Feuerwehr-Helmteile bald aus dem 3D-Drucker?

Die OECHSLER AG (“OECHSLER”), eine führende Unternehmensgruppe der Kunststofftechnik mit globaler Präsenz und Hauptsitz in Ansbach/Mittelfranken, produziert mit seiner globalen Flotte von 3D-Druckern die Kunststoffgitter-Helm-Dämpfungselemente für den innovativen American Football-Helm “Riddell SpeedFlex Diamond”. Man sieht jedoch große Chancen auf eine breite Anwendungspalette.

Dank der ausgewiesenen Kompetenz von OECHSLER in der kunststoffbasierten 3D-Druck-Technologie mit Maschinen des Silicon-Valley-3D-Druck-Pioniers Carbon Inc. gelang es Riddell, eine neue Produktgeneration schnell in den Markt zu bringen und damit einen Wettbewerbsvorteil zu realisieren. Riddell gilt für American Football als anerkannter Marktführer auf dem Gebiet der Helmtechnologie. Vom Prototyp bis zum Start der Großserienproduktion durch OECHSLER vergingen weniger als 100 Tage – und das ungeachtet des zwischenzeitlichen Pandemieausbruchs und den daraus resultierenden Herausforderungen im Verlauf des Projekts. Im Rahmen des Projekts kamen dabei OECHSLER Additive Manufacturing Kapazitäten sowohl am Standort Ansbach-Brodswinden als auch im Werk Taicang, China, zum Einsatz.

3D-Gitternetzkonstruktion ersetzt Schaumstoff-Dämpfungselemente

Das Besondere am neuen SpeedFlex Diamond Helm von Riddell ist die 3D-Gitterkonstruktion für Dämpfungselemente, die den bislang genutzten Schaumstoff in den Helmeinsätzen substituiert. Das Gitternetz besteht aus tausenden von stabförmigen, elastischen Verbindungen und berücksichtigt die neuesten Erkenntnisse der Stoßanalyse. Es ermöglicht bionische Strukturen, die den Helm individualisierbar, leichter, komfortabler und atmungsaktiver machen. Insbesondere verbessern sie den Schutz des Spielers durch eine Optimierung der Dämpfungseigenschaften des Helms, die für die Anforderungen verschiedener Bereiche, wie zum Beispiel Stirn, Schläfen und Hinterkopf maßgeschneidert programmiert werden können. Die US-amerikanische Football League NFL hat im Rahmen ihrer “Play Smart, Play Safe”-Initiative das mit den OECHSLER-Komponenten produzierte Helmmodell daher auf Grundlage eines unabhängigen Vergleichs zum Testsieger gekürt.

Individualisierte Dämpfungseigenschaften für verschiedene Anwendungen

Die Dämpfungseigenschaft der Gitterstruktur ist über die Geometrie der Gitter, die Stärke (bzw. Dicke) der Gitterstäbe und die Größe der Gitter programmierbar. So können verschiedene Bereiche des Helms mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften ausgestattet und so der Schutz erhöht werden. OECHSLER produziert bereits seit drei Jahren kunststoffbasierte 3D-Gitternetzstrukturen für verschiedene Anwendungen. Das Projekt mit Riddell belegt die vielseitige Anwendbarkeit und mengenmäßige Skalierbarkeit des 3D-Drucks, etwa im Rahmen des Ersatzes bzw. der Verbesserung bestehender Produkte, und ist damit Inspiration für neue Einsatzbereiche.

Die eingesetzte Dämpfungstechnologie kann grundsätzlich auch in anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, vom Sport (z.B. Schuhe, Reitsport) über Schutzkleidung (z.B. Polizei und Feuerwehr) bis hin zum Straßenverkehr (z.B. Motorrad- und Fahrradsitze).

Schnelle und zuverlässige Großserienproduktion innovativer Teile

Mit den innovativen Dämpfungselementen stellt OECHSLER seine Kompetenz in der kunststoffbasierten additiven Fertigung unter Beweis und belegt seine Fähigkeit, weltweit Projekte global zu industrialisieren und in Großserien mehr als 1 Mio. Teile pro Jahr zu produzieren. OECHSLER setzt in seinem Additive Manufacturing-Maschinenpark mehrere alternative, kunststoffbasierte 3D-Drucktechnologien führender Anlagenhersteller ein und betreibt an seinen drei Standorten in Ansbach (EU), Acworth, Georgia (NA) und Taicang, China (Asia/Pacific) eine der weltweit größten kunststoffbasierten 3D-Druckerflotten

Post-Processing erfolgskritisch für 3D-Druck in Großserie

Neben dem eigentlichen 3D-Druck der Komponenten ist für die industrialisierte Produktion das mehrstufige Post-Processing von OECHSLER ein zentrales Erfolgskriterium. In diesem erhalten die im additiven Verfahren produzierten Teile in verschiedenen Arbeitsschritten – darunter u.a. Reinigen und Hitzebehandlung – ihre definierten mechanischen Eigenschaften. OECHSLER hat in den vergangenen Jahren bei der additiven Serienproduktion von Komponenten eine umfassende Expertise in der Nachbearbeitung aufgebaut und ist somit als eines von wenigen Unternehmen weltweit überhaupt in der Lage, eine 3D-Druck-Massenproduktion global anzubieten. Der deutsche Produktionsstandort der OECHSLER AG war einer der ersten weltweit, welcher im Rahmen der 3D-Druckservice-Kompetenz für industrielle additive Fertigungsstätten vom TÜV Süd zertifiziert wurde.

Großes Marktpotenzial in vielen Schlüsselindustrien

Dr. Claudius M. Kozlik, CEO von OECHSLER, sagte: “Die kunststoffbasierte additive Serienfertigung ist noch eine sehr junge Technologie und viele Industrien entdecken erst jetzt ihre Möglichkeiten. Inzwischen lassen sich mit additiven Verfahren jenseits von Prototypen auch veritable Großserien in kürzester Zeit hoch flexibel auf mehreren Kontinenten herstellen. Kunststoffbasierte 3D-Gitternetze werden viele Fest- und Schaumstoffe ersetzen, weil sie durch Gewichtsreduzierung und die Optimierung von Dämpfungseigenschaften funktionale Potenziale freisetzen, die mit herkömmlichen Materialien nicht möglich sind. Mit dieser Technologie erschließt OECHSLER neue Wachstumsmärkte in den Schlüsselindustrien Automobil, Sportartikel, Medizintechnik sowie produzierendes Gewerbe und etabliert eine zweite Kerntechnologie neben dem Spritzguss.”

Additive Manufacturing gehört zu den am schnellsten wachsenden Produktionstechnologien der Zukunft. Schon heute besitzt OECHSLER mit etlichen Prestigeprojekten, die gemeinsam mit innovativen Vorreitern ihrer Branchen realisiert werden, eine globale und etablierte Position im Markt. Der industrieübergreifend steigende Bedarf an immer leichteren Materialien, flexiblen Designs und anspruchsvollsten Funktionen eröffnet dem 3D-Gitternetzdruck eine dynamische Wachstumsperspektive.

Firmeninfo, 25. November 2020

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