Schneller voran im Rapid Product Development

Sechs Industrieunternehmen und vier Forschungsinstitute erforschten und entwickelten im internationalen Großprojekt IMS-RPD drei Jahre lang gemeinsam neue Wege, den Produktentwicklungsprozess für mechanische Teile zu beschleunigen. Sie waren dabei so erfolgreich, dass die EU nun weitere drei Jahre fördert. Das Folgeprojekt »IMS-RPD 2001« startet im Herbst.

Die Produktentwicklung bei der Prototypen- und Kleinserienfertigung durch Rapid Prototyping und Rapid Tooling beschleunigen: Dieser Aufgabe hat sich ein internationales Großforschungsprojekt unter dem Namen IMS-RPD (Intelligent Manufacturing Systems – Rapid Product Development) angenommen. IMS ist ein internationales, industrienahes Programm zur Erforschung und Entwicklung der »nächsten Generation von Produktions- und Verfahrenstechnologien«. Unternehmen und Forschungsinstitute aus Australien, Kanada, der Europäischen Gemeinschaft, Norwegen, Japan, Korea, der Schweiz und den Vereinigten Staaten sind daran beteiligt. Im Rahmen des IMS-RPD-Projekts hatten sich in Europa 1998 für zunächst drei Jahre zehn Partner aus Industrie, Dienstleistung und Forschung zusammengefunden. Die Koordination des EU-geförderten Konsortiums lag beim Fraunhofer IPA in Händen von Nico Blessing. Das erste IMS-RPD-Projekt wurde im Juli diesen Jahres erfolgreich abgeschlossen. Im Herbst startet das Folgeprojekt.

Das europäische Konsortium tauschte sich regelmäßig mit den aussereuropäischen IMS-Teilnehmern aus. Früchte dieser Zusammenarbeit waren neue Technologien für die schnellere Entwicklung und Fertigung mechanischer Bauteile. Bei den Testeilen verringerten sich die Kosten und Prozesszeiten der Produktentwicklung um bis zu 40 Prozent. »Das entsprach nicht nur den Erwartungen, sondern auch den Vorgaben der beteiligten Industriepartner«, sagt Blessing. Neben neuen Methoden und Technologien zur Herstellung von Bauteilen und Werkzeugen, die insbesondere für die Fertigung von Kleinserien geeignet sind, entwickelten die teilnehmenden Unternehmen auch Software-Lösungen für das Anfangsstadium des Produktentstehungsprozesses. »Unser Hauptziel war, Durchlaufzeiten und Änderungsschleifen in der Entstehungsphase eines neuen Produktes zu verkürzen«, fasst Nico Blessing zusammen. Die drei wichtigsten Ergebnisse waren eine Software mit neuen Methoden zur Optimierung von Facetten-Modelle aufweist, sowie zwei neue Rapid-Tooling-Verfahren.

Das erste dieser Verfahren war eine Weiterentwicklung des »Rapid Tooling mit Pulver-Binder Gemischen«: das »Hot-/Cold-Hard-Tooling«. Es baut auf zwei neuen Pulver-Binder-Gemischen auf, die bei Raumtemperatur, bzw. bei 80° Celsius verarbeitet werden können. Angewandt wird das Verfahren beispielsweise für das schnelle Formen metallischer Werkzeuge für Spritzgießprozesse. Es entstand weitgehend in einer Kooperation der DaimlerChrysler AG, Ulm, der schwedischen Wiba AB, Huskvarna, dem Institutet for Verkstadsteknisk Forskning (IVF), Mölndal, Schweden, sowie dem Fraunhofer IPA. Das zweite Ergebnis ist eine neue Rapid-Manufacturing-Methode für Teile, die sowohl hohen Druck, als auch hohe Temperaturen aushalten müssen. Das »Direct Free Form Fabrication Tooling for Injection Moulding (FFF-Tooling)« basiert auf der Stereolithographie Technologie. Es umfasst u. a. Richtlinien für das Design von Einlegeteilen im STL-Format, Studien zur Haltbarkeit von mit FFF-Tooling hergestellten Werkzeugen und Strategien für eine verbesserte Feinbearbeitung.

Neben den bereits genannten Partner waren am Forschungsprojekt IMS-RPD folgende Forschungsinstitute und Unternehmen beteiligt: die britische De Montford University, in Leicester, das Dansk Teknologisk Institute (DTI), Århus, die Firmen Materialise N V, Leuven, Belgien, Ensinger-TecaRIM, Linz, Österreich, die ARRK Product Development Group Limited, Teesside, Großbritannien, und die Bombardier-Rotax GmbH, Gunskirchen, Österreich. »Dies ist eines der erfolgreichsten gemeinsamen Forschungsprogramme, an dem wir uns je beteiligt haben: Die Ergebnisse zeigen, dass man mit geeigneten Teilnehmern, straffer Organisation, gegenseitigem Vertrauen untereinander, sowie übereinstimmenden Zielen ausgezeichnet arbeiten und hervorragende Erfolge erzielen kann«, lobt Lee Styger von ARRK Product Development Group Limited, das Projekt. ARRK, vormals Styles Precision Components Limited, ist ein Rapid-Prototyping-Dienstleister.

Nachdem nun die Ergebnisse der ersten drei Jahre im vergangenen Monat der EU präsentiert wurden bereiten sich die Partner auf die Verlängerung um weitere drei Jahre vor. Die Fortsetzung des Projekts unter dem Namen »IMS-RPD 2001« wird sich mit dem Aufbau von virtuellen Unternehmen und der Integration von hybriden Prototypen in den Produktentwicklungsprozess befassen. Das erfolgreiche Konsortium der zehn Partner geht diese neuen Aufgaben in unveränderter Besetzung an.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Phys. Nico Blessing
Telefon: 0711/970-1833, Telefax: 0711/970-1004, E-Mail: nsb@ipa.fhg.de