3D-Druck beschleunigt und entlastet die Produktentwicklung bei Valmet

Valmet setzt den 3D-Druck u.a. bei der Produktentwicklung des Qualitätsmanagementsystems Valmet IQ ein.

Die Zusammenarbeit zwischen Valmet und 3DStep begann 2017, als die Abteilung für Papierqualitätsmanagementsysteme des Unternehmens das Potenzial des 3D-Drucks für schnelles und kostengünstiges Prototyping testen wollte. Fünf Jahre später besteht die Partnerschaft immer noch und hat sich im Laufe der Zeit auch erweitert. Insgesamt wurden mit Hilfe des 3D-Drucks bereits rund 100 verschiedene Produktmodelle entwickelt, und Dutzende von Teilen werden mit Hilfe des 3D-Drucks in Serie hergestellt. Valmet sieht einen der Hauptvorteile dieser Zusammenarbeit darin, dass der 3D-Druck es ihnen ermöglicht, Prototypen schnell zu testen und weiterzuentwickeln. Gleichzeitig befreit er sie von den Zwängen der traditionellen Fertigungsmethoden.

Der Geschäftsbereich Automation Systems von Valmet ist ein traditioneller Automatisierungsspezialist, der Automatisierungslösungen von einzelnen Messungen bis hin zu anlagenweiten Prozessautomatisierungssystemen anbietet. Die Lösungen sind darauf ausgerichtet, die Rentabilität und Nachhaltigkeit der Unternehmen der Kunden zu maximieren, indem sie den nachhaltigen Einsatz von Rohstoffen fördern und die Produktionsleistung, das Qualitätsmanagement, die Energieeffizienz und die Kosteneffizienz verbessern.

Das weltweit tätige Unternehmen Valmet investiert auch in erheblichem Umfang in Design und Produktentwicklung. Als Teil des Designprozesses hat die Abteilung, die die Qualitätsmanagementsysteme des Unternehmens entwirft, 2017 damit begonnen, 3D-Druckdienste von 3DStep zu nutzen. Ziel war es, den Innovations- und Produktentwicklungszyklus zu beschleunigen, Prototypen schnell und kostengünstig zu produzieren und die mit traditionellen Fertigungsmethoden verbundenen Einschränkungen zu vermeiden.

Fünf Jahre später sagt Valmet, dass diese Vorteile realisiert worden sind. Die Partnerschaft hat sich im Laufe der Jahre auch auf neue Produktmodelle und verschiedene Fertigungsmaterialien ausgeweitet. Zu den verwendeten Materialien gehören PA12-Polyamid, glasfaserverstärktes Polyamid, mineralverstärktes PA6MF-Polyamid mit höherer Wärmebeständigkeit, flexible TPU-Materialien und PA11-Polyamid, das für ESD-Anwendungen maßgeschneidert wurde.

Der 3D-Druck verschafft uns einen geschäftlichen Vorteil, da er neue Produktmerkmale und schnelle Tests ermöglicht. Die Partnerschaft wird daher auch die Markteinführung unserer neuen Produkte beschleunigen", sagt Niko Posti, F&E-Direktor für Produktentwicklung von Qualitätsmanagementsystemen bei Valmet.

Bei Valmet sieht man die Möglichkeit, immer komplexere Teile mit Hilfe des 3D-Drucks herzustellen, als positive Entwicklung. Design und Produktentwicklung können so vor der Funktionalität erfolgen und werden nicht von Zwängen diktiert. Ein konkretes Beispiel für 3D-gedruckte Produkte ist ein Aluminium-Luftleitblech, das von der Automation Business Line entworfen und mit 3DStep weiterentwickelt wurde und das nach verbessertem Prototyping nun die Serienproduktion erreicht hat und den Kunden gute Dienste leistet

Kostengünstiger 3D-Druck öffnet neue Türen für die Industrie

Zu den typischen Vorteilen des 3D-Drucks gehören eine kostengünstige Fertigung, leichte Produkte und die Möglichkeit neuer Produkteigenschaften, die mit herkömmlichen Methoden nicht möglich sind. Valmet hat sich mit all diesen Vorteilen vertraut gemacht.

Vor allem bedeutet der 3D-Druck, dass man sich im Vorfeld keine Gedanken über die Machbarkeit der Fertigung machen muss. Im Inneren eines geschlossenen Teils ermöglicht der 3D-Druck zum Beispiel neue Merkmale im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden - zum Beispiel Steuerkanäle in Lufteinlässen.

Ohne 3D-Druck müsste das Produkt aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt werden, was nicht nur den Arbeitsaufwand, sondern auch die Herstellungskosten erheblich erhöhen würde. Mehrteilige, mehrstufige Teile bergen in der Regel auch ein höheres Ausfallrisiko. Der 3D-Druck ermöglicht es, alle erforderlichen Funktionen in ein einziges Teil zu integrieren.

Valmet schätzt auch den umfassenden Service von 3DStep und die Tatsache, dass 3D-Drucke im eigenen Haus hergestellt werden können, anstatt von weit her, zum Beispiel aus Fernost, bestellt zu werden. Ein inländischer Service ist nicht nur schneller, sondern auch umweltfreundlicher.

Der Luftabweiser aus Aluminium, der von Valmets Geschäftsbereich Automation Systems entworfen und zusammen mit 3DStep weiterentwickelt wurde, ist eines der 3D-gedruckten Produkte, die die Serienproduktion erreicht haben.

Bequemes Online-Bestellsystem

Thanks to the long partnership between Valmet's Automation Systems Business Line and 3DStep, the business models are in many respects well established. A typical order at Valmet involves uploading a model to 3DStep's browser-based online ordering system, selecting the material and the necessary post-processing and placing the order. From there, 3DStep can very straightforwardly take the parts into production.

Working with Valmet's Automation Systems business line is interesting and challenging in a positive way. In our joint projects, we have been able to test the limits of technology at times," says 3DStep CTO Vesa Kananen.

Valmet appreciates the service, for example, that the customer is quickly informed about the price of production and the impact of the batch size on the cost level. After the quotation, the customer can still modify the model if he wishes and thus optimise the price. He will also be informed of any errors in the model - for example, if the walls are too thin. This allows the error to be corrected before production.

Over the years, Valmet's automation systems business line has already ordered hundreds of prototypes from 3DStep, several dozen of which have been developed into mass-produced products. The product development unit finds it convenient to be able to test the pieces in a practical product and in production in a short time frame. At the same time, it is easier to catch any areas that need to be changed - despite the sophisticated 3D software, the way a piece looks in your own hands is different from the way it looks on the screen.

Valmet, which is heavily investing in advanced methods, has its own 3D printing expertise and equipment, but the unit that designs paper quality management systems will continue to benefit from 3DStep's specialised expertise. The unit has recognised that high quality 3D printing ultimately requires quite a bit of specialisation and technical expertise. Product developers prefer to spend their time working on their core competencies and are therefore happy to continue to commission specialist 3D printing from a competent partner.