3D-Druck: Inhouse oder Outsourcing? Ein Gespräch mit Gethin Roberts von ITERATE

Bei der kürzlich stattgefundenen TCT 3Sixty-Messe in Birmingham zog ein Wettbewerb von 3DPRINTUK die Blicke auf sich. Als Gewinner dieses Wettbewerbs ging das angesehene Designbüro ITERATE Design and Innovation hervor. Diese Kollaboration gab uns die Gelegenheit, tiefer in die Welt des 3D-Drucks aus der Perspektive eines Designbüros einzutauchen.

Eines der Hauptanliegen, die viele Unternehmen beschäftigen, ist, wann der Einsatz von 3D-Drucktechnologie sinnvoll ist, insbesondere im Kontext von Prototypen und Produktion. Noch herausfordernder ist die Entscheidung, ob man den Druck intern durchführen oder an spezialisierte Drittunternehmen auslagern sollte.

Um einen tieferen Einblick in diese Fragen zu bekommen, sprach 3DPRINTUK mit Gethin Roberts, dem Geschäftsführer von ITERATE, um den Einsatz des 3D-Drucks aus der Sicht eines renommierten Designbüros zu betrachten und zu erörtern, wann es sich um eine nützliche Technologie für Prototypen und Produktionsszenarien handelt und wann es am besten ist, den 3D-Druck im eigenen Haus durchzuführen oder an ein erfahrenes 3D-Druck-Subunternehmerbüro wie 3DPRINTUK auszulagern. Mit über zwei Jahrzehnten Erfahrung in schneller Produktentwicklung und 3D-Druck bietet er wertvolle Perspektiven.

Q. Können wir damit beginnen, ein Gefühl dafür zu bekommen, was ITERATE tut und welche Art von Dienstleistungen Sie anbieten?

Nun, bei ITERATE sind wir wohl das, was man am besten als ein dynamisches Team von Konstruktionsingenieuren bezeichnen kann, das kreatives und technisches Fachwissen miteinander verbindet, um neue Produkte vom Konzept bis hin zur Produktion zu entwickeln. ITERATE ist einzigartig in der Branche, da wir es unseren Kunden ermöglichen, durch unser Fachwissen in der Disziplin der schnellen Produktentwicklung als Erste auf den Markt zu kommen. Nachdem ich einen Master-Abschluss in schneller Produktentwicklung erworben und ein Jahrzehnt in der Fertigung gearbeitet hatte, stellte ich fest, dass viele Unternehmen nur langsam auf die Anforderungen des Marktes reagieren, weil sie zu lange brauchen, um neue Produkte zu konzipieren. Daraufhin habe ich den RPD Pathway” entwickelt, der sich darauf konzentriert, viele der Hindernisse zu beseitigen, die neue Produkte von der Markteinführung abhalten. Durch die Befolgung dieses stufenweisen Prozesses kann ITERATE innerhalb eines komprimierten Zeitrahmens aufregende Produkterfahrungen schaffen, was den Kunden hilft, ihr Risiko besser zu steuern. Mit diesem bewährten Ansatz haben wir erfolgreich eine Reihe von Produkten für die Bereiche Technologie, Verbraucher, Industrie und Gesundheitswesen entwickelt.

Q. Welche Rolle spielt der 3D-Druck bzw. die additive Fertigung im Rahmen der schnellen Produktentwicklung, und wie setzen Sie als Unternehmen diese Verfahren ein?

