Hüfingen ist eine Kleinstadt am südwestlichen Rand Deutschlands im Schwarzwald. Wo andere Urlaub machen, tüftelt AlfaMerit an Mess-Systemen, Apherese Maschinen und Geräte für Geotagging, die auf dem internationalen Markt verkauft werden. Daniel Grüter ist hier technischer Leiter und erhielt im Frühjahr 2020 die Anfrage von der benachbarten Hochschule Furtwangen, ein Hyperthermie Gerät zu entwickeln.
Innovatives Design für innovative Technologie
Die Aufgabe war also, ein passendes Gehäuse für den Generator zu finden. Die gibt es fertig zu kaufen, zum Beispiel im Format von 19 Zoll. Das Aussehen dieser Fertiggehäuse passe aber nicht zu einem innovativen Gerät, das etwas Besonderes sein solle, so Grüter. „Ein Gehäuse von der Stange sieht eben aus wie ein Gehäuse von der Stange.“ Beim ersten CAD Entwurf war noch völlig offen, mit welchem Produktionsverfahren es umgesetzt werden würde. Die Herausforderung bestand nun in der Realisierung dieses Entwurfes. „Unsere erste Idee war, das Bauteil additiv mit der Lasersinter-Technologie herzustellen,“ lächelt Grüter. In der Kalkulation allerdings ergab sich ein Gehäusepreis im vierstelligen Euro Bereich. Hinzu kamen Kosten für eine aufwendige Nachbearbeitung. Eine bessere Lösung musste auf den Tisch. Die Überlegungen gingen in Richtung Filament Druck. Da das Gehäuse mit den Abmaßen 370 x 270 x 140 mm relativ groß ist, schieden 90% der handelsüblichen Drucker aus.
Durch die Zusammenarbeit mit einem regionalen Dienstleister wurde der Kontakt zu innovatiQ hergestellt. Schnell finden der Schwabe Grüter und die Münchner 3D-Drucker-Hersteller einen Draht zueinander. Schon die ersten Gespräche zeigten eine potentielle Lösung. Das Modell x500pro verfügt ausreichend großen Bauraum und bietet damit genügend Platz für Bauteile im XXL-Format.
Die erste Analyse des CAD Modells durch das innovatiQ-Team ergab eine Fertigungszeit von 100 Stunden – nicht rentabel in Bezug auf die notwendige Produktionszahl. Durch die FDM-Technologie der Münchner konnten die Herstellungskosten immerhin auf nur noch ¼ im Vergleich zum Lasersintern gesenkt werden. Eine große Verbesserung, aber noch nicht ausreichend für die Zielvorstellung von Daniel Grüter. Nach Hinweisen der Applikationsingenieure von innovatiQ, dass die Geometrie des Gehäuses alles andere als optimal für dieses Fertigungsverfahren war, hat man beschlossen, in einem gemeinsamen Workshop mit den Entwicklungsteams von AlfaMerit und innovatiQ konstruktive Anpassungen am Bauteil zu erarbeiten. Gemeinsam wurden
additiv gerechte Geometrieanpassungen
nahezu vollständige Eliminierung von Stützstrukturen
Anpassung der Druckparameter
erarbeitet. Nebenbei wurden im Workshop weitere Bauteile für den 3D-Druck für andere Projekte identifiziert und für die additive Fertigung angepasst. Das Ergebnis:
nur noch 52 Stunden Fertigungszeit im FDM Verfahren
weitere 30 % Materialeinsparung
zusätzliche 45% Kostenreduktion
Das Zeitalter der additiven Fertigung konnte mit der Inbetriebnahme des neuen x500pro bei AlfaMerit beginnen. Die Verwendung eines speziellen ABS-Industrie-Kunststoff ermöglichte, dass das Gehäuse sehr robust ist und hohen Belastungen standhält. Abschließend wir das fertige Rohteil lackiert und mit glänzenden Aluplatten bestückt. Damit hatte es den ansprechenden und hochwertigen Look, den man von einer Marktneuheit erwartet, das Ziel wurde erreicht und eine Win-win-Situation geschaffen.
Schneller am Markt dank additiver Fertigung
Zwei Prototypen des Geräts sind bereits im Einsatz, in Arztpraxen in Berlin und Dresden. Die Time-to-Market ist deutlich geringer, da viele zeitintensive Prozesse wie Musterbau und Werkzeugbau entfallen.
Daniel Grüter ist sehr zufrieden, das richtige Produktionsverfahren und den richtigen Partner für den Einstieg in die additive Fertigung gefunden zu haben. Er schätzt vor allem die Servicequalität, die nicht mit der Auslieferung des Druckers endet.
Und Josua Bohnert vom innovatiQ-Team freut sich, seinen Beitrag zu einem zukunftsweisenden Gerät in der Medizintechnik geleistet zu haben!
www.innovatiq.com
