Nutzung von MIM zur Herstellung in großem Maßstab

Die Herstellung eines hochwertigen Bauteils mit kurzer Produktionszeit und niedrigsten Gesamtkosten ist entscheidend für den Gesamterfolg eines Unternehmens und seines Endteils. Und für die Herstellung kleiner, komplexer Bauteile im Maßstab ist die Metallinjektionsmodellierung (MIM) der effizienteste Prozess, um die Aufgabe zu erledigen.

Bei OptiMIM sind wir Experten darin, Ihr Projekt vom Reißbrett bis in die Massenproduktion zu bringen. Unser Metallspritzgussprozess eignet sich nicht nur für Skalierbarkeit durch Automatisierung, große Chargenkapazität und relativ geringe Anfangsinvestitionen, sondern unsere Ingenieure sind auch Experten darin, Ihre Lieferkette und Validierungsprozesse zu optimieren.

Um all Ihre Fragen zu beantworten, warum es am einfachsten ist, mit Metallspritzguss im großen Maßstab herzustellen, haben wir John O'Donnell, Business Development Manager von OptiMI, gefragt, einen Maschinenbauingenieur mit über 30 Jahren Branchenerfahrung, der sich auf Produktdesign und -entwicklung spezialisiert hat.

Warum ist es wichtig, im Maßstab herzustellen?

Wir sprechen oft über die Bedeutung der Entwicklung für Herstellbarkeit (DFM), aber ebenso muss auch Skalierbarkeit im Produktdesign im Vordergrund stehen. Nachdem wir frühzeitige Lieferantenbeteiligung und Transparenz berücksichtigt haben, ermöglicht uns die Skalierbarkeit des Prozesses, Werkzeuge zu entwickeln, die einen plötzlichen Anstieg der Produktionsnachfrage unterstützen oder sogar Änderungen an Designmerkmalen ermöglichen. Indem wir unsere Konstruktionsingenieure in einer frühen Phase der Bauteilentwicklung konsultieren, können wir die Variablen besser verstehen und eine Fahrplan entwickeln, die für den Kunden funktioniert und ein erfolgreiches Markteinführungsteil liefert.

Wie skaliere ich die Produktion mit Kontrolle?

Es gibt einige Bereiche, in denen Lieferanten bei der Lieferung eines hochwertigen Teils versagen können – etwa wenn sie nicht für mögliche Fertigungsstörungen oder Volumenänderungen planen. Es ist wichtig, die gesamte Lebensdauer des Projekts zu betrachten und eine Roadmap zu erstellen. Während der Entwicklung der Roadmap wird die Dokumentation der Prozessvariablen zum Schlüssel zum Erfolg. Der Prozess sollte weniger darauf abzielen, Teile so schnell wie möglich zu einem Kunden zu bringen, sondern mehr darum, den gesamten Prozess zu zentrieren und die Lieferzeiten im Laufe der Zeit zu verkürzen. Ein Schwerpunkt auf der Dokumentation von Verfahren und Schulungen eliminiert den Verlust von Wissen über wichtige Schritte und Kontrollen, wenn die Produktion steigt. Hersteller müssen in der Lage sein, sich an das Unerwartete anzupassen und sich anzupassen, und mit den richtigen Prozessen ist Erfolg unvermeidlich.

Wie kann ich das Produktionsvolumen erhöhen?

Skalierungstechniken wie Predictive CPK Modeling können sicherstellen, dass Volumensteigerungen effektiv und effizient durchgeführt werden. Toleranzen und Maße werden analysiert, um den Grad der CPK, also der nachhaltigen Prozessfähigkeit, zu erzielen, den wir während der Produktion halten können. Alle Variablen im Produktionsprozess werden identifiziert, einschließlich von der Konsistenz des Rohstoffs bis hin zu Formvariationen. Mit Modellierung können wir die Lieferkette optimieren und schneller skalieren. Und für die meisten von euch zählt die Markteinführungszeit am meisten.

Eliminieren Sie Skalierbarkeitsrückstände mit OptiMIM

Wir haben gesehen, wie mehrere medizinische Hersteller in die Falle getappt sind, einen "Abkürzungs"-Herstellungsprozess wie die Bearbeitung von Stangenmaterial zu nutzen, um ihren Prototyp zu validieren und so schnell wie möglich auf den Markt zu kommen. Obwohl diese Prozesse einen funktionalen Prototyp erzeugen können, sind sie über die Lebensdauer des Programms nicht skalierbar. Wenn diese medizinischen Hersteller also auf einen neuen Prozess umsteigen, um für die Massenproduktion zu skalieren, müssen sie die Prozessvalidierung von vorne beginnen, was sie um mehrere Monate zurückwirft. Darüber hinaus können unterschiedliche Prozesse für Prototyp und Endkomponent unterschiedliche Designaspekte bedeuten, abhängig von den Fähigkeiten jedes Prozesses.