Der 3D-Druck steht in unserem Unternehmen an vorderster Front. Jedes Produkt, das wir entwickeln, durchläuft eine umfangreiche Phase des Rapid Prototyping, um das Design zu validieren und jedes Element zu prüfen – vom ästhetischen Erscheinungsbild bis hin zur mechanischen Leistung. Wir verfügen über ein umfangreiches Angebot an AM-Technologien, darunter FDM (Fuse Deposition Modelling) und SLA (Stereolithographie) sowie Spritzgussverfahren. Jedes Verfahren bietet unterschiedliche Stärken und sollte entsprechend den individuellen Kundenanforderungen eingesetzt werden. FDM beispielsweise nutzt technische Polymere wie ABS, PC und PA6; die Oberflächengüte ist jedoch aufgrund der Schicht-zu-Schicht-Bindung begrenzt. SLA verwendet lichtgehärtete Polymere, die sich weniger wie technische Polymere verhalten; das laserbasierte System ermöglicht jedoch ein sehr hohes Maß an Genauigkeit. Durch eine Reihe unserer Produktionspartner sind wir in der Lage, zusätzliche Verfahren wie das Vakuumgießen anzubieten, das sich ideal für die Serienproduktion Ihres Produkts eignet und eine fantastische Ähnlichkeit mit einem vollständig gefertigten Artikel bietet.

Q. Wenn Sie sich ansehen, wie Sie AM im Produktdesignprozess einsetzen, welche Vorteile bietet es dann gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren, und setzen Sie diese immer noch ein, oder ist AM jetzt die bevorzugte Technologie, wenn es um Prototypen und Produktionsläufe geht?

Ja, wir verwenden immer noch traditionelle Methoden. Es hängt von der Art des Produkts ab, an dem wir arbeiten. Es gibt einige wirklich schöne Anwendungen, bei denen wir AM tatsächlich als Produktionsmethode einsetzen. Aber ich denke, es ist wichtig, AM realistisch zu sehen. Es passt in einen schnellen Produktentwicklungsprozess und ist nur eines von mehreren Werkzeugen und Managementprozessen, die zusammenarbeiten müssen, um neue Produkte rechtzeitig und kosteneffizient auf den Markt zu bringen. Isoliert eingesetzt, können Teile schnell hergestellt werden. Aber wenn Sie sich nicht auf die Rationalisierung des gesamten Produktentwicklungsprozesses konzentrieren, kann dies bedeuten, dass Sie am Ende ein Teil wochenlang auf Ihrem Schreibtisch liegen haben, während Sie darauf warten, dass andere Prozessschritte nachziehen. Bei ITERATE verfügen wir zwar über eigene Desktop-SLA- und FDM-Technologien, aber diese werden nur zur Teilevalidierung eingesetzt, um zu prüfen, ob die Teile zusammenpassen usw., aber sie sind nicht für die Serienproduktion geeignet. Für diesen Schritt beauftragen wir in der Regel ein qualifiziertes 3D-Druck-Subunternehmerbüro.

Als Unternehmen arbeiten wir viel im Bereich der Wearables. Mit einem Kunden arbeiten wir seit fünf oder sechs Jahren zusammen, und in dieser Zeit hat sich sein Produkt massiv weiterentwickelt, mit vielleicht 20 oder 30 Iterationen im Laufe der Zeit. Für diesen Kunden erfolgt die gesamte Produktion mittels AM, da es finanziell selbstmörderisch wäre, jedes Mal, wenn eine neue Iteration entwickelt wird, ein neues Werkzeug zu entwickeln. Der 3D-Druck eignet sich perfekt für die Produktentwicklung in solch dynamischen Sektoren. Er hat diesem Unternehmen die Möglichkeit gegeben, eine kleine Charge (vielleicht ein paar hundert Stück) auf den Markt zu bringen, Kundenfeedback einzuholen und dann flexibel auf sich ändernde Kunden- oder Marktanforderungen zu reagieren. Bei der herkömmlichen Fertigung wäre das nicht möglich gewesen, so dass AM dem Unternehmen einen echten Wettbewerbsvorteil verschafft und es ihm ermöglicht hat, mit geringem Risiko in neue Märkte einzutreten.

Q. Sie spielen also auf die Flexibilität der Fertigungstechnik an, aber wie steht es mit ihrer Fähigkeit, die Designfreiheit zu fördern?

Auf jeden Fall, das ist von enormer Bedeutung. Das Wearables-Produkt, von dem ich spreche, könnte mit herkömmlichen Produktionsmethoden nicht hergestellt werden. Es wäre aufgrund der Geometrie einfach nicht möglich gewesen, und wenn man traditionelle Verfahren verwendet hätte, hätte man es ganz anders entwerfen müssen.

