Der 3D-Druck von Zortrax hilft Toyota, die Kosten und Lieferzeiten seiner Montagevorrichtungen zu senken

Der japanische Automobilmulti Toyota hat enthüllt, wie die Einführung des Zortrax-3D-Drucks dazu beigetragen hat, seine Fahrzeugmontageabläufe zu optimieren.

In seinen beiden polnischen Werken in Walbrzych und Jelcz-Laskowice ist Toyota von CNC-Bearbeitungs-Montagevorrichtungen auf die On-Demand-Produktion mit Zortrax M300 Plus-Systemen umgestiegen. Auf diese Weise ist es dem Automobilunternehmen gelungen, die Kosten und Vorlaufzeiten für die Herstellung wichtiger Werkzeuge und Ersatzteile zu reduzieren und so die Leistung seiner Produktionslinie zu optimieren.

„Wir müssen keine Ersatzteile lagern, da wir sie bei Bedarf in 3D drucken können. Wir können einen 3D-Druckprozess starten, wann immer ein Bedarf besteht“, erklärt Łukasz Kondek, der für den 3D-Druck bei Toyota verantwortliche Ingenieur. „Wir müssen nicht warten, bis unsere Werkzeugabteilung (oder ein Outsourcer) die Kapazitäten hat, sich um unsere Bestellungen zu kümmern. Der 3D-Druck verkürzt die Wartezeit für benötigte Werkzeuge von Wochen auf Tage, manchmal sogar auf Stunden.“

„Wir können unsere Projekte frei optimieren, da 3D-Drucker nahezu alle erdenklichen Geometrien realisieren.“

3D-Druck der M-Serie bei Zortrax

Während Zortrax 2018 mit der Einführung des ursprünglichen Inkspire-Systems in den Bereich des Harz-3D-Drucks expandierte, ist das Unternehmen vor allem als Hersteller von FFF-Maschinen (Fused Filament Fabrication) bekannt. Auf dieser Seite seines Portfolios bietet das Unternehmen seine 3D-Drucker Endureal, M200 Plus, M300 Dual und M300 Plus an, die jeweils mit der proprietären Layer Plastic Deposition Plus (LPD)-Extrusionstechnologie arbeiten.

Mit letzterem hat sich Toyota für das größte der drei Modelle entschieden, das dank seines Bauvolumens von 300 x 300 x 300 mm in der Lage ist, riesige Teile in einzelnen Drucken herzustellen. In der Praxis bedeutet dies, dass Benutzer großformatige Modelle für den Zusammenbau nicht in einzelne Teile zerlegen müssen, was die Integration von Gelenken erforderlich machen kann – Schwachstellen, die häufig die langfristige Haltbarkeit beeinträchtigen.

Dank der integrierten Farm-Management-Software eignet sich das System außerdem besonders gut für den Einsatz in großem Maßstab, während die Unterstützung von Filamenten von Drittanbietern ihm weitreichende Anwendungsmöglichkeiten eröffnet, darunter alles vom Prototyping von Solarenergieprodukten bis hin zur Herstellung einzigartiger Cyberpunk-inspirierter Produkte Cosplay-Outfits.

Um die Leistungsfähigkeit seines Angebots weiter zu verbessern, führt Zortrax auch weiterhin Materialien und Upgrades für seine Maschinen ein. Letztes Jahr brachte das Unternehmen ein neues Z-PEEK-3D-Druckfilament in Weltraumqualität auf den Markt. Seitdem hat Zortrax seine Full Metal Packages auf den Markt gebracht, die den Metall-3D-Druck auf dem Endureal ermöglichen.

Toyotas polnische 3D-Druck-Heldentaten

Ein Großteil der Arbeit in Toyotas Fabriken in Polen dreht sich um den Einbau von Motoren in die Autos, die das Unternehmen zusammenbaut und dann in Europa verkauft. In den Einrichtungen, in denen mittlerweile über 3.000 Mitarbeiter sowohl an Toyota-Benzin- als auch an Hybridfahrzeugen arbeiten, befinden sich spezielle 3D-Drucklabore, in denen Zortrax-Geräte im Wert von über 100.000 PLN (23.000 US-Dollar) installiert wurden.

