Einsatz von MIM für die Fertigung in großem Maßstab

Die Herstellung eines qualitativ hochwertigen Teils mit kurzer Produktionszeit und niedrigsten Gesamtkosten ist entscheidend für den Gesamterfolg eines Unternehmens und seines Endprodukts. Und für die Herstellung kleiner, komplexer Komponenten in großem Maßstab ist die Metallspritzgussmodellierung (MIM) der effizienteste Prozess, um die Arbeit zu erledigen.

Bei OptiMIM sind wir Experten darin, Ihr Projekt vom Reißbrett bis zur Massenproduktion zu bringen. Unser Metallspritzgussverfahren eignet sich nicht nur für Skalierbarkeit durch Automatisierung, große Chargenkapazität und relativ geringe Vorabinvestitionen, sondern unsere Ingenieure sind auch Experten für die Rationalisierung Ihrer Lieferkette und Validierungsprozesse.

Um all Ihre Fragen zu beantworten, warum es am einfachsten ist, mit Metallspritzguss in großem Maßstab zu fertigen, haben wir OptiMIM Business Development Manager gefragt, John O'Donnell, ein Maschinenbauingenieur mit über 27 Jahren Branchenerfahrung, der sich auf Produktdesign und -entwicklung spezialisiert hat. John verbrachte die letzten 14 Jahre bei OptiMIM und arbeitete in den Bereichen Engineering und technischer Vertrieb.

Warum ist es wichtig, maßstabsgetreu zu produzieren?

Wir sprechen oft über die Bedeutung des Designs für Herstellbarkeit (DFM), aber in ähnlicher Weise muss auch die Skalierbarkeit im Vordergrund des Produktdesigns stehen. Nach Berücksichtigung der frühzeitigen Einbeziehung und Transparenz der Lieferanten ermöglicht uns die Skalierbarkeit des Prozesses, Werkzeuge zu entwickeln, die einen plötzlichen Anstieg der Produktionsnachfrage oder sogar Änderungen an Designmerkmalen unterstützen. Durch die Beratung von Konstrukteuren in einem frühen Stadium der Teileentwicklung können wir die Variablen besser verstehen und eine Roadmap entwickeln, die für den Kunden funktioniert und ein erfolgreiches Markteinführungsteil hervorbringt.

Wie skaliere ich die Produktion mit Kontrolle?

Es gibt eine ganze Reihe von Bereichen, in denen Zulieferer nicht in der Lage sein können, ein qualitativ hochwertiges Teil zu liefern, z. B. wenn sie mögliche Produktionsunterbrechungen oder Volumenänderungen nicht einplanen. Es ist wichtig, das Leben des Projekts in seiner Gesamtheit zu betrachten und eine Roadmap zu erstellen. Bei der Entwicklung der Roadmap wird die Dokumentation von Prozessvariablen zum Schlüssel zum Erfolg. Bei dem Prozess sollte es weniger darum gehen, Teile so schnell wie möglich zu einem Kunden zu bringen, sondern vielmehr darum, den gesamten Prozess zu zentrieren und die Vorlaufzeiten im Laufe der Zeit zu verkürzen. Der Schwerpunkt liegt auf der Dokumentation von Verfahren und Schulungen, wodurch der Verlust von Wissen über wichtige Schritte und Kontrollen bei Produktionssteigerungen vermieden wird. Hersteller müssen in der Lage sein, sich an das Unerwartete anzupassen, und mit den richtigen Prozessen ist der Erfolg unvermeidlich.

Wie kann ich das Produktionsvolumen erhöhen?

Durch den Einsatz von Skalierungstechniken wie Predictive CPK Modeling kann sichergestellt werden, dass Volumensteigerungen effektiv und effizient durchgeführt werden. Toleranzen und Abmessungen werden analysiert, um den Grad der CPK oder der nachhaltigen Prozessfähigkeit zu ermitteln, den wir während der Produktion aufrechterhalten können. Alle Variablen innerhalb des Produktionsprozesses werden identifiziert, einschließlich der Konsistenz des Ausgangsmaterials bis hin zu Formabweichungen. Mit der Modellierung sind wir in der Lage, die Lieferkette zu rationalisieren und schneller zu skalieren. Und für die meisten von Ihnen ist die Time-to-Market das Wichtigste.

Beseitigen Sie Skalierbarkeitsrückschläge mit OptiMIM

Wir haben gesehen, wie mehrere Medizinhersteller in die Falle getappt sind, einen "Abkürzungs"-Fertigungsprozess wie die Bearbeitung von Stangenmaterial zu verwenden, um ihren Prototyp zu validieren und so schnell wie möglich auf den Markt zu kommen. Diese Prozesse können zwar einen funktionsfähigen Prototyp erstellen, sind aber über die Lebensdauer des Programms nicht skalierbar. Wenn diese Medizinhersteller also auf ein neues Verfahren umsteigen, um für die Massenproduktion zu skalieren, müssen sie die Prozessvalidierung von Grund auf neu beginnen, was sie mehrere Monate zurückwirft. Darüber hinaus können unterschiedliche Prozesse für Prototyp und Endprodukt je nach den Fähigkeiten des jeweiligen Prozesses unterschiedliche Designüberlegungen erfordern.

