3D-print i stort format fremskynder fremstillingen af brandbiler

Magirus bruger 3D-print i stort format til prototyper af brandbiler

Bag hvert brandslukningsteam, der rykker ud til nødsituationer og brande, er der en brandbil, og bag hver brandbil er der et team af ingeniører, der arbejder hårdt på at levere de sikreste og mest effektive køretøjer og funktioner. Det er netop her, Magirus kommer ind i billedet. Den tyskbaserede virksomhed blev grundlagt i 1864 af brandmanden Conrad Dietrich Magirus med det formål at være banebrydende inden for den nyeste teknologi. brandslukningskøretøjer og -produkter. I dag, over 150 år senere, hjælper 3D-print i stort format virksomheden med at fortsætte denne mission og flytte løsninger til brandsikkerhed og katastrofekontrol ind i fremtiden.

3D-print i stor skala indvarsler en ny æra for prototyper af brandbiler

3D-print er ikke helt nyt for Magirus. Virksomheden, som leverer et stort udvalg af brandslukningskøretøjer, drejestiger, udstyr og udstyrsvogne, specialløsninger, pumper og
pumper og bærbare pumper, har brugt teknologien siden 2015 til at forbedre sin prototyping og produktudvikling. Som de fleste, der anvender 3D-print, arbejdede Magirus oprindeligt sammen med eksterne udbydere af 3D-print. Men i 2018, da efterspørgslen efter prototyper i stor skala steg, besluttede virksomheden at investere i sin egen interne 3D-printer, the BigRep ONE.

Siden da er 3D-print blevet en integreret del af Magirus' arbejdsgange inden for prototyping og produktudvikling, især til produktion af æstetiske og ergonomiske dele til brandbiler, der måler mere end 300 mm i længden. Magirus' chefingeniør i prototyping Jens Krämer og hans team bruger ofte BigRep ONE til at 3D-printe funktionelle prototyper, som kan monteres og testes på lastbiler for at validere deledesignet, før de går videre med værktøj og produktion.

"Før 3D-print var prototyper meget dyre," siger Krämer og forklarer, at hans team var afhængige af håndlaminering og fræseprocesser - som begge er tidskrævende og dyre - for at fremstille prototyper, før de gik videre til det endelige værktøj.

Med 3D-print tilføjet til prototyping-workflowet har Magirus-teamet ikke kun reduceret sine prototyping-omkostninger dramatisk (fra næsten hundrede tusinde euro til kun tusindvis af euro), det har også opnået meget hurtigere gennemløbstider for udvikling af dele. "Det plejede at tage 3-6 måneder, afhængigt af prototypeværkstedets størrelse og kapacitet, nu er det et spørgsmål om printtid på maskinen, så bare et par dage," siger Krämer.

De tids- og omkostningsbesparelser, som 3D-print har givet Magirus' prototypeafdeling, har også muliggjort en mere fleksibel udvikling af dele, hvilket hjælper virksomheden med at opfylde behovene hos deres brandmandskunder. Med andre ord giver 3D-print i stor skala Magirus mulighed for hurtigt at fremstille og validere prototyper, hvilket igen gør det muligt at opdatere og forbedre sine brandbiler og brandslukningsløsninger baseret på kundefeedback.

Hurtig respons til produktion

Selvom Magirus' primære brug af sin egen BigRep ONE 3D-printer er prototyper, er brandbilsproducenten også begyndt at udforske brugen af teknologien til produktion af små serier. Faktisk gennemgår virksomhedens første 3D-printede del til slutbrug nu de sidste faser af validering til brug ombord på brandbiler.

Den pågældende del er en vinduesramme til en brandbils førerhusdør. Mandskabskabinen er en brandbil, der er designet til at transportere mindst ni mandskabsmedlemmer. Som man kan forestille sig, er det vigtigt for brandmændene at have så meget udsyn som muligt fra kabinen, når de nærmer sig den brand eller nødsituation, de er blevet kaldt til. Magirus blev derfor spurgt af sine brandmandskunder, om de kunne installere et ekstra vindue i rammen på døren til mandskabskabinen for at forbedre udsynet indefra.

