Wie Märklin mit 3D-Druck Werkzeugen seine Produktion optimiert

Modelleisenbahn-Faszination trifft auf 3D-Druck

Weltweit ist Märklin als Hersteller realitätsgetreuer Modelleisenbahnen bekannt. Als Marktführer bedient Märklin dabei heute alle bedeutenden Spurweiten des Modellbahnmarktes. Doch die Planung, Konstruktion und Herstellung eines Miniaturzuges ist ein aufwändiger Prozess.

1856 von Theodor Friedrich Wilhelm Märklin in Göppingen als kleine Fabrik für Blechspielzeugwaren gegründet, entwickelte sich Märklin zu einem weltweit bekannten Produzenten von hochwertigem Metallspielzeug. Die Miniatureisenbahnen in verschiedenen Spurweiten sind dabei nicht nur bei technikinteressierten Kindern und Jugendlichen beliebt, sondern werden auch von zahlreichen Sammlern geschätzt. Mit Stratasys 3D-Druck kann Märklin präzise Montagewerkzeuge für die Herstellung von Modelleisenbahnen herstellen und dabei Zeit und Kosten von bis zu 90% einsparen.

Der Herstellungsprozess eines einzelnen Modellzugs ist aufwändig und erfordert dabei zahlreiche Fertigungsstufen. Diese reichen von Zinkdruckguss, Galvanisieren und CNC-Fräsen, Vormontage, Oberflächengrundierung, Tampondruck, Endmontage bis hin zur Lackierung von Hand. Dieses mehrstufige Verfahren, das so viele verschiedene zeitaufwändige Prozesse umfasst, erfordert üblicherweise teure, kundenspezifische Werkzeuge. Diese zeitaufwändige und kostenintensive Herstellung von Werkzeugen mit den bisher üblichen Fertigungsmethoden konnte mit Hilfe des 3D-Druck flexibler werden und eröffnete dem Unternehmen viele neue Möglichkeiten im Produktionsprozess.

„Mit dem 3D-Druck können wir im Vergleich zu mehreren Wochen innerhalb eines Tages ein individuelles Werkzeug herstellen, sodass sich die Mitarbeiter mehr auf die Herstellung der Modelleisenbahnen konzentrieren können, anstatt Werkzeuge herzustellen.“

3D Druck ersetzt bei Märklin traditionelle Herstellungsmethoden

Die Verwendung von CNC-Fräsen zur Erstellung kundenspezifischer Montagewerkzeuge war äußerst arbeitsintensiv und ermöglichte keine einfache Anpassung oder Verbesserung. Die Werkzeugherstellungskosten waren hoch und produzierten viel Abfall, was die Montagelinie verlangsamte.

Als Lösung installierte Märklin 3D-Drucker, mit denen das Unternehmen in kurzer Zeit Werkzeuge und Vorrichtungen herstellen kann. Als Ergebnis hat der 3D-Druck in bestimmten Bereichen die traditionellen Herstellungsmethoden von Montagewerkzeugen fast vollständig ersetzt.

„Wir haben die Vorteile des 3D-Drucks sehr schnell erkannt. Insbesondere die Flexibilität der Produktion, die die Lieferzeiten von Teilen verkürzt hat“, sagt Märklin-Projektleiter Michael Zauner. „Mit dem 3D-Druck können wir im Vergleich zu mehreren Wochen innerhalb eines Tages ein individuelles Werkzeug herstellen, sodass sich die Mitarbeiter mehr auf die Herstellung der Modelleisenbahnen konzentrieren können als auf die Herstellung von Werkzeugen. Dies wird auch durch die größere Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks unterstützt. Bei der Produktion kleinerer bis mittlerer Stückzahlen haben die verbesserte Effizienz und die Verteilung der Arbeitskräfte innerhalb des Unternehmens unsere Produktion auf ein anderes Niveau gebracht und stellen sicher, dass unser Geschäft effektiv läuft.“

„Wir haben die Vorteile des 3D-Drucks sehr schnell erkannt. Insbesondere die Flexibilität der Produktion, die die Lieferzeiten von Teilen verkürzt hat. “

Flexiblere Produktion

Die Erstellung von Modelleisenbahnen ist ein mehrstufiger Produktionsprozess. Das Bedürfnis nach Flexibilität sowie benutzerfreundlichen Werkzeugen ist von wesentlicher Bedeutung. Ein Beispiel ist die Herstellung der im Digitaldruck verwendeten Klemmen. Das Modellbahngehäuse wird mit dem erforderlichen Design bedruckt, um dadurch ein Höchstmaß an Authentizität zu erzielen. Bei Verwendung herkömmlicher CNC-gefräster Stahlklemmen ist die Qualität der gedruckten Teile beeinträchtigt, da der angewendete hohe Druck die Modelle belastet.

Im Gegensatz dazu halten die robusten, aber leichten 3D-gedruckten Klemmen die Zugkomponenten an Ort und Stelle, ohne Schaden zu verursachen. Märklin hat Stahlklemmen in den Herstellungsprozessen teilweise ersetzt oder CNC-gefräste Teile mit 3D-Druck Bauteilen im selben Werkzeug kombiniert, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Zur Unterstützung der 3D-Druckfunktionen verwendet Märklin die Stratasys FDM- und PolyJet-Technologie.

Kombination von weichen und harten Materialien

„Das Überdenken der Konstruktion von Werkzeugen war ein Schwerpunkt für unsere Produktionslinie und unser Designteam“, erklärte Zauner. „Neben der FDM-Technologie haben wir auch die PolyJet-Technologie für die Herstellung unserer Vorrichtungen entdeckt. Die Möglichkeit, weiche und harte Materialien in einem Druck zu kombinieren, bietet uns Optionen für Fertigungswerkzeuge, die wir zuvor noch nicht hatten.“

3D-gedruckte Designs werden digital gespeichert und können einfach reproduziert oder angepasst werden. Dies gibt dem Unternehmen mehr Flexibilität bei der schnellen Anpassung von Werkzeugen für seine Modelle. Mit Hilfe des 3D-Drucks konnte das Team ohne zusätzliche Kosten Beschriftungen in die CAD-Entwürfe aufnehmen. So sind die gedruckten Teile während ihrer Herstellung klar gekennzeichnet und können dem richtigen Schritt zugeordnet werden. Das vermeidet zwischendurch die Produktion anzuhalten und führt zu einer Verbesserung des Produktionsworkflows.

„Unsere Mitarbeiter fragen jetzt, was sie sonst noch in 3D drucken können“, sagte Zauner. „Sie haben die Vorteile in ihrer eigenen Arbeit sowie in der gesamten Fertigung erkannt. Die Art und Weise, wie die Produktion effizienter wird und den Mitarbeitern Zeit für neue Ideen bleibt, hat uns in der Tat viele Möglichkeiten eröffnet.“