Mit OptiMIM können wir voll funktionsfähige Prototypen erstellen, um Ihr Design so zu validieren, dass es während der gesamten Produktlebensdauer skalierbar ist. Anstatt von einem anderen Prozess umzusteigen und die Revalidierung sowie mögliche Neuentwürfe zu ertragen, können OptiMIM-Ingenieure Ihr Programm von der Konzeption bis zur Massenproduktion begleiten, damit Sie die vollen Vorteile des MIM-Prozesses nutzen können. Je früher wir beteiligt sind, desto mehr Wert können wir in Ihre Komponente einbringen.

Welche Vorteile bringt Automatisierung dem Projekt?

Andere Fertigungstechniken, wie die Bearbeitung, können komplexe Geometrien erzeugen, aber was die Skalierung angeht, steht die Metallinjektionsmodellierung an erster Stelle. Mit einem vollautomatisierten Prozess können Sie sehr schnell und ohne viel Aufwand von geringem zu hohem Volumen skalieren. Durch die Implementierung von Automatisierung in Ihrem Produktionsprozess erhöhen Sie die Produktionszeiten, reduzieren Materialreste und erreichen bessere Produktqualität und Wiederholbarkeit mit kürzeren Vorlaufzeiten, sodass Ihre Bestellungen schneller in der Hand sind.

Können Sie ein Beispiel für automatisierte Prozesskontrollen geben?

Zum Beispiel ermöglicht einer unserer automatisierten Prozesse, Pressure Sensor Cavity Monitoring (PSCM), eine erhöhte Teilkomplexität, stabilisierte Prozesssteuerungen und eine erhöhte Gusskavitation. Wir können dann die jährliche Teilmenge und -kapazität erhöhen, während wir strenge Kontrolle aufrechterhalten und den Übergang zur Massenproduktion erleichtern. Das PSCM-System ermöglicht es uns, Feingussanpassungen in Echtzeit vorzunehmen, was für die Konsistenz mit nachhaltiger Teilverarbeitungsfähigkeit äußerst wichtig ist.  Ohne dieses System könnten wir größere Toleranzschwankungen von Teil zu Teil sehen. Das PSCM-System sorgt außerdem dafür, dass die Maschinen stabiler und länger laufen.

Wie senke ich die Kosten, um mit MIM zu skalieren?

Bei der Entscheidung, ob MIM der richtige Prozess für ein Projekt ist, ist es wichtig, die Skalierbarkeit im Vergleich zu anderen Technologien zu messen. Es ist auch wichtig, die Komplexität der Bauteile und die Zeit, in der das Produkt produziert werden muss, zu berücksichtigen, um die kostengünstigste Methode zu bestimmen.

Zum Beispiel kann die Wahl der Bearbeitung für ein Bauteil, das mehrere Setups umfasst und über einen Zeitraum von drei bis fünf Jahren produziert werden muss, aufgrund der benötigten Maschinenzeit für den Auftrag teuer werden. Ein Bearbeitungszentrum hat zudem eine begrenzte Kapazität, was möglicherweise später zu zusätzlichen Kosten für zusätzliche Maschinen oder mehrere Lieferanten führt – was unnötige Risiken für die Lieferkette erhöht.

Einer der deutlichen Vorteile von MIM ist die Skalierung mit demselben Fußabdruck, mit dem Sie Prototypen verwenden, was wiederum die ROI über die gesamte Projektlaufzeit bringt. Mit MIM kann Kavitation an bestehende Gussmaschinen hinzugefügt werden, anstatt weitere Gussmaschinen hinzuzufügen – das bedeutet einen geringeren Kostenaufwand bei moderaten bis hohen Stückzahlen.

Abschließende Gedanken zur Skalierbarkeit

Skalierung bedeutet nicht, dass du Millionen von Stücken pro Jahr produzieren musst. Skalierung bedeutet einfach, eine starke Kontrolle über den Prozess in Richtung Vollproduktion zu haben. Der Schlüssel ist, Produkt- und Prozesskontrollen ohne Leistungsverschlechterung aufrechtzuerhalten. Wenn Sie glauben, dass Ihr Teil vom MIM-Prozess profitieren könnte, wenden Sie sich an einen unserer Konstrukteure, der Sie durch die Vorteile Ihres Projekts führen kann.