I udviklingen af vinduet brugte Magirus-teamet BigRep ONE til at 3D-printe en prototype af rammen - et strukturelt element designet til at forbinde dørens ydre skal med dens indre side. Kvaliteten af prototypen på vinduesrammen var i sidste ende så tilfredsstillende, at teamet besluttede helt at droppe værktøjet og 3D-printe komponenten til slutbrug. Produktionsdelen, som måler ca. 800 x 600 x 150 mm, blev 3D-printet med en højere opløsning end den oprindelige prototype og blev fremstillet af en kulfiberforstærket polymer med høj temperatur, HI-TEMP CF.

"Fordi mængderne er små, er vi begyndt at producere [vinduesrammen] i forserie," siger Harald Fitz, chefingeniør for standardkøretøjer til brandbekæmpelse hos Magirus. "Det, vi også gør, er at teste og validere, fordi delen skal være rigid og modstå de omstændigheder, hvor brandmænd bruger deres lastbiler... Dette er i gang i øjeblikket, men vi er overbeviste om, at delen vil modstå alle de tests, vi anvender." Den 3D-printede vinduesramme bliver bl.a. testet for vibrations-, slag- og varmebestandighed.

Ved at udnytte 3D-printning til vinduesrammen til besætningskabinen har Magirus ikke kun draget fordel af hurtigere og mere omkostningseffektiv prototyping, det har også omsat disse fordele til slutbrugsproduktion. Vigtigst af alt har man fundet en måde at imødekomme kundernes ønsker på, som er afhængige af virksomhedens produkter og systemer for at redde liv.

BigRep ONE 3D-printer

Afgørende for Magirus' succesfulde brug af 3D-print - både til prototyper og nu til slutproduktion - er BigRep ONE 3D-printeren. BigRep ONE er fremstillet af Berlin-baserede BigRep og er en industriel 3D-printer i stort format, der har en installationsbase på over 400 systemer globalt.

Systemet er kendetegnet ved sin massive byggevolumen på i alt en kubikmeter og sin kompatibilitet med flere polymerfilamenter, herunder PLA, TPU, PETG og HI-TEMP CF, en biopolymer af ingeniørkvalitet forstærket med kulfiber. BigRep ONE integrerer også to BigRep Power Extruders med udskiftelige dysestørrelser, hvilket gør det lettere at printe med flere materialer eller bruge vandopløselige understøtninger.

For Magirus var BigRep ONE's størrelse og industrielle kapacitet et stort trækplaster. Maskinen er ikke kun velegnet til at fremstille de store prototyper, som virksomheden har brug for til sine brandbiler, men den kan også bruges til at producere flere mindre komponenter - som f.eks. vinduesrammen - i en enkelt batch. De justerbare 3D-printerindstillinger, såsom opløsning, gør det også muligt for virksomheden hurtigt at fremstille prototyper med en lavere opløsning og forbedre printkvaliteten for dele til slutbrug.

"Som du kan forestille dig med størrelsen på vores køretøjer, blev de dele, [vi havde brug for], større," siger Krämer. "Efter en endelig evaluering besluttede vi os for at købe BigRep ONE. Brandslukningskøretøjer er det ideelle produkt til 3D-print på grund af mængden af producerede køretøjer, og fordi høj tilpasning og individualisering - og endda digitalisering - kræver hurtige løsninger."

"Jeg er ret sikker på, at vi kan øge mængden af dele, der produceres af BigRep ONE 3D-printeren," tilføjer Fitz. "Når vi starter med at lave prototyper og nu har produceret den første del i en lille serie, kunne jeg virkelig forestille mig, at vi i særlige tilfælde eller til særlige dele kunne gå helt over til 3D-printning. BigRep ONE 3D-printeren er virkelig velegnet til det."

Med andre ord er dette kun begyndelsen på 3D-print til produktion for Magirus. 3D-printteknologi har potentialet til at åbne op for stadig flere muligheder for specialfremstillede dele og dele i små mængder til brandbiler. Hvem ved, den næste Magirus-brandbil, du ser, kan være udstyret med en 3D-printet komponent!

1 M³ BYGGEVOLUMEN. STORE MULIGHEDER. LILLE PRIS.

BigRep ONE er en prisbillig indgang til 3D-print i stort format. Med dokumenteret pålidelighed til at arbejde døgnet rundt bringer ONE dine designs til live i fuld skala.

Få mere at vide