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PROTIQ GMBH
Industrial Mass Customization -
Konfigurierbare Zahnräder

Auf dem PROTIQ Marketplace finden Kunden individuell konfigurierbare Zahnräder, die jede geometrische Anforderung erfüllen und weit über den Standardkatalog hinausgehen - ermöglicht durch Additive Manufacturing und unsere paramate Software.

MERHWERTE
Sondergeometrien mittels ca. 20 Parameter
Konstruktion in 5 Minuten / Zeiteinsparung 95%
kein CAD-Expertise / kein AM Knowhow vorausgesetzt
 
additive Fertigung ohne Umweg über Formwerkzeuge
unmittelbare Onlinebestellung ohne aufwendige Offline-Kommunikation

Mass Customization – Gerade in der Industrie höchst relevant

Im industriellen Umfeld gibt es zahlreiche Situationen, in denen Komponenten wie beispielsweise Zahnräder in speziellen Sondergeometrien und gleichzeitig in geringen Stückzahlen benötigt werden.

  1. So entstehen beispielsweise im Prototyping-Bereich oftmals Individualgeometrien, für die es im ersten Schritt unökonomisch wäre, die entsprechenden Werkzeuge für die Fertigung größerer Stückzahlen (z.B. mittels Spritzgusses) anzufertigen. Vielmehr möchte man diesen kosten- und zeitintensiven Schritt erst dann gehen, wenn das finale Konstruktionsdesign der Zahnräder feststeht.
  2. Oft sind im industriellen Kontext größere Stückmengen auch von Beginn an gar nicht vorgesehen. Bei der Produktion von Kleinserien lohnt sich die Werkzeugherstellung auch nach der Prototyping-Phase nicht. Gleichzeitig deckt die Angebotspalette der Standardgeometrien nicht zwangsläufig den erforderten Bedarf.
  3. Im Ersatzteilbereich sind regelmäßig Geometrien gefragt, die nicht mehr auf Lager liegen und vielleicht gar nicht mehr produziert werden. Dies gilt übrigens nicht nur im industriellen Kontext, sondern ebenso für private Bastler, bspw. im Oldtimer-Bereich. Hinzuzufügen ist in diesem Szenario, dass nicht für alle zu ersetzenden Zahnräder die entsprechenden CAD-Daten vorliegen – gerade, wenn es sich um ältere Produkte handelt. Da die Zahnräder allerdings nicht mehr unbeschadet sind, ist ein Scan und darauf aufbauendes Re-Engineering keine Option, um schnell an die notwendigen CAD-Daten zu kommen.

Additive Manufacturing – kostengünstig trotz kleiner Stückzahlen

Für alle drei beschriebenen Szenarien bietet die additive Fertigung eine kosteneffiziente Produktionsalternative zur konventionellen Fertigung, da nur kleine Produktionsmengen einer bestimmten Zahnradvariante angestrebt werden. Die PROTIQ GmbH, Tochterunternehmen der Phoenix Contact Gruppe und Spezialist für additive Fertigung in Industriequalität, erfüllt genau hier den Bedarf und bietet die entsprechenden Produktionsleistungen an. Dies gilt für Kunststoff- und Metalldruckverfahren gleichermaßen.

Kein Mass Customization ohne einen automatisierten Designprozess

Während sich die Fertigungskosten für die Sondergeometrien und kleinen Stückzahlen dank additiver Fertigung also im Rahmen halten, verbleibt für die nachfragenden Unternehmen und Personen ein weiterer Kostenpunkt: die Erstellung der 3D-Konstruktionsdaten der entsprechenden Zahnradgeometrien. Diese müssen für gewöhnlich in konventionellen CAD-Programmen manuell konstruiert werden, da eben nicht auf Standardgeometrien zurückgegriffen werden soll. Dies ist bisweilen eine durchaus komplexe Aufgabe, die auch geübte Industriedesigner schnell mehrere Stunden beschäftigen kann.

