i-Tork Controls löst Prototyping-Probleme mit der PolyJet Technologie

i-Tork Controls aus Korea ist ein Spezialist für die Entwicklung und Herstellung elektrischer und pneumatischer Stellantriebe. Mit dem Ziel die Fertigung effizienter zu gestalten wandte sich das Unternehmen an Stratasys und konnte mit Hilfe der PolyJet-Technologie und der Objet30 seinen Prototyping-Prozess entscheidend beschleunigen.

Ein klarer Gewinner

i-Tork Controls wurde 1999 gegründet und ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung hochwertiger elektrischer und pneumatische Stellantriebe. Ein Stellantrieb ist ein mechanisches Kerngerät und wird zum Verschieben oder Steuern eines Systems verwendet, wie beispielsweise das Öffnen eines Ventils. Die sehr kompakten, robusten und zuverlässigen i-Tork Antriebe werden in vielen Branchen eingesetzt, zum Beispiel in der Heizungs- und Klimatechnik, Chemie-, Energie-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Im Laufe der Jahre hat i-Tork erfolgreich mehrere Patente angemeldet und ein weltweit anerkanntes Produktportfolio aufgebaut.

„Im Allgemeinen kostet es ca. KRW 1,5 Millionen (1.240 USD), um die Produktion eines Getriebe-Prototyps auszulagern. Mit der Stratasys Objet30 Pro, betrugen die maximalen Kosten hingegen KRW 400.000 (330 USD).“

Park Gyeon-seon, Senior Manager, i-Tork Controls

Optimierung des Prototyping-Prozesses mit der PolyJet-Technologie

Um sowohl im Inland als auch international weiter zu expandieren, musste i-Tork die Effizienz der Fertigung verbessern. Einer der Fertigungsschritte, der zu viel Zeit in Anspruch nahm, war die Erstellung von Prototypen für neue Produkte, die ursprünglich durch CNC-Bearbeitung erfolgte. Dies war ein langwieriger Prozess, der das Einholen von Angeboten von Anbietern, Preisverhandlungen, die Auswahl eines Anbieters und die Freigabe von Designs beinhaltete. Die Kommunikation war zeitaufwändig, besonders wenn die Designer und Ingenieure Änderungen vornehmen mussten. Oft verging ein ganzer Monat bevor der R&D-Abteilung der erste Prototyp vorgestellt werden konnte.

Zur Beschleunigung des Prototyping-Prozesses und um eine bessere Geheimhaltung zu gewährleisten, hat i-Tork auf die additive Fertigung umgestellt. Zunächst investierte i-Tork in einen 3D-Drucker der Einstiegsebene, aber dieser erfüllte nicht die hohen Erwartungen des Unternehmens. Die Erfolgsquote war so niedrig, dass es oft fünf oder sechs Versuche benötigte, bevor das Engineering-Team ein zufriedenstellendes Modell hatte. Dies war für das Team sowohl zeitaufwändig als auch stressig.

Park Gyeon-seon, Senior Manager bei i-Tork Controls Sales and Technology Division, entschied, dass das Unternehmen einen professionelleren 3D Drucker benötigt und begutachtete mehrere weltweite Marken. Nachdem er gehört hatte, wie ein chinesisches Unternehmen 3D-Drucklösungen von Stratasys in seiner Produktion einsetzt, kontaktierte er sofort Stratasys und veranlasste den Druck eines Benchmarks.

Transparenz ist der Schlüssel

Als das Team von Stratasys Korea ihm das Benchmark präsentierte, war Park überrascht und dementsprechend erfreut über ihre Lösung. Das Team entwarf ein Muster-Antriebsgehäuse das mit VeroClear gedruckt wurde, einem transparenten Material, das hartes Acryl simuliert. Es bietet Festigkeit, Steifigkeit, Dehnung und Schlagzähigkeit sowie die Fähigkeit, sich mit anderen Materialien zu vermischen um eine Reihe von Farbtönen, Härtegraden und Opazitäten zu erzielen. Aufgrund seiner Transparenz ermöglicht VeroClear die Visualisierung interner Komponenten und Funktionen.

