Modell umgewandelt und als Basis für die Konstruktion der Ausrichtbacken verwendet. Dieser Prototyp wird später auf dem X350 3D Drucker ausgedruckt.

Der X350 3D Drucker von German RepRap verfügt über ein längliches Druckbett und einen Druckraum von 350 x 200 x 210 mm. Es wird eine minimale Schichtdicke von 0,02 mm erreicht. Mit einer Positioniergenauigkeit von +/- 0,1 mm in Kombination mit einer für industrielle Nutzung entwickelten stabilen Metallkonstruktion ergibt es im Dauerbetrieb präzise und maßhaltige Druckmodelle.

„Dieses Vorgehen reduziert die Arbeitszeit je nach Produktgeometrie zwischen 25% und 40%“, weiß Körner. „3D Druck gibt dem Konstrukteur weitgehend gestalterische Freiheit. Wir haben eine Form angestrebt, die dem Kraftfluss im Bauteil Rechnung trägt“, gibt Matthias Körner seine Erfahrung wieder.

Die neue Konstruktion verzichtet auf die früher bei Kunststoffplatten nötige Aluminium-Haltekonstruktion und vereint sie mit den produktberührenden Ausrichtbacken zu einem Teil, das dadurch um ca. 70% leichter wird. Dies hat Vorteile bei hohen Taktzahlen in der Maschine. Darüber hinaus entfällt durch die maßgenaue Aufnahme des Originals die Notwendigkeit von Justierschrauben in der Ausrichtbacken-Konstruktion. Für verschiedene Produkte, die in ein und derselben Maschine etikettiert werden, gibt es verschiedenfarbige Ausrichtbacken.

ReitlingerEngineering war so in der Lage, dem Auftraggeber innerhalb weniger Tage einen Satz solcher Ausrichtbacken zur Verfügung zu stellen. Körner zieht sein Fazit:

„Insgesamt wurde mit diesem Weg eine Komplettlösung von der Problemstellung bis hin zum fertigen Teil gefunden, die Kosten und Material reduziert und gleichzeitig neue Möglichkeiten der Konstruktion für den Kunden bietet.“