3D-Druck beschleunigt und entlastet die Produktentwicklung bei Valmet

Valmet setzt 3D-Druck unter anderem bei der Produktentwicklung des Qualitätsmanagementsystems Valmet IQ ein.

Die Zusammenarbeit von Valmet mit 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 die nachhaltige Nutzung von Rohstoffen verbessern und die Produktionsleistung, das Qualitätsmanagement, die Energieeffizienz und die Kosteneffizienz steigern.

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 aber bedeutet der 3D-Druck, dass man sich im Vorfeld keine Gedanken über die Machbarkeit der Herstellung machen muss. Im Inneren eines geschlossenen Teils ermöglicht der 3D-Druck zum Beispiel die Schaffung neuer 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 von Valmets Geschäftsbereich Automation Systems entworfene und gemeinsam mit 3DStep weiterentwickelte Aluminium-Luftabweiser ist eines der 3D-gedruckten Produkte, die die Serienproduktion erreicht haben.

Bequemes Online-Bestellsystem

Dank der langjährigen Partnerschaft zwischen Valmets Geschäftszweig Automation Systems und 3DStep sind die Geschäftsmodelle in vielerlei Hinsicht gut etabliert. Ein typischer Auftrag bei Valmet besteht darin, ein Modell in das browserbasierte Online-Bestellsystem von 3DStep hochzuladen, das Material und die erforderliche Nachbearbeitung auszuwählen und den Auftrag zu erteilen. Von dort aus kann 3DStep die Teile ganz einfach in die Produktion übernehmen.

Die Zusammenarbeit mit dem Geschäftsbereich Automation Systems von Valmet ist auf positive Weise interessant und herausfordernd. In unseren gemeinsamen Projekten konnten wir manchmal die Grenzen der Technologie austesten", sagt 3DStep-CTO Vesa Kananen.

Valmet schätzt zum Beispiel den Service, dass der Kunde schnell über den Preis der Produktion und die Auswirkungen der Losgröße auf die Kosten informiert wird. Nach dem Angebot kann der Kunde das Modell auf Wunsch noch ändern und so den Preis optimieren. Er wird auch über eventuelle Fehler im Modell informiert - zum Beispiel, wenn die Wände zu dünn sind. So kann der Fehler noch vor der Produktion korrigiert werden.

Im Laufe der Jahre hat der Geschäftsbereich Automatisierungssysteme von Valmet bereits Hunderte von Prototypen bei 3DStep bestellt, von denen mehrere Dutzend zu Serienprodukten entwickelt wurden. Die Produktentwicklungsabteilung findet es praktisch, die Teile in einem praktischen Produkt und in der Produktion in einem kurzen Zeitrahmen testen zu können. Gleichzeitig ist es einfacher, Bereiche zu erkennen, die geändert werden müssen - trotz der hochentwickelten 3D-Software sieht ein Teil in den eigenen Händen anders aus als auf dem Bildschirm.

Valmet, das stark in fortschrittliche Methoden investiert, verfügt über eigenes 3D-Druck-Know-how und -Equipment, aber die Abteilung, die Papierqualitätsmanagementsysteme entwirft, wird auch weiterhin von der Fachkompetenz von 3DStep profitieren. Die Abteilung hat erkannt, dass der hochwertige 3D-Druck letztlich ein hohes Maß an Spezialisierung und technischem Know-how erfordert. Die Produktentwickler ziehen es vor, ihre Zeit mit ihren Kernkompetenzen zu verbringen, und sind daher gerne bereit, den spezialisierten 3D-Druck weiterhin bei einem kompetenten Partner in Auftrag zu geben.