Wenn Skalierbarkeit von Konsistenz abhängt
Shapeways treibt die Drohnenproduktion voran
Shapeways produziert Drohnenschwarm mit Next Polymer Platform vor der Markteinführung
Die Herstellung einer einzigen Drohne ist eine Herausforderung. Ganz anders verhält es sich, ein Fertigungssystem zu entwickeln, das Hunderte von Drohnen produzieren kann, die sich als Teil einer synchronisierten Flotte zuverlässig verhalten müssen. Genau dieser Herausforderung widmet sich Shapeways mit der nächsten Generation der EOS-Polymertechnologie. Vor dem offiziellen Marktstart der Plattform evaluiert Shapeways das neue EOS-System für PA12-Komponenten, die in Drohnen für großflächige Lichtshows aus der Luft eingesetzt werden. Die Anwendung bietet ein anspruchsvolles, praxisnahes Umfeld, in dem Wiederholbarkeit, Prozessstabilität und Produktivität direkten Einfluss auf die Skalierbarkeit haben.
Für Shapeways spiegelt das Projekt auch einen umfassenderen Wandel in der Fertigung wider. Unternehmen, die Hardware der nächsten Generation entwickeln, müssen zunehmend schneller von der Entwicklung zur industriellen Produktion übergehen und gleichzeitig flexibel genug bleiben, um ihre Produkte weiterzuentwickeln, schwankende Produktionsmengen zu bewältigen und sich nicht zu früh auf starre Fertigungsprozesse festzulegen.
Shapeways hat seinen Hauptsitz in Eindhoven, Niederlande, im Herzen der Brainport-Region und ihres Hardware-Ökosystems. Das Unternehmen unterstützt Firmen bei der Industrialisierung und Skalierung von Hardware der nächsten Generation. Shapeways' Fertigungsmodell vereint Produktionstechnologien, digitale Workflows, Prozesskompetenz, Nachbearbeitung und Qualitätssicherung, um das notwendige Fertigungssystem für die Serienproduktion von der Entwicklung bis zur Serienfertigung zu schaffen. Die EOS SLS-Technologie ist dabei ein wesentlicher Bestandteil.
Wenn Fertigungskonstanz zur Maschinenleistung wird
Drohnen-Lichtshows stellen eine besondere Herausforderung für die Fertigung dar, da die Drohnen nicht unabhängig voneinander operieren. Hunderte von Einzeldrohnen fliegen gemeinsam, folgen koordinierten Flugbahnen mit hoher Positionsgenauigkeit und reagieren auf dieselben Steuereingaben. Mit zunehmender Flottengröße können selbst kleine Abweichungen zwischen den Komponenten immer bedeutsamer werden. Unterschiede in Geometrie, mechanischen Eigenschaften oder Gewicht können das Flugverhalten einer einzelnen Drohne beeinflussen. Wenn Hunderte von Drohnen präzise Positionen relativ zueinander halten müssen, ist die Konsistenz des Fertigungsprozesses direkt mit der Leistung des Gesamtsystems verknüpft.
„Die Herausforderung besteht nicht darin, eine einzige erfolgreiche Drohne zu entwickeln“, erklärt Jules Witte, COO von Shapeways. „Die Herausforderung besteht darin, Hunderte von Drohnen herzustellen, die sich im Flug identisch verhalten. Diese hohe Konsistenz ermöglicht letztendlich den skalierbaren Einsatz synchronisierter Drohnenschwärme.“ Für Shapeways ist die Anwendung daher ein besonders relevantes Beispiel für industrielle additive Fertigung. Skalierbarkeit bedeutet nicht einfach nur Produktionssteigerung. Es geht darum, einen Fertigungsprozess zu etablieren, der auch bei steigenden Produktionsmengen vorhersehbare Eigenschaften und Qualität gewährleistet.
