3D-Druck bei Subaru: Neuer Stratasys-Kopf halbiert die Werkzeugproduktionszeit
Ein neuer Hochleistungs-T25-Druckkopf von Stratasys verbessert den großformatigen FDM-Prozess, wodurch Subaru die Werkzeugentwicklung drastisch verkürzen konnte.
Ein typisches Beispiel dafür, wie die additive Fertigung den Automobilbau umgestaltet, ist das Unternehmen Subaru of America, das nach eigenen Angaben seine Arbeitsabläufe bei der Werkzeugentwicklung durch den Einsatz der großformatigen 3D-Drucktechnologie drastisch beschleunigt und die Lieferzeiten um mehr als die Hälfte reduziert hat. Die jüngsten Ergebnisse verdeutlichen einen breiteren Trend: Hersteller wenden sich zunehmend der bedarfsgerechten schnellen Werkzeugherstellung zu, um die Produktion zu optimieren und die Abhängigkeit von der herkömmlichen Bearbeitung und dem Outsourcing zu verringern.
Die Entwicklungsteams von Subaru gehören zu den ersten Anwendern von Stratasys FDM 3D-Druckern, die den neuen Stratasys T25-Hochgeschwindigkeitskopf auf der F770-Maschine einsetzen, der eine bis zu 2,3-fach höhere Druckgeschwindigkeit bietet.
„Die höhere Produktivität der F770 hat unseren Betrieb zuverlässiger und robuster gemacht“, sagt Matt Daroff, Project Engineering Manager bei Subaru of America, Inc. „Die frühere Auslieferung von Teilen an unsere internen Kunden gibt ihnen die Möglichkeit, Punkte zu identifizieren, die wir während der Entwicklung nicht erkannt haben. So können wir frühzeitig Korrekturen vornehmen und die Verschwendung von Zeit und Material für fehlerhafte Teile minimieren, bevor sie produziert werden.“
Die Herausforderungen von Automobilwerkzeugen meistern
Die Herstellung von Werkzeugen für die Automobilindustrie, sei es für Zubehörteile, Montagevorrichtungen oder Positioniervorrichtungen, war in der Vergangenheit zeit- und kostenaufwändig. Die herkömmliche CNC-Bearbeitung erfordert in der Regel eine Vorlaufzeit von acht bis zwölf Wochen, verbunden mit hohen Werkzeugkosten, was zu Engpässen bei Entwicklungsteams führt, die Projekte schnell wiederholen müssen. Die Konstruktionsgruppe von Subaru, die für Zubehör und Einbauwerkzeuge zuständig ist, sah sich genau diesen Zwängen gegenüber.
Durch die Einführung der additiven Fertigung in der Fabrikhalle konnte Subaru viele dieser Herausforderungen umgehen. Das Unternehmen konsolidierte die Produktion vieler Werkzeugkomponenten auf einem großformatigen FDM-3D-Drucker, was die Entwicklungszyklen beschleunigte und die Reaktionsfähigkeit auf dringende Fertigungsanforderungen verbesserte.
Größere Werkzeuge, schnelleres Drucken, bessere Ergebnisse
Der Durchbruch bei Subaru gelang durch die Einführung eines 3D-Hochgeschwindigkeitsdrucks, der den Durchsatz von großen Werkzeugen – Teile, die normalerweise mehrere Zentimeter lang sind – deutlich erhöht. In der Praxis bedeutete dies, dass ein 36-Zoll-Werkzeug im Vergleich zu früheren Konfigurationen fast doppelt so schnell gedruckt werden konnte, wodurch das Team in der Lage war, funktionale Teile viel früher im Entwicklungsprozess zu liefern.
Dieser schnelle Durchlauf brachte Subaru mehrere greifbare Vorteile:
- Eine Verringerung der Werkzeugentwicklungszeit um mehr als 50 Prozent, wodurch Wochen in den traditionellen Arbeitsabläufen eingespart werden konnten.
- Eine Senkung der Gesamtkosten für Prototypen und Werkzeuge um etwa 70 Prozent, was vor allem auf die Reduzierung der externen Bearbeitung und des Outsourcings zurückzuführen ist.
- Verbesserte Design-Iteration – Ingenieure können Probleme früher erkennen und korrigieren, was Materialverschwendung und Nacharbeit reduziert.
Es geht nicht nur um Geschwindigkeit. Durch die interne Herstellung von Werkzeugen haben die Subaru-Teams mehr Kontrolle über die Qualität und Konsistenz der Teile und können gleichzeitig besser auf sich ändernde Produktionsanforderungen reagieren. Diese Agilität ist ein überzeugendes Argument für die Rolle der additiven Fertigung in der modernen Industrietechnik.
Was dies für den Sektor bedeutet
Die Ergebnisse von Subaru stehen stellvertretend für einen breiteren Wandel in der Fertigungsstrategie: AM wird dort eingesetzt, wo Geschwindigkeit, Flexibilität und Kosten am wichtigsten sind. Während herkömmliche Verfahren für viele Großserienteile nach wie vor unverzichtbar sind, erweist sich der hauseigene 3D-Druck als nützlich für Werkzeuge, Zubehör und andere kundenspezifische Komponenten, bei denen es auf schnelle Iteration ankommt.
Ingenieure in allen Branchen erkennen zunehmend, dass die Einführung von additiven Verfahren im eigenen Haus nicht nur die Entwicklungszeit verkürzt, sondern auch die Innovation fördert, indem sie mehr Designforschung und eine schnellere Validierung ermöglicht. Der Erfolg von Subaru zeigt, dass AM mehr sein kann als nur ein Werkzeug für das Prototyping – es kann ein strategischer Vorteil in anspruchsvollen Fertigungsumgebungen sein.
Wenn mehr Automobilhersteller diesem Weg folgen, ist mit einer noch stärkeren Integration additiver Arbeitsabläufe in Produktionslinien auf der ganzen Welt zu rechnen, wodurch die Möglichkeiten im Hinblick auf Werkzeuge, Vorrichtungen und die bedarfsgerechte Fertigung von Teilen neu definiert werden.
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