Seit Jahren setzen Ingenieure im polnischen Toyota-Werk den Zortrax M300 Plus in Vorrichtungs-, Werkzeug- und Ersatzteilproduktionsanwendungen ein. Die derzeit im Werk des Unternehmens 3D-gedruckten Teile lassen sich in vier Kategorien einteilen: Positionierungsvorrichtungen, Montagevorrichtungen, Montagewerkzeuge und Abdeckungen. Nach dem Drucken werden diese oft mit anderen Komponenten kombiniert, die mithilfe subtraktiver Technologien erstellt wurden, um integrierte Baugruppen zu bilden.

Beispielsweise verfügen die in einigen Toyota-Fahrzeugen verwendeten Messgeräte über ein 3D-gedrucktes Gehäuse. Da die Stifte dieser Instrumente jedoch ständig mit einer Metalloberfläche in Kontakt stehen, werden sie jetzt CNC-gefräst, um ihre Haltbarkeit zu verbessern.

Darüber hinaus wurden die Fließbandvorrichtungen von Toyota bisher von einer separaten Abteilung hergestellt, die mit CNC-Maschinen ausgestattet war. Daher mussten die Ingenieure des Unternehmens diese Werkzeuge unter Berücksichtigung der Einschränkungen entwerfen, die ihnen durch traditionelle Fertigungstechnologien auferlegt wurden. Seit der Umstellung auf 3D-Druck ist Toyota jedoch in der Lage, seine Vorlaufzeiten zu verkürzen und Unterbrechungen am Fließband zu minimieren.

„Einer der Hauptvorteile des Einsatzes von Zortrax-3D-Druckern in Fertigung und Industrie ist ihre bewährte, stabile Konstruktion und einfache Wartung“, fügt Michał Siemaszko, Leiter Forschung und Entwicklung bei Zortrax, hinzu. „Das bedeutet, dass globale Hersteller wie Toyota sich auf sie verlassen können, wenn sie Geräte drucken, die für den Betrieb des Fließbandes von entscheidender Bedeutung sind.“

„Zuverlässigkeit ist von entscheidender Bedeutung, da bereits kurze Verzögerungen zu Verlusten führen können, die den Wert der Drucker selbst bei weitem übersteigen. Deshalb bieten wir großen Industriekunden Sicherheit.“

AM in Kfz-Vorrichtungen, Werkzeugen und Vorrichtungen

Toyota ist bei weitem nicht der einzige Automobilhersteller, der Vorrichtungen, Vorrichtungen und Werkzeuge im 3D-Druckverfahren herstellt, und die Technologie ist im Automobilbereich weiterhin auf dem Vormarsch. Im Jahr 2021 wurde bekannt gegeben, dass Audi in seinem Metall-3D-Druckzentrum in Ingolstadt, wo Modelle wie die A4-Limousine montiert werden, nun mehr EOS-3D-gedruckte Werkzeuge einsetzt.

In diesem Jahr wurde auch bekannt, dass Skoda den 3D-Druck in der Automobilersatzteilproduktion, im Prototyping und bei Werkzeuganwendungen einsetzt. Im Rahmen der Pläne, die Digitalisierung in seinen Produktionsstätten zu verdoppeln, hat das Unternehmen mehrere Druckfarmen mit Systemen eingerichtet, die von beliebten Druckmarken wie Prusa entwickelt wurden.

An anderer Stelle bietet FreeFORM Technologies mithilfe des ExOne-Binder-Jetting auch 3D-gedruckte Werkzeuge für die Automobilindustrie an. In der Vergangenheit hat das Unternehmen eine komplexe End-of-Arm-Werkzeugkomponente für Allegheny Electric Service in 3D gedruckt und diese wiederum als Teil eines Teileinspektionssystems an einen sechsachsigen FANUC-Roboter angeschlossen.

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Das abgebildete Bild zeigt den Automobilproduktionsprozess bei Toyota. Foto über Zortrax.

Paul hat einen Abschluss in Geschichte und Journalismus und hat eine Leidenschaft dafür, die neuesten Nachrichten aus dem Technologiebereich zu finden.