Mit OptiMIM können wir voll funktionsfähige Prototypen herstellen, um Ihr Design auf eine Weise zu validieren, die über die gesamte Lebensdauer des Produkts skalierbar ist. Anstatt von einem anderen Prozess umsteigen zu müssen und die erneute Validierung und potenzielle Neukonstruktionen in Kauf zu nehmen, können die OptiMIM-Ingenieure Ihr Programm von der Konzeption bis zur Massenproduktion begleiten, damit Sie die gesamte Palette der Vorteile des MIM-Prozesses nutzen können. Je früher wir einbezogen werden, desto mehr Wert können wir in Ihre Komponente einfließen lassen.

Welche Vorteile bringt die Automatisierung für das Projekt?

Andere Fertigungstechniken, wie z. B. die maschinelle Bearbeitung, sind in der Lage, komplizierte Geometrien herzustellen, aber wenn es um die Skalierung geht, hat die Modellierung von Metallspritzguss die Nase vorn. Mit einem vollautomatischen Prozess sind Sie in der Lage, sehr schnell und ohne großen Aufwand von geringem Volumen auf hohes Volumen zu skalieren. Durch die Implementierung von Automatisierung in Ihrem Produktionsprozess verlängern Sie die Produktionszeiten, verringern den Materialausschuss und erreichen eine bessere Produktqualität und Wiederholbarkeit mit kürzeren Vorlaufzeiten, damit Sie Ihre Aufträge schneller in der Hand haben.

Können Sie ein Beispiel für automatisierte Prozesssteuerungen nennen?

Einer unserer automatisierten Prozesse, die Drucksensor-Kavitätenüberwachung (PSCM), ermöglicht beispielsweise eine erhöhte Teilekomplexität, stabilisierte Prozesssteuerungen und eine erhöhte Kavitation der Form. Wir sind dann in der Lage, die jährliche Teilemenge und -kapazität zu erhöhen, während wir eine strenge Kontrolle beibehalten und den Übergang zur Massenproduktion erleichtern. Das PSCM-System ermöglicht es uns, Feinformanpassungen in Echtzeit vorzunehmen, was für die Konsistenz und die dauerhafte Prozessfähigkeit der Teile äußerst wichtig ist.  Ohne dieses System könnten wir eine größere Toleranzvariation von Teil zu Teil feststellen. Das PSCM-System sorgt auch dafür, dass die Maschinen stabiler und über einen längeren Zeitraum laufen.

Wie kann ich die Kosten für die Skalierung mit MIM senken?

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 Teile und die Zeit, in der das Produkt hergestellt werden muss, zu berücksichtigen, um die kostengünstigste Methode zu bestimmen.

Zum Beispiel kann die Entscheidung für die Bearbeitung eines Bauteils, das mehrere Aufspannungen umfasst und über einen Zeitraum von drei bis fünf Jahren produziert werden muss, aufgrund der Maschinenzeit, die für die Ausführung des Auftrags benötigt wird, kostspielig sein. Ein Bearbeitungszentrum hat auch eine begrenzte Kapazität, was möglicherweise zu zusätzlichen Kosten für zusätzliche Maschinen oder mehrere Lieferanten führt – was zu unnötigen Risiken für die Lieferkette führt.

Einer der entscheidenden Vorteile von MIM ist die Skalierung mit dem gleichen Platzbedarf wie bei der Erstellung von Prototypen, was wiederum den ROI über die Lebensdauer des Projekts erhöht. Mit MIM kann Kavitation zu bestehenden Spritzgießmaschinen hinzugefügt werden, anstatt weitere Spritzgießmaschinen in den Prozess aufzunehmen – dies bedeutet eine geringere Investition für mittlere bis hohe Stückzahlen.

Abschließende Gedanken zur Skalierbarkeit Skalierung

bedeutet nicht, dass Sie Millionen von Teilen pro Jahr produzieren müssen. Skalierung bedeutet lediglich, eine starke Kontrolle über den Prozess zu haben, der sich auf die Produktion in vollem Maßstab zubewegt. Der Schlüssel liegt in der Aufrechterhaltung von Produkt- und Prozesskontrollen ohne Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit. Wenn Sie der Meinung sind, dass Ihr Teil vom MIM-Prozess profitieren könnte, wenden Sie sich an einen unserer Konstrukteure, der Sie durch die Vorteile Ihres Projekts führen kann.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie in großem Maßstab fertigen können, laden Sie unser kostenloses Webinar Securing Scalability: Leveraging MIM to Manufacturing at Scale herunter. Wir werden die oben genannten Themen ausführlicher erörtern und mehr darüber berichten

• : Rationalisierung regulatorischer Validierungen, wie z. B. FDA-Zulassung
• Herstellung mit MIM zu geringeren Gesamtkosten für die Skalierung
• Verkürzung Ihrer Lieferkette durch Automatisierung und Teilekonsolidierung
• MIM-Fallstudien