Q. Aus Sicht Ihrer Kunden eröffnet die Möglichkeit, AM als Produktionsverfahren anzubieten, also alle möglichen innovativen Möglichkeiten?

Ja, auf jeden Fall. Wenn man die Zeitersparnis bei der Produktion durch AM beiseite lässt, denke ich, dass die Designzeit, um etwas für AM zu entwerfen, in vielerlei Hinsicht weniger Nachdenken erfordert, als wenn man beispielsweise für Spritzguss oder Guss entwirft. Es gibt Designregeln für AM, aber sie sind nicht so schwerwiegend. Man kann entwerfen, ein Teil herstellen, es überarbeiten, ein weiteres Teil herstellen usw. usw., so dass die Entwurfszeit letztlich erheblich kürzer ist.

Q. Gibt es Ihrer Meinung nach auch Grenzen für diese Technologie?

Ja, die Oberflächenbeschaffenheit ist eine davon. Meiner Meinung nach sehen die Teile oft noch wie gedruckte Teile aus. Sie sehen nicht so gut aus wie gegossene Teile.

Q. Das spielt offensichtlich auf ein großes Problem an, das derzeit in der Branche besteht, nämlich die Nachbearbeitung. Wenn Sie ein Büro auswählen, befragen Sie es dann nach den Nachbearbeitungstechnologien, die es anbietet?

Ja, wir führen diese Gespräche oft. Es ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir AM für die Herstellung von Produktionsteilen für den Endverbrauch einsetzen.

Q. Was ist sonst noch ausschlaggebend dafür, dass Sie sich für ein bestimmtes Zulieferunternehmen entscheiden?

Ich würde die Bedeutung der Lieferzeiten nicht unterschätzen, denn das war in letzter Zeit ein großes Problem für uns. Besonders mit dem Brexit. Einige 3D-Druck-Agenturen sintern die meisten ihrer Teile in Kontinentaleuropa. Das ist ärgerlich, da sich dadurch die Lieferzeiten enorm verlängern. Einige unserer Kunden benötigen die Teile maximal 48 Stunden nach Fertigstellung des Entwurfs. 5 Tage sind unmöglich, werden aber von einigen namhaften Unternehmen zunehmend angeboten. Die Kosten sind auch wichtig, aber ich würde sagen, dass sie heute vielleicht knapp hinter den Lieferzeiten liegen.

Q. Welches Verständnis von AM haben die Kunden im Allgemeinen, wenn sie mit Ihnen zusammenarbeiten? Sehen sie es als Wunderwaffe an, oder verstehen sie heute, dass der Nutzen auf intelligente Weise ermittelt werden muss?

Es gibt heute viel mehr Kunden, die 3D-Drucker im Haus haben. Sie kommen also zu uns und haben vielleicht einen Konzeptnachweis, den sie für geeignet halten, aber in vielen Fällen reicht das nicht aus. Es kann zum Beispiel das falsche Material gewählt worden sein oder das Teil wird im 3D-Drucker nicht optimal hergestellt, so dass es in bestimmten Bereichen versagt. Ich denke also, dass die Menschen die Vorteile von AM besser verstehen als je zuvor, aber über das Ausprobieren hinaus brauchen sie das Eingreifen von Experten wie uns und 3DPRINTUK, um die Ergebnisse zu optimieren.

Q. Was würde für Sie den Ausschlag geben, in Maschinen zu investieren, um die AM-Produktion im eigenen Haus durchzuführen?

Ich glaube nicht, dass wir so effizient sein könnten wie ein Unternehmen, das das jeden Tag macht, wie 3DPRINTUK. Wir nutzen Büros, damit wir uns auf das konzentrieren können, was wir gut können, nämlich Produkte zu entwerfen. Durch die Inanspruchnahme von Büros müssen wir uns nicht um die Einrichtung der Maschine, die Optimierung von Parametern und eine ganze Reihe von Dingen kümmern, die wir vielleicht tun könnten, wenn wir wollten, aber wir haben so viele andere Dinge zu tun.