Schaffung eines direkteren Weges von der Entwicklung zur Produktion
Die Entwicklung von Hardware der nächsten Generation verläuft selten geradlinig vom Prototyp zur Serienproduktion. Produkte entwickeln sich im Laufe der Tests weiter. Designs ändern sich, sobald Ingenieure aus den Erfahrungen im realen Einsatz lernen. Die Produktionsmengen steigen schrittweise, und Unternehmen benötigen die Flexibilität, sich anzupassen, ohne den Fertigungsprozess bei jeder Hardwareänderung neu starten zu müssen. Selektives Lasersintern (SLS) bietet in diesem Umfeld einen entscheidenden Vorteil, da komplexe Polymerbauteile ohne spezielle Werkzeuge hergestellt werden können. Designänderungen lassen sich über das digitale Modell einbringen, sodass sich der Fertigungsprozess parallel zum Produkt weiterentwickeln kann. Für dynamische Märkte wie Drohnen und UAVs ermöglicht dies einen kontinuierlicheren Übergang zwischen Entwicklung, Validierung und Produktion.
Anstatt Prototyping und Fertigung als getrennte Phasen zu betrachten, nutzt Shapeways digitale Fertigung, um Produktionsprozesse zu etablieren, die mit der Anwendung mitwachsen. Kunden können Designs validieren, frühe Serien produzieren und die Stückzahlen steigern, ohne dass automatisch ein Wechsel der Fertigungstechnologie oder größere Investitionen in Werkzeuge erforderlich sind. Diese Flexibilität ist zentral für Shapeways' Ansatz zur Industrialisierung von Hardware der nächsten Generation: Die Fertigung wird anhand der Produktanforderungen ausgewählt und weiterentwickelt, wodurch ein klarer Weg zu einer wiederholbaren Produktion bei steigender Nachfrage geschaffen wird.
Wiederholbarkeit als Grundlage für Skalierung
Bei synchronisierten Drohnenschwärmen ist Wiederholbarkeit nicht nur ein Qualitätsmerkmal. Sie gewährleistet ein vorhersehbares Verhalten der gesamten Flotte. Die nächste Polymerplattform erfüllt diese Anforderung durch eine Kombination aus großen Bauvolumen Das System zeichnet sich durch bewährte Prozessleistung und einen deutlich höheren Durchsatz aus. Im Drohneneinsatz wurde eine Produktivitätssteigerung von 40 % gegenüber dem Vorgängersystem erzielt. Gleichzeitig konnte die Fertigungszeit pro Bauteil von ca. 8 auf 6 Minuten reduziert werden. Dadurch kann Shapeways die Kapazität erhöhen und gleichzeitig die für den synchronisierten Schwarmbetrieb erforderliche Wiederholgenauigkeit beibehalten. Diese Kombination aus Produktivität und Konsistenz ist ein entscheidender Faktor für die Skalierung von Drohnenflotten und die Deckung des zukünftigen Bedarfs.
Für Shapeways gilt dasselbe Prinzip für die gesamte Bandbreite an Hardware der nächsten Generation, die das Unternehmen unterstützt. Ein robuster Industrialisierungsprozess muss Designfreiheit mit der Prozessstabilität und den Qualitätskontrollen verbinden, die für eine sichere Serienfertigung einer Anwendung erforderlich sind. Diese Flexibilität ergänzt die Produktivitätssteigerungen der Plattform und ermöglicht eine skalierbare Produktion für unterschiedlichste Kundenanforderungen. Jules Witte erklärt: „Die EOS-Technologie ist ein wesentlicher Bestandteil unserer Fähigkeit, langlebige Nylon-Teile in Serienqualität im industriellen Maßstab herzustellen. Die Kombination aus zuverlässigen Industriesystemen, reproduzierbaren Ergebnissen und flexibler Fertigungskapazität unterstützt die vielfältigen Anwendungen unserer Kunden.“
Industrialisierung der nächsten Hardware-Generation
Das Drohnenprojekt verdeutlicht einen grundlegenden Wandel in der Rolle der additiven Fertigung. Die Herausforderung besteht nicht mehr nur darin, die erfolgreiche Herstellung eines komplexen Bauteils nachzuweisen, sondern einen Fertigungsprozess zu etablieren, der wiederholt, effizient und in den erforderlichen Stückzahlen die gleiche Leistung erbringt, wenn eine Anwendung in Richtung industrieller Produktion übergeht. Bei synchronisierten Drohnenflotten wird diese Anforderung besonders deutlich. Mit der Skalierung der Produktion von wenigen Einheiten auf Hunderte von Drohnen wird die Konsistenz von Geometrie, Gewicht und mechanischer Leistung entscheidend für das Verhalten des Gesamtsystems. Das bedeutet, dass eine Steigerung der Produktionsmenge allein nicht ausreicht; der Fertigungsprozess selbst muss skalierbar sein, ohne dass Schwankungen entstehen, die die Leistung beeinträchtigen könnten.
