17.10.2017 22:56:00 CEST Flexible Maschinen und Materialien ermöglichen Mass Customization. Ein neues additives Fertigungsverfahren etabliert sich neben dem 3D-Druck: Mit ‚Patch Placement‘ bietet Manz aus Reutlingen einen wichtigen Baustein für die individualisierte Massenproduktion.

Produkte „von der Stange“ lassen sich zwar prozesssicher in großen Stückzahlen und somit kosteneffizient fertigen. Die zunehmende Nachfrage nach ganz individuellen Komponenten oder Konsumgütern kann in vielen Branchen damit jedoch nicht bedient werden. Manz rechnet deshalb mit einem wachsenden Bedarf an flexiblen und automatisierten Produktionslösungen, die eine individualisierte Massenfertigung (engl. mass customization) ermöglichen.

Eine Technologie könnte dafür essenziell wichtig werden: Das neuentwickelte Patch Placement-Verfahren. Flexible Materialien von der Rolle werden dabei mittels Laser in die benötigten Konturen (Patches) geschnitten. Diese Patches werden anschließend nach dem Schichtbauprinzip additiv miteinander verbunden, zum Beispiel mit einer Laserschweißung. Eingesetzt wird Patch Placement bereits für die kundenindividuelle Massenproduktion in der Schuhindustrie oder zur Fertigung maßgeschneiderter Sportgeräte und medizinischer Gehhilfen. In all diesen Anwendungsfällen können über einen Produkt-Konfigurator gewonnene Kundendaten wie Größe, Gewicht, gewünschte Farbe und besondere Funktionalitäten digital in die Produktion übertragen und verarbeitet werden.

Zur Verarbeitung eignen sich alle „abwickelbaren“ Textilfasern, Kunststofffolien, Faserverbund-Werkstoffe wie etwa Carbon Composites oder andere biegeschlaffe Werkstoffe. Diese lassen sich mit Patch Placement zu geometrisch komplexen Strukturen formen – mit höchster Stabilität bei gleichzeitig geringstmöglichem Materialeinsatz und damit Gewicht: Nur an Stellen, die erhöhter mechanischer Belastung ausgesetzt sind, trägt Patch Placement etwas dicker auf und bedient damit höchste Leichtbauansprüche. Es gibt fast keinen Materialverschnitt, verschiedene Materialien und Farben lassen sich „von der Rolle“ oder exakter, mehreren Rollen kombinieren, ohne dass eine Anlage aufwändig umgerüstet werden muss. Der Vorteil gegenüber dem 3D-Druck: Mit Patch Placement sind wesentlich höhere Materialdurchsätze und kürzere Produktionszyklen möglich.

„Das Patch Placement-Verfahren bietet sich für all jene Hersteller an, die mit einer nur schwer beherrschbaren Variantenvielfalt ihrer Produkte zu kämpfen haben und deshalb höchste Anforderungen an die Flexibilität in der Fertigung haben“, sagt Dr. Martin Steyer, der bei Manz den Bereich Integrated Solutions leitet, „Voraussetzung für eine solch hochflexible und individuell anpassbare Massenfertigung sind dabei zwei Eigenschaften unserer Anlagen: deren werkzeuglose Auslegung und die freie Programmierbarkeit. Beides ermöglicht ein kostengünstiges Umrüsten über die Software ohne aufwändigen Formenwechsel. Produktwechsel können in Echtzeit und vollautomatisch durchgeführt werden.“ Kundenindividuelle Produkte lassen sich damit wie Großserienprodukte fertigen und ihre Lieferzyklen deutlich beschleunigen.

Patch Placement-Anlagen spielen ihre Stärken erst recht in einer vernetzten Produktionsumgebung gemäß Industrie 4.0 aus. Im Verbund mit webbasierten Entwicklerplattformen oder Produkt-Konfiguratoren, digitalen Materialdatenbanken und einer logikbasierten Mustererzeugung lassen sich enorm flexible, vollautomatisierte Fertigungsketten aufbauen – als lokal vernetzte Produktion „Made in Germany“ oder auch über Ländergrenzen hinweg. Indem Kunden mit ihren Wünschen über Webbrowser-basierte Konfiguratoren direkt in die Produktentwicklung eingebunden werden, erhält der Begriff Open Source eine viel breitere Bedeutung.
 

Patch Placement von Manz:
Die technischen Daten

  •  maximale Breite des Rollenmaterials: 500 mm
  •  maximale Größe der einzelnen Patches: 240 x 80 mm
  •  Geometrie der Patches frei programmierbar
  •  Dauer eines Patching-Zykluses: 5 Sekunden inklusive schneiden, gravieren, ablegen und fixieren
  •  Eine Maschinenzelle kann mit drei unterschiedlichen Material-Rollen arbeiten
  •  Patch Placement-Anlagen lassen sich zu einem Produktions-Cluster verketten
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