Effiziente Fertigung mit HP Multi Jet Fusion.

Tradition und Moderne.

Koenig & Bauer ist ein Name mit großer Bedeutung in der Druckmaschinenbranche. Gegründet im Jahr 1814 in Würzburg, blickt das Unternehmen auf mehr als 200 Jahre Geschichte zurück, in der immer wieder neue Erfindungen unter seinem Namen vorgestellt wurden.

Aus den Anfängen in Würzburg sind im Laufe der Jahre 12 Standorte im In- und Ausland hervorgegangen, immer neue Patente und Weiterentwicklungen der unterschiedlichen Technologien wurden vorgestellt. Die Nutzung moderner Verfahren in der eigenen Fertigung ist in diesem Zusammenhang selbstverständlich. Die Koenig & Bauer Coding GmbH ist einer der Standorte des Unternehmens in Veitshöchheim bei Würzburg. Hier werden digitale Kennzeichnungssysteme wie Inkjet-, Laser-, Heißpräge- und Thermotransfertechnik hergestellt, die in unterschiedlichen industriellen Anwendungen ihren Einsatz finden. Zusätzlich werden UV-Drucksysteme für Smartcards, Folien und elektronische Datenträger im After-Sales-Service betreut.

Der Weg zur additiven Fertigung.

Bereits seit einigen Jahre ist Koenig & Bauer Coding im Kontakt mit der Bechtle PLM Deutschland GmbH. Von dort wird die 3D CAD-Software SOLIDWORKS bezogen und supportet, welche in der Produktentwicklung im Einsatz ist. Der Weg zur Schwestergesellschaft Bechtle Additive Manufacturing Deutschland war also kurz. Die Vorteile der 3D-Drucktechnologie für Koenig & Bauer waren zu diesem Zeitpunkt bereits definiert: Die neue Technologie bietet in der Entwicklung mehr Gestaltungsfreiraum, da mit additiven Fertigungsverfahren die Beschränkungen, die mit der konventionellen Herstellung einhergehen, wegfallen. Zusätzlich sind die fertigen Komponenten schnell für die Produktion verfügbar. Ein weiterer wichtiger Punkt für das Unternehmen war die angestrebte Standortsicherung durch den Aufbau eines Kompetenzzentrums innerhalb des Konzerns.

Neue Technologie für alle Unternehmensbereiche.

In der Produktentwicklung setzt die Koenig & Bauer Coding GmbH mittlerweile auf additive Fertigungsverfahren. Für die Prototypenerstellung, die Herstellung von Werkzeugen und Vorrichtungen und in der Produktion von Kleinserien wird der 3D-Druck genutzt. Die Vorteile liegen für Ryan Mihalko, den Montageleiter des Unternehmens, in vielen Bereichen: „Seit der neuen Serie unseres Hauptprodukts konnte ein langjähriger Service-Claim abgestellt werden und der 3D-Druck diente seither zudem als Marketinghighlight. Die Konzeptionsphase war der kreative Startschuss für etliche Prototypen während der Produktentwicklung. Hier ist generell die hohe und schnelle Verfügbarkeit von Vorteil.“ Doch nicht nur in diesen Bereichen ergeben sich mit der additiven Fertigung Vorteile für das Unternehmen, wie er weiter ausführt: „Die Produktion war und ist angehalten, die Effizienz und Effektivität permanent zu erhöhen. Mit der neuen Technologie ergeben sich neue Möglichkeiten bzgl. Sondergeometrien für unseren Roboter. Gleiches betrifft auch den Vorrichtungsbau in der gesamten Produktion.“ Ganz bewusst wurde sich für die Multi Jet Fusion (MJF) Technologie von HP entschieden. Ryan Mihalko erinnert sich an den Auswahlprozess: „Wir haben viele 3D-Drucktechnologien getestet. Nur wenige Verfahren bieten uns eine Auswahl von Materialien, welche unseren technischen Anforderungen genügen und sich zugleich in einem qualitativ hochwertigen sowie wirtschaftlich vertretbaren Rahmen bewegen.“ Die MJF-Technologie von HP konnte in diesen Bereichen überzeugen. Auch das passende Material für die Anwendungen bei Koenig & Bauer war verfügbar, wie Ryan Mihalko weiter ausführt: „Die Haupt-Knockout-Kriterien sind die Lösemittelbeständigkeit, mechanische Eigenschaften und möglichst universelle Einsetzbarkeit bei möglichst niedrigen Kosten. Das PA12 von HP passt hier sehr gut.“

Kleine Baugruppe mit großer Wirkung.

Ein Beispiel für den gelungenen Einsatz der neuen Technologie ist ein Düsenverschluss, der die in den Maschinen verbauten Druckköpfe vor Austrocknung und Verschmutzung schützt. Damit soll die Betriebsbereitschaft und hohe Reaktionsgeschwindigkeit der gesamten Anlage gewährleistet werden. Über den Zeitverlauf kommt es immer wieder zu Verschmutzungen mit blockierender Wirkung. Problematisch ist die Herstellung des Düsenverschlusses, der in seiner Funktion, Geometrie und Größe Herausforderungen bereithält. Ryan Mihalko beschreibt es so: „Das gewählte Prinzip für die Funktion des Düsenverschlusses liegt bewusst auf dem eines grob verzahnten Getriebes. Es ist das effektivste Prinzip mit geringer Schmutzempfindlichkeit und kompakt in seiner Bauweise.“ Durch die geringen Abmessungen des Bauteils ergibt sich ein erhöhter Aufwand für die Herstellung mit konventionellen Verfahren, wie er weiter ausführt: „Neben der Funktion ist die Kompaktheit der Druckköpfe wichtig für die hohe Einsetzbarkeit im Feld und ein Alleinstellungsmerkmal. Die gedruckte Welle kombiniert die drei Funktionen Kraftübertragung, Lagerung und Dichtung. Die Alternative wäre eine konventionell gedrehte Welle und ein aufwendiges Mikrozahnrad, welches mühselig und anfällig für Beschädigungen verpresst werden muss oder wie in der Vergangenheit eine Bowdenzug-Lösung, bei der der Antrieb im Gehäuse der Steuerung liegt.“

Neue Technologie für mehr Effizienz.

Neben den generellen positiven Effekten durch die additive Fertigung wie schnelle Verfügbarkeit, kurze Vorlaufzeiten und Reduzierung der notwendigen Lagerkapazitäten sind auch spezifische Verbesserungen sichtbar. So kann durch die Herstellung der Baugruppe mittels 3D-Druck die kompakte Bauweise gewährleistet werden. Durch die freie Gestaltung, fast ohne fertigungsbedingte Einschränkungen konnten mehrere Bauteile zusammengefasst werden, was die Handhabung vereinfacht, und die Montage beschleunigt. Sogar mit Zahlen lassen sich einige der Vorteile belegen. So ergab sich eine Material- und Produktionskostenersparnis von über 60 Prozent für den Düsenverschluss, und auch die reine Fertigungszeit hat sich um etwa 1,5 Stunden verkürzt. Die positiven Effekte sind so gleich in mehreren Bereichen deutlich spürbar.