Hier übernimmt Shapeways eine umfassendere Rolle als nur die Bereitstellung von Zugang zur additiven Fertigung. Das Unternehmen arbeitet mit seinen Kunden zusammen, um Hardware der nächsten Generation zu industrialisieren und Produktionstechnologie, Prozessentwicklung, Qualitätssicherung, digitale Arbeitsabläufe und skalierbare Fertigungskapazitäten in einem Produktionssystem zu vereinen, das sich mit dem Produkt weiterentwickeln kann. Die EOS-Technologie ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Systems. Ihre industriellen SLS-Plattformen bieten die Prozessstabilität, Wiederholgenauigkeit und Produktivität, die Shapeways benötigt, um Anwendungen über die Entwicklungsphase hinaus zu bringen und einen zuverlässigen Weg zur Klein- und Mittelserienfertigung zu ebnen.
„Wenn Kunden von Entwicklungsprogrammen zu größeren Produktionsvolumina übergehen, benötigen sie Fertigungspartner, die mit ihnen skalieren können“, sagt Witte. „Die Kombination aus gleichbleibender Qualität und gesteigerter Produktivität bildet die Grundlage für den Erfolg dieser Projekte.“ Für Shapeways geht es bei der Evaluierung der nächsten Generation der EOS-Polymertechnologie daher um mehr als nur um die Steigerung der Maschinenproduktivität. Es geht darum, das Fertigungssystem hinter der Hardware der nächsten Generation zu stärken und die Prozessfähigkeit, Wiederholgenauigkeit und Produktionskapazität zu schaffen, die erforderlich sind, um neue Anwendungen zu industrialisieren und mit der steigenden Kundennachfrage zu skalieren.
Lichtshow-Drohnen
Ergebnisse auf einen Blick:
- 40 % höhere Produktivität im Vergleich zum Vorgängersystem
- Die Fertigungszeit pro Teil wurde von 8:45 auf 6:14 Minuten reduziert.
- Skalierbare, wiederholbare Produktion von langlebigen PA12-Teilen für synchronisierte Drohnenschwärme
- Identisches Teilegewicht und identische Geometrie für vorhersagbares Flugverhalten
- Gleichbleibende Produktionsqualität über die gesamte Bauvolumen
- Werkzeugfreie Flexibilität vom Prototyp bis zur Endproduktfertigung
- On-Demand-Fertigung durch digitale Lagerbestände ermöglicht
Kurzprofil von Shapeways
Shapeways ist ein digitaler Fertigungspartner, der sich auf Hardware der nächsten Generation für Robotik, Drohnen, Medizintechnik, Elektronik, Verteidigung und Industrieanlagen spezialisiert hat. Durch die Kombination fortschrittlicher Fertigungstechnologien mit einem flexiblen Komplettservice ermöglicht Shapeways einen nahtlosen Übergang von der Prototypenentwicklung zur skalierbaren Serienproduktion – ganz ohne Werkzeugkosten.
Weitere Informationen: https://shapeways.com