Der Online-Konfigurator für Zahnradsysteme auf dem PROTIQ Marketplace bietet hier einen relevanten Vorteil für den Kunden. Hier kann er in wenigen Minuten sein bedarfsspezifisches Zahnraddesign entwerfen und unmittelbar in der gewünschten Stückzahl bestellen. Hinter dem Online-Konfigurator steht die bewährte paramate Cloud-Technologie.

Volle Flexibilität für technische Anwender – ohne unnötige Komplexität

Ähnlich wie im Induktor-Konfigurator kann der Anwender aus drei Grundvarianten, Stirnrad, Hohlrad und Zahnstange, auswählen. Diese können jeweils gerade oder schrägverzahnt sein. Dem Anwender steht es ebenfalls frei sich zu entscheiden, ob er ein Einzelzahnrad oder gleich ein Zahnradpaar simultan konfigurieren möchte.

Die so gewählte Grundvariante kann vom Nutzer durch mehr als 20 Parameter ausspezifiziert werden, so beispielsweise Anzahl der Zähne, Zahnbreite, Schrägungswinkel, Kopfkreisdurchmesser oder Achsloch-Typ. So erhält der Anwender, im vorliegenden Fall ein technisch versierter Nutzer, das volle Spektrum der Konfigurierbarkeit an die Hand, erzielt aber trotzdem intuitiv und in wenigen Minuten das erwünschte Ergebnis.

“Mit dem Zahnrad-Konfigurator bieten wir unseren Kunden die Möglichkeit, mit nur wenigen Clicks zu ihrem individuellen Zahnrad-Modell zu kommen, egal wie außergewöhnlich die anwendungsfallspezifische Geometrie auch sein mag. Er soll sich nicht mehr zwischen mehreren Stunden CAD-Arbeit und second-best Standardgeometrien entscheiden müssen, wenn er spezifische Anforderungen mitbringt. Mit trinckle paramate können wir unseren Kunden auch diesen Sonderservice bieten.”

DR. RALF GÄRTNER, GESCHÄFTSFÜHRER DER PROTIQ GMBH.

Unmittelbares Einsparungspotential

Für den Kunden bringt dieser Service ein unmittelbares Einsparungspotential mit sich. Während er für ein Zahnradpaar in der Regel etwa zwei Stunden manuelle Konstruktionszeit aufwenden muss, erfordert die Online-Konfiguration gerade einmal 5 Minuten. Unter Annahme eines Stundensatzes von 100 € ergeben sich Einsparungen von knapp 200 € pro Konfiguration. Des Weiteren entfällt die Abstimmungszeit für Kunden und PROTIQ, um ein druckbares Konstruktionsdesign festzulegen, ein Angebot zu erstellen und eine finale Bestellung auszulösen. Vielmehr kann ein Preis in Echtzeit kalkuliert und eine Bestellung online ausgelöst werden kann.

Die zugrundeliegenden Algorithmen der paramate Software stellen sicher, dass jedes automatisch generierte Modelldesign für den anschließenden additiven Fertigungsprozess optimiert ist. Auch Fehler in der Konstruktion von Zahnradsystemen werden vermieden: Zahnradpaarungen, die im Online-Konfigurator erzeugt werden, sind eindeutig aufeinander eingestellt. Als Materialien stehen Polyamid 6x (PA6x) und Werkzeugstahl (MS1 – 1.2709) zur Auswahl.

“Im nächsten Schritt möchten wir mit einer Doppelschrägverzahnung auch Geometrien angehen, die mit konventionellen Fertigungsmethoden nur schwer umsetzbar sind. Und natürlich haben wir neben den Induktoren und den Zahnrädern auch schon Ideen für weitere Konfiguratoren auf dem PROTIQ Marketplace. trinckle ist für uns auf dieser Reise ein hervorragender Partner. Professionell und zielorientiert arbeitet das Berliner Team eng mit uns zusammen: Eine Kooperation, die Ergebnisse liefert und beiden Seiten Spaß macht.”

DR. RALF GÄRTNER, GESCHÄFTSFÜHRER DER PROTIQ GMBH.

Photography:
© Steve Bergmann / trinckle 3D

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Dr. Ole Bröker

Head of Business
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