Herkömmliche Herstellungsverfahren verwenden undurchsichtige Materialien wie Metall zur Herstellung von Prototypen, einschließlich des Gehäuses. Dies stellte für das Engineering-Team bei i-Tork eine Schwierigkeit dar. Um den Innenraum zu sehen, war die einzige Möglichkeit das Teil aufzuschneiden, so dass der Prototyp nicht funktionsfähig war. „Mit VeroClear können wir das Gerät in Aktion sehen, das ist schließlich eine große Hilfe für unsere Produktentwicklung“, so Park.

Um Fertigungsbeschränkungen zu lösen und außerdem das Prototyping zu vereinfachen, hat i-Tork einen Stratasys PolyJet 3D-Drucker in seiner Werkstatt eingeführt. Das Unternehmen hat sich für die Objet30 Pro entschieden, die sich ideal für die Erstellung von High-End-Prototypen sowie realistischen Modellen mit speziellen Eigenschaften eignet. Als desktopfreundliches System bietet die Objet30 Pro Vielseitigkeit und hohe Genauigkeit, auch für kleinste Teile.  Die geräumige Abmessung des Bauraums macht die Objet30 Pro dadurch auch perfekt für den Druck der großen Teile für die Prototypen der Stellmotoren von i-Tork. Auch die Erfolgsquote war viel höher als die des bisherigen 3D-Einstiegsdruckers. Es bestand keine Notwendigkeit mehr einen Druckauftrag zu wiederholen: Die Bediener konnten den Drucker starten, wenn sie nach Hause gingen und am nächsten Morgen fanden sie das fertige gedruckte Teil vor.

Effizienz bringt Einsparungen

Mit ihrer hohen Genauigkeit hat die Objet30 Pro den Prototyping-Prozess erheblich vereinfacht. Ohne die Notwendigkeit mit Zulieferern zu kommunizieren, reduzierte i-Tork schließlich den Prozess erfolgreich von einem Monat auf nur eine Woche. Dies bedeutet, dass Ingenieure und Designer mehr Zeit haben, um Ihre Entwürfe zu überarbeiten und zu perfektionieren, die die hohen Standards garantieren, die i-Tork konsequent anstrebt. Aufgrund der hohen Erfolgsquote, erzielte das Unternehmen darüber hinaus erhebliche Einsparungen in Bezug auf Material und Arbeitskraft. „Im Allgemeinen liegen die Kosten für die Auslagerung der Produktion eines Getriebe-Prototyps ungefähr bei KRW 1,5 Millionen (1.240 USD). Mit der Stratasys Objet30 Pro, betragen die maximalen Kosten KRW 400.000 (330 USD),“ so Park.

Mehr als nur Prototyping

Einer der Vorteile, die die Objet30 Pro bietet, ist die große Vielfalt an Materialien. Auf Empfehlung von Stratasys Korea, erwägt i-Tork die Verwendung von Rigur, um dadurch realistischeres Prototyping im PolyJet-Verfahren zu erreichen. Rigur ist ein Material, das Polypropylen simuliert und das Haltbarkeit sowie ein glattes Finish bietet. Um die Genauigkeit des Prototyps zu verbessern, kann Rigur verwendet werden, um das Zahnrad innerhalb des Stellantriebs mit einem Motor zu verbinden. Die hochwertigen Prototypen zeigen nicht nur dem potenziellen Kunden die Struktur und Funktionsweise des Stellantriebs, sondern können anschließend auch direkt an die Formenhersteller übergeben werden.

I-Tork sieht Vorteile in der Ausweitung des Einsatzes der Objet30 Pro über das Prototyping hinaus. Park möchte die Technologie nutzen, um Antriebsteile für die Massenproduktion in 3D zu drucken und plant die 3D-Druckkapazität in den nächsten drei bis fünf Jahren aufzurüsten. Doch bevor er diesen Schritt unternimmt, möchte er, dass sich die Mitarbeiter im Umgang mit dem 3D-Druck sicher und informiert fühlen. Aus diesem Grund erstellt i-Tork einen mittel- bis langfristigen Kooperationsplan, um technische Unterstützung von Stratasys zu erhalten. „Um hochprofessionelle Geräte wie die Objet30 Pro einsetzen zu können, muss zunächst das Know-how für den Betrieb eingeholt werden. Anwenderschulungen sind erforderlich, ebenso wie Expertenratschläge zur Materialprüfung und -Bewertung“ sagt Park.