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Aktuelle Trends
Ein neuer Prototyp entsteht

Wissen Sie, wie bei Geberit ein Produkt entsteht? Wie viel Arbeit es braucht, bis eine Idee umgesetzt ist und die ersten Teile in die Produktion gehen?



Prototypen sind wichtig für die Produktentwicklung
Während der Entwicklungsphase eines Produktes arbeitet das Projektteam die meiste Zeit mit Prototypen. Die schnelle Verfügbarkeit von Modellen und Musterteilen ist aus Wettbewerbsgründen unerlässlich. Prototypen sind sowohl für die Produktgestaltung, als auch für die spätere Serienproduktion notwendig.

Es gibt eine Vielzahl von Verfahren, die eine schnelle Herstellung von komplexen Modellen und Musterteilen ermöglichen. Bei Geberit geschieht dies direkt auf der Basis von CAD-Daten. Dieses Verfahren nennt man "Rapid Prototyping". Es eröffnet neue Potenziale, um Entwicklungszeiten und -kosten zu reduzieren.

Die von den Konstrukteuren generierten CAD-Daten sind die Grundlage für die Herstellung von Rapid Prototyping-Teilen. Sie sind die wesentlichen Elemente einer modernen Produktentwicklung. Die Abteilung Prototypenbau nutzte diese Technologie bis anhin über externe Anbieter. Um Prototypen noch schneller und kostengünstiger herzustellen, wurde ein eigener 3D-Drucker beschafft.

Verfahrensbeschreibung
Die CAD-Daten steuern den 3D-Drucker. Statt Tinte fliesst aus den 1536 Düsen am Druckkopf ein flüssiges Photopolymer, das durch zwei UV-Lampen ausgehärtet wird. Je nach Geometrie des Bauteils wird gleichzeitig eine leicht entfernbare Stützkonstruktion aufgebaut. Die Schichtstärke beträgt 0,016 mm. So entsteht Schicht um Schicht ein neuer Prototyp, der anschliessend von der Stützkonstruktion befreit wird und sofort eingesetzt werden kann.

Anwendungsbereiche
Die Bauteile eignen sich sehr gut für:

  • Design- und Geometrieprüfung
  • Herstellung von Funktionsmustern
  • Prototypen, die anschliessend direkt eingebaut oder am Wasser getestet werden
Der Unterschied zu anderen Rapid Prototyping Verfahren liegt in der hohen Oberflächenqualität und in der Genauigkeit.



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Hier ist eine volle Plattform ersichtlich. In 13 Stunden, über Nacht, wurden die Prototypenteile erstellt und anschliessend wie das Backblech aus dem Ofen, aus dem 3D-Drucker entnommen.
Nun muss noch das gelatineartige Stützmaterial, das die Teile umhüllt, mit Wasserdruck abgespült werden. Die Prototypenteile sind fertig.


Beispiele:

Gehäuse Wasserteil, das im Labor bis 12 bar Wasserdruck getestet wurde.
Badewannen-Überlaufkopf, der als Anschauungsmuster, zur Einbau-Überprüfung und für Messungen der Überlaufleistung verwendet wurde.


Strömungssimulationen


CFD - die intelligente Software dahinter
Was bisher hauptsächlich Unternehmen aus der Luft- und Raumfahrt oder aus der Automobilindustrie vorbehalten war, hat nun auch bei Geberit Einzug gehalten: mit Hilfe modernster Software kann die Simulation von Strömungsvorgängen schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt in den Produktentwicklungsprozess eingebunden werden.
So kann mit Hilfe des Computers bereits eine Vorauswahl getroffen werden, und nur viel versprechende Varianten gelangen in die Prototypenwerkstatt und anschliessend zur Überprüfung ins Labor.



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Die Farbe zeigt wo Verbesserungsmöglichkeiten liegen
Warum etwas besser oder schlechter funktioniert, erfährt man im Labor nicht, doch die Computersimulation zeigt es auf. Kleine Geschwindigkeiten in der Strömung werden grün bis blau, hohe Geschwindigkeiten orange bis rot angezeigt.
Von Einzelbildern zum Film
Um zeitlich veränderliche Strömungen zu studieren reicht es in der Regel nicht aus, eine Momentaufnahme des Strömungsverlaufes zu analysieren. In diesem Fall werden die berechneten Einzelbilder zu einem Film aneinander gereiht. Die vom Computer animierte Strömung kann nun detailliert angeschaut werden. Beliebige Schnitte durch das dreidimensionale Computermodell lassen Einblicke in die Strömung zu, welche im Labor niemals möglich wären. Damit kein Detail übersehen wird, können die Animationen auch in Zeitlupe abgespielt werden. Dadurch, dass man auf dem Computerbildschirm sieht wie die Strömung in einem Ventil oder einem Waschtischsiphon tatsächlich verläuft, ist es einfacher wirkungsvolle Massnahmen zur Optimierung zu entwickeln.

Labortests sind auch in Zukunft wichtig
Für die Überprüfung sind die Labore auch weiterhin unerlässlich. Wie laut am Ende ein Füllventil wirklich ist oder wie gut ein Siphon auch mit Seifenschaum oder Verunreinigungen fertig wird, zeigen nur die Ergebnisse der Labormessungen.


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