Zurück zu den Suchergebnissen

Fallstudien aus dem Bildungsbereich

3D-Druck sorgt für praktische Lernerfahrungen und eine bessere Zukunft

Mit 3D-Druck können Entwickler von heute und Wissenschaftler, Ingenieure und Designer von morgen in Laboren und Unterrichtsräumen die Herausforderungen unserer Welt angehen.

Die University of Alabama in Huntsville verwendet Stratasys FDM-Maschinen

Stephen Collins, ein Spezialist für Prototypenentwicklung an der University of Alabama in Huntsville, hatte ein beneidenswertes Problem. Als an der prestigeträchtigen Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik im Laufe von zehn Jahren die Zahl der Studenten von 200 auf 1.000 anwuchs, stieg die Nachfrage nach seiner Arbeit ins Unermessliche.

Collins betreut die mehr als 1100 qm große universitätseigene Fertigungswerkstatt für Studenten, die über eine Vielzahl an computergestützten und manuellen Anlagen verfügt, mit denen die Studenten eine Vielzahl von Prototypen für eigene sowie durch öffentliche und private Partnern wie die NASA, die US-Armee und BAE Systems finanzierte Projekte herstellen.

Aufgrund der Neuimmatrikulationen stieg nicht nur die Anzahl an Prototypen, sondern der Bedarf an komplexen geometrischen Modellen – mithilfe herkömmlicher Herstellungsmethoden ebenso schwierig wie zeitaufwändig zu fertigen – wuchs zunehmend.

Die University of Alabama in Huntsville verwendet Stratasys FDM-Maschinen

Collins war mit dem 3D-Druck und der FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling) seit der Einführung vertraut und wandte sich schließlich an Fortus® 3D Production Systems, um die Kapazitätsprobleme zu lösen. “Wir haben uns auch über alle anderen Hersteller und Systeme informiert. Letztlich war unsere Entscheidung jedoch einfach”, so Collins. “Uns war klar, dass wir diese einmalige Finanzierungsgelegenheit optimal umsetzen mussten.”

Seit dem Erwerb des Fortus 3D-Produktionssystems ist Collins von den Ergebnissen begeistert. “Die Studenten profitieren von der einfachen Handhabung und erhalten rund um die Uhr außerordentlich präzise und funktionale Modelle. Dies entspricht einer zweiten und dritten unbesetzten Schicht an unserem Fertigungsstandort.”

Hervorragende Studentenentwürfe dank Fortus

Die University of Alabama in Huntsville verwendet Stratasys FDM-Maschinen

Die letzten Entwurfsprojekte der Studenten ließen die erheblichen Vorteile des Fortus 3D-Produktionssystems erkennen. Ein Beispiel hierfür ist die University Student Launch Initiative (USLI). Bei diesem von der NASA gesponserten internationalen Wettbewerb sollen die Studententeams eine Nutzlast entwickeln, fertigen und in eine vorgegebene Höhe schießen. Das Team der Universität, Charger Rocket Works, verlässt sich aus einer Reihe von Gründen bei der Projektentwicklung auf das Fortus 3D-Produktionssystem:

  • Zeit. Der Zeitrahmen ist eng gesteckt, und die Möglichkeit, die verschiedenen Modelle in unterschiedlichen Größen mit dem Fortus 3D-Produktionssystem schnell zu fertigen, gab dem Team den Raum, sich auf die Entwicklung, den Entwurf und die wissenschaftlichen Aspekte des Verfahrens zu konzentrieren.
  • Komplexität der Konstruktion. Beim Entwurf der diesjährigen Nutzlast handelt es sich um ein zeitgemäßes Nachfolgemodell der Gemini-Raumkapsel, das für kommerzielle, bemannte Raumflüge entwickelt wurde. Das Team führt die grundlegenden aerodynamischen Tests für einige der Flugeigenschaften der am ursprünglichen Entwurf vorgenommenen Änderungen und Ergänzungen durch. Das Modell muss eine Präzision aufweisen, die mit den herkömmlichen Fertigungsmethoden für Raketenmodelle wie z. B. dem Spritzgussverfahren nicht erreicht werden kann. Zudem entwickelt das Team mit Fortus gefertigte Flügel aus ABS-Kunststoff, die über Metalleinlagen verfügen und weit höheren Belastungen widerstehen als die meisten Raketen.
  • Wow-Faktor. Bei einem kürzlich erfolgten Start in kleinerem Rahmen waren viele Teilnehmer und Zuschauer von den Modellen der Studenten beeindruckt und bescheinigten dieses “eine revolutionäre Arbeitsweise”.

Brücken zu zukünftigen Arbeitgebern

Die University of Alabama in Huntsville verwendet Stratasys FDM-Maschinen

Ein zusätzlicher Vorteil des Fortus 3D-Produktionssystems waren die Anfragen von Unternehmen und anderen Organisationen an die Universität, diese beim Fertigen von Prototypen zu unterstützen. “Offensichtlich hatte es sich unsere Maschine schnell herumgesprochen, und wir hatten bereits Anfragen, lange bevor wir auf derartige Geschäftsbeziehungen vorbereitet waren”, so Stephens. “Mittlerweile haben wir mit der NASA, der US-Armee, BAE Systems und anderen Organisationen zusammengearbeitet, die es vorziehen, ungenannt zu bleiben.”

Die Studenten in Huntsville helfen privaten Investoren mit den Fortus 3D-Produktionssystemen bei der Entwicklung eines Feuersensors für unbemannte Helikopter, die in entlegenen Waldgebieten Waldbrände – und sogar Gewehrschüsse – erkennen können. Bei einem anderen, mit dem Fortus 3D-Produktionssystem für ein privates Unternehmen entwickelten Prototyp handelt es sich um einen komplexen Fahrzeugmechanismus mit einem geschätzten Marktwert von über 280 Milliarden Dollar.

Stephens bemerkt, dass die finanziellen Vorteile dieser Partnerschaften wertvoll sind, es sich für die Studenten jedoch nicht nur um eine hervorragende Gelegenheit handelt, mit externen Ingenieuren zusammenzuarbeiten, sondern dass diese zudem bereits mit einem Bein im Betrieb ihres zukünftigen Arbeitgebers stehen.

“Nachdem sich unsere Möglichkeiten erst einmal herumgesprochen hatten, konnten wir dank des Fortus-Systems Partnerschaften aufbauen, die ansonsten nie zustande gekommen wären. So können wir die Beziehungen zu unseren Studenten, den Dozenten und den Partnern aus Forschung und Entwicklung aufrecht erhalten, verbessern und ausbauen.”

Und hinsichtlich der Leistung folgert Stephens: “Das Fortus-System bietet die für unsere Anforderungen ideale Balance aus Funktionalität, Materialauswahl und Betriebskosten. Wir könnten über unsere Entscheidung nicht glücklicher sein.”

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.