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Der italienische Elektropumpenhersteller Pedrollo hat während seiner 40-jährigen Geschichte mit zahlreichen globalen Unternehmen und Gemeinden zusammengearbeitet, um in Trockengebieten wie den Wüsten des Nahen Ostens und Afrikas sowie in unterversorgten Regionen Lateinamerikas die Versorgung mit Wasser sicherzustellen. Um mit den sich ständig weiterentwickelnden gesetzlichen Anforderungen an Ertragsstandards und Energieverbrauch Schritt zu halten und um die Zukunft von Pedrollo durch bahnbrechende Produktleistungen zu sichern, arbeitet das Forschungs- und Entwicklungsteam von Pedrollo ständig an vielversprechenden Produktverbesserungen. Im Rahmen der jährlichen Investitionen in Innovationen beschloss Pedrollo, seinen Prototyping-Prozess zu überprüfen und sich dabei auch die Möglichkeiten des 3D-Drucks näher anzusehen.

Ausgangspunkt für Pedrollos Entscheidung, den Prototyping-Prozess weiterzuentwickeln, waren zwei wichtige Vorgaben: Zum einen sollte der Designzyklus beschleunigt und zum anderen das geistige Eigentum durch die Einführung von Prototyping im eigenen Unternehmen weiter geschützt werden. Was Pedrollo nicht erwartet hatte, waren die Leistungsverbesserungen, die durch die Stereolithografie (SLA) von 3D Systems und durch die transparenten 3D-Druckmaterialien VisiJet® SL Clear und Accura® ClearVue erzielt werden konnten.

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Der hauseigene 3D-Druck ermöglicht Pedrollo, schneller und häufiger Prototypen zu erstellen.

Auswahl des richtigen 3D-Druckers für iteratives Prototyping

Bevor Pedrollo sich für den Kauf eines 3D-Druckers entschied, analysierte das Unternehmen den Markt und untersuchte, wofür sich andere Unternehmen, die bereits mit dem 3D-Druck begonnen hatten, entschieden hatten. Anschließend konsultierte Pedrollo 3DZ, einen Vertriebspartner von 3D Systems und autorisierten Händler für führende professionelle 3D-Drucker und 3D-Scanner mit Sitz in Malta. 3DZ unterstützte Pedrollo bei der Auswahl desProJet® 6000, einem Produkt von 3D Systems, das den Anforderungen Pedrollos hinsichtlich qualitativ hochwertiger Teile und einfacher Bedienung gerecht wird.

Nachdem der 3D-Drucker in der Anlage von Pedrollo in San Bonifacio (Italien) installiert war, führte 3DZ eine Anwenderschulung durch, um den Mitarbeitern von Pedrollo die Inbetriebnahme zu erleichtern. Laut Firmenpräsident und -gründer Silvano Pedrollo wurde der 3D-Drucker schnell integriert und ermöglichte die Vorgaben bzgl. einer schnelleren und häufigeren Produktion von Prototypen.

Der ProJet 6000 SLA-Drucker erstellt präzise 3D-Druckteile und Prototypen und kann je nach Geometrie, Ausrichtung und Baumodus Eigenschaften ab Größen von 0,002 Zoll oder 0,050 mm reproduzieren. 

Er weist eine maximale Bauplattformgröße von 10 Zoll x 10 Zoll x 10 Zoll (250 mm x 250 mm x 250 mm) auf und ermöglicht die Verwendung einer Vielzahl von Werkstoffen, die mit den Eigenschaften herkömmlicher Kunststoffwerkstoffe übereinstimmen oder diese sogar noch übertreffen. Zum Lieferumfang des ProJet 6000 gehört außerdem 3D Sprint, eine exklusive Software für die Verwaltung des additiven Fertigungsprozesses sowie für die Vorbereitung und Optimierung von CAD-Daten für den Druck auf den Kunststoffdruckern von 3D Systems.

„Bevor wir mit dem 3D-Druck begannen, erforderte die Herstellung eines Prototyps sehr viel Zeit, und es vergingen vier bis fünf Monate zwischen der Designphase und der Verfügbarkeit des endgültigen Modells“, so Pedrollo. Die Einführung des 3D-Drucks reduzierte die Zeit für die Erstellung von Prototypen sofort um ein Fünftel und konnte danach auf weniger als 24 Stunden verkürzt werden.

Nachdem der ProJet 6000 erfolgreich in den Workflow integriert war, entschied sich Pedrollo, die Produktivität und Kapazität durch den Kauf eines zusätzlichen Druckers von 3D Systems zu steigern. Die Entscheidung fiel auf den Drucker ProX® 800, der effizienten und hohen SLA-Durchsatz in einem größerem Maßstab bietet. Der ProX 800 wird ebenfalls mit 3D Sprint geliefert und verfügt über eine Bauplattform von 25,6 Zoll x 29,5 Zoll x 21,65 Zoll (650 mm x 750 mm x 550 mm). Wie andere SLA-Maschinen von 3D Systems stellt auch der ProX 800 präzise und genaue Teile her und ist mit einer Vielzahl hochwertiger Werkstoffe kompatibel.

