Expertenbeitrag

 Stefan  Hollaender

Stefan Hollaender

Managing Director EMEA, Formlabs

Massenindividualisierung 3D-Druck ermöglicht präzise Ledermusterungen

Von Stefan Holländer

Leder wird in der Automobilbranche oft genutzt. Doch individuelle filigrane Musterungen aus diesem Material sind sehr aufwendig. Durch das neue Verfahren Schaumformung kann Leder mithilfe von Schaum biegsam gemacht werden. Wie 3D-Drucker so präzise Musterungen ermöglichen.

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Gerade die Automobilindustrie interessiert sich für Verfahren zur Individualisierung der Fertigung, da Kundenwünsche immer spezieller werden. Um diese umzusetzen, werden filigrane wie flexible Verfahren gebraucht.
Gerade die Automobilindustrie interessiert sich für Verfahren zur Individualisierung der Fertigung, da Kundenwünsche immer spezieller werden. Um diese umzusetzen, werden filigrane wie flexible Verfahren gebraucht.
(Bild: Formlabs)

Kundenwünsche werden immer individueller. Bei der Umsetzung kommt das gefragte Material Leder zur Ausstattung von Automobilen und Wohnobjekten besonders oft zum Einsatz und wird geprägt, bestickt oder kaschiert. So können bestimmte Musterungen und Formen erzielt werden. Allerdings ist Leder schwer dehnbar und filigrane Musterungen stellen deshalb eine Herausforderung dar. Eine Lösung? Das Unternehmen Makra Pro aus Bayern hat ein neues Verfahren entwickelt, dass mittels Schaums das Leder in Form bringt und ihm eine 3D-Optik verschafft.

Wie Leder durch Schaum biegsam wird

Die Arbeit mit 3D-Druckern begann Makra Pro 2018. Durch einen Großauftrag eines bekannten Herstellers für Motorradsitze entwickelte Geschäftsführer Matthias Krabel einen Ehrgeiz für Innovation. Der Auftrag lautete Schaumteile für Motorradsitze und deren Sitzwannen herzustellen. Die Materialeigenschaften der Sitzwannen sollten dem Serienmaterial sehr ähnlich sein, da dieses für Testfahrten verwendet wird.

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Makro Pro nutzte den digitalen Workflow dafür, um ein innovatives Herstellungsverfahren für die Automobilbranche zu entwickeln. Die Herausforderung war, dass Echtleder nur schwer dehnbar ist. Gründer Matthias Krabel entwickelte das Konzept, Schaum dafür zu nutzen, das Leder biegsam zu machen. Mithilfe des 3D-Druckers wurden zuerst die Formen für das Verfahren gedruckt. Anschließend wurde die Form mit Leder ausgelegt und mit dem Schaum für die Formgebung ausgespritzt. Das gesamte Werkzeug wurde im Anschluss geschlossen und der Schaum konnte aushärten. So entstand die 3D-Optik des Leders.

Massenindividualisierung ist bei Autos gefragt

Die Implementierung des 3D-Drucks in Herstellungsprozesse bietet eine große Unterstützung bei der Nachfrage nach maßgefertigten Konsumgütern bis hin zur Erstellung von Montagevorrichtungen, Ausstattungen und Werkzeugen. Verwendet werden die Lederteile in der Automobilbranche beispielsweise für Sitzbezüge oder die Türverkleidung von Fahrzeugen. Die Branche interessiert sich besonders für die Technologie, da die Ausprägungen des Leders auf Wunsch der Kunden oft sehr filigran und kaum wahrnehmbar sind. Sie können nur durch die Genauigkeit der Low-Force-Stereolithografie (LFS) realisiert werden.

Dank des 3D-Drucks müssen Modelle und Bauteile nicht mehr bestellt werden. Sie können direkt vor Ort in wenigen Stunden oder gar Minuten gedruckt werden. Mehrere zusammengeschlossene Drucker können dabei eine Produktionsstraße bilden – der digitale Workflow hat das Potenzial die Fertigung zu verändern und für eine schnellere Markteinführung, eine höhere Flexibilität und mehr Individualisierung zu sorgen.

Beschleunigung von Arbeitsprozessen

Bei Makra Pro sind bis zu 18 3D-Drucker im Einsatz, die, je nach Auftragslage, rund um die Uhr Teile drucken, die danach gewaschen und ausgehärtet werden. Als innovatives Unternehmen wird auf schnelles Prototyping gesetzt. Mithilfe der 3D-Drucker können Prozesse wie Werkzeugentwicklung, Prototypenentwicklung und Vorserienfertigung verbessert und beschleunigt werden. So können aber nicht nur bestehende Prozesse verbessert werden, sondern auch neue Verfahren schneller ausgearbeitet und etabliert werden. So kann der 3D-Drucker die Entwicklung und Produktion von innovativen Produkten erleichtern und beschleunigen.

Meist sind die Endteile des Leders größer als sie der 3D-Drucker produzieren kann. Daher werden mehrere Teile gedruckt und am Ende zusammengesetzt. Dies erfordert viel Erfahrung und Feinmotorik. Die größte Form bei Makra Pro bestand aus 160 Einzelteilen.

Die additive Fertigung eignet sich im Allgemeinen für eine Reihe von Konstruktions- und Fertigungsanwendungen wie Prototyping, Herstellung von Werkzeugen und Gussmodellen sowie für Kleinserien, Brückenproduktion und die kundenspezifische Fertigung von Endteilen wie bei den Lederprodukten von Makra Pro.

Transformative Rolle des 3D-Drucks für die Individualisierung

Der 3D-Druck spielt eine transformative Rolle in der Individualisierung und filigranen Ausarbeitung von Endprodukten, die aus Leder bestehen. Er erleichtert und beschleunigt die Entwicklung und Produktion von innovativen Produkten. Bereits in vielseitigen Branchen wird der 3D-Druck eingesetzt, um bestimmte Ware kostengünstig, im eigenen Betrieb, skalierbar und on-demand herstellen zu können. Die additive Fertigung spielt dabei eine besondere Rolle, da sie ein unkompliziertes Personalisieren ermöglicht. Außerdem können mittels LFS-Technologie kaum sichtbare Musterungen in das Leder eingearbeitet werden. So kann ideal auf Kundenwünsche eingegangen werden. Besonders die Automobilbranche kann davon in Zukunft profitieren.

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