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Anhand von transparenten Prototypen kann Pedrollo feststellen, ob die Funktionen von Designs tatsächlich den Erwartungen entsprechen.

Schutz des geistigen Eigentums durch betriebsinternen 3D-Druck

Das geistige Eigentum, das mehr als 150 Patente umfasst, ist eine der entscheidenden Stärken von Pedrollo. Die Investition in den betriebsinternen 3D-Druck war daher leicht zu rechtfertigen, da auf diese Weise sichergestellt ist, dass Designs vollständig vertraulich bleiben und alle Produktentwicklungs- und Forschungsergebnisse geschützt sind. Silvano Pedrollo betont, dass die Einführung des betriebsinternen 3D-Drucks das Jahreseinkommen seiner Firma erhöht hat, da damit ein deutlicher Konkurrenzvorteil gegenüber Mitbewerbern und größerer Schutz vor Fälschern gewährleistet werden konnte.

„Die Nachahmung unserer Produkte verursacht für uns jährliche Einkommensverluste von fast 30 %“, erklärt Pedrollo. „Durch die Fähigkeit, unser geistiges Eigentum zu schützen, kann die Vertraulichkeit unserer Projekte vollständig gewährleistet werden. Außerdem konnten wir Umsatzsteigerungen erzielen.“

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Bei transparenten SLA-Teilen können wir verfolgen, wie Flüssigkeiten sich verhalten. Wir müssen nicht mehr raten, sondern können uns bei der Produktentwicklung auf Beobachtungen stützen.

Transparente Prototypen verbessern die Produktleistung

Neben den erwarteten Vorteilen in Bezug auf Geschwindigkeit und den Schutz des geistigen Eigentums ergab sich für Pedrollo durch die Einführung des 3D-Drucks und die Nutzung der transparenten SLA-Werkstoffe von 3D Systems die Möglichkeit, den internen Flüssigkeitsstrom durch das externe Gehäuse zu beobachten und aufgrund dieser Beobachtungen die interne Pumpenleistung zu verbessern. Mit ausgewählten transparenten Werkstoffen von 3D Systems wie VisiJet SL Clear und Accura ClearVue können 3D-gedruckte Teile mit den gleichen visuellen Eigenschaften wie Polycarbonat, Acryl, Kristall-Polystyrol oder Glas hergestellt werden. Bei Laborversuchen mit transparenten Werkstoffen hat sich Accura ClearVue von 3D Systems als das klarste und transparenteste Material auf dem Markt erwiesen.

Durch die Wahl transparenter Materialien konnte Pedrollo bei der Entwicklung von Prototypen zur Überprüfung der Funktionalität von Pumpen das Rätselraten durch Beobachtungen ersetzen. Auf diese Weise konnten Probleme punktgenau ermittelt und interne Geometrien an Stellen angepasst werden, an denen der Flüssigkeitsfluss durch Störungen behindert wurde oder nicht optimal war. „Die Fähigkeit, schnell und kostengünstig transparente Prototypen zu erstellen, ist für unseren Produktentwicklungsprozess von unschätzbarem Wert, da wir nun Strömungsmuster beobachten können. Außerdem erkennen wir, wie unsere Designs im Vergleich zu unseren Erwartungen tatsächlich funktionieren“, so Pedrollo. „Da wir sehen, was passiert und warum, können wir fundiertere Entscheidungen treffen und unsere Designs zu hochwertigen Endprodukten weiterentwickeln.“

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Pedrollo entschied sich für SLA von 3D Systems, weil qualitativ hochwertige Teile und Benutzerfreundlichkeit für das Unternehmen besonders wichtig sind.

Vorrichtungen, Halterungen und Endteile

Nachdem der 3D-Druck nun vollständig in den Design- und Prototyping-Prozess von Pedrollo integriert ist, konzentriert sich das Unternehmen darauf, neue Einsatzmöglichkeiten zu ermitteln. 3D-Druck wird heute zur Herstellung einer Vielzahl von Teilen verwendet, die von technischen Komponenten und ästhetischen Details bis hin zu Ersatzteilen, Vorrichtungen und Halterungen sowie Behältern für Apparaturen reichen.  

„Wir benutzen unsere 3D-Drucker von 3D Systems täglich“, erklärt Pedrollo. „Sie sind außerordentlich vielseitig, und wir suchen und finden ständig neue Anwendungsmöglichkeiten, die ihren Wert maximieren."