Elektrifizierung und Automatisierung haben sich rasant entwickelt. Zu den am häufigsten eingesetzten Schutzeinrichtungen zählen Kompaktleistungsschalter (MCCBs), die für ihren zuverlässigen Überlast- und Kurzschlussschutz bekannt sind. MCCBs sind kompakt, strukturell komplex und branchenübergreifend unverzichtbar. Daher sind Prototyping und Tests für die Produktentwicklung von entscheidender Bedeutung.
Traditionell setzten Gerätehersteller auf Silikonbeschichtungsverfahren oder CNC-Bearbeitung, um Prototypen zur Verifizierung herzustellen. Diese Methoden waren jedoch mit langen Verarbeitungszyklen und hohen Kosten verbunden. Für Unternehmen, die jährlich Dutzende oder sogar Hunderte neuer Produkte produzieren, wurde dieser Ansatz zu einem erheblichen Engpass.
Ein weltbekannter Kunde von TPM3D, einem führenden Anbieter intelligenter Energielösungen, stand genau vor dieser Herausforderung.
Kundenprofil
Der Kunde ist ein globaler Anbieter intelligenter Energielösungen mit einem Jahresumsatz von über 80 Milliarden RMB und Niederlassungen in über 140 Ländern und Regionen. Sein Portfolio umfasst Stromverteilung, Endgeräte, Motorsteuerungs- und Schutzgeräte sowie industrielle Automatisierungssysteme.
Um Innovationen zu beschleunigen, hat das Unternehmen die TPM3D P360 Laser-Sinter-System kombiniert mit einem Teile- und Pulververarbeitungsstation (PPS) für Forschung und Entwicklung sowie die Probeproduktion seiner Niederspannungs-Elektrogeräte.
Produktentwicklung mit SLS 3D-Druck
Das Unternehmen entwickelt und produziert mehr als 10,000 neue Elektroprodukte jährlich, was schnelles Prototyping und häufige Überprüfung erfordert. Mit TPM3Ds P360-System, stellen sie nun funktionale Prototypen wie MCCB-Gehäuse und andere Strukturkomponenten direkt mit selektivem Lasersintern (SLS) her.
Nach dem Drucken wird jedes Muster einer Montageprüfung und einer Reihe von Funktionstests unterzogen, darunter:
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Krafttest
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Langverzögerungstest
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Isolationsprüfung
Die Genauigkeitsanforderungen für die Montageprüfung sind so hoch wie ± 0.2 mm, und SLS-Teile erfüllen diesen Maßstab durchweg.
Als Materialien verwendet der Kunde Precimid1172Pro GF30 – ein von TPM3D entwickeltes, mit 30 % Glasperlen verstärktes Nylon 12. Es bietet hervorragende Festigkeit, Schlagfestigkeit und Isolationseigenschaften. Testergebnisse bestätigten:
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Thermische Verformungstemperatur: bis zu 184.4 °C
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Gedruckte MCCB-Gehäuse konnten 80 °C für 4 Stunden in einem Thermostat ohne Verformung standhalten und erfüllten damit die Anforderungen für Langzeittests vollständig.
In der Praxis weisen MCCB-Gehäuse, die im SLS-Verfahren hergestellt werden, eine Leistung auf, die mit Spritzgussteilen vergleichbar ist, was ihre Eignung sowohl für die Prototypenentwicklung als auch für Funktionstests bestätigt.
Umweltfreundliche Produktion
Neben dem P360-System implementierte der Kunde TPM3Ds Teile- und Pulververarbeitungsstation (PPS), wurde 2018 als erstes seiner Art in Asien eingeführt. PPS integriert:
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Teilereinigung
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Pulverrecycling und -mischung
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Pulverzufuhr und -sammlung
Durch diese Automatisierung entfallen viele manuelle Vorgänge, die sonst zeitaufwändig, unsicher und staubbelastend wären. PPS ist außerdem nach den nationalen Standards für Staubexplosionsschutz der Zone 22 zertifiziert und verfügt über die internationale CE-Zertifizierung, die sowohl Sicherheit als auch Umweltschutz gewährleistet.
Das Ergebnis ist eine saubere, aufgeräumte und effiziente Werkstattumgebung, die die Sicherheit der Bediener deutlich verbessert.
Kostensenkung und Effizienzsteigerung
Die Umstellung auf SLS-3D-Druck hatte dramatische Auswirkungen:
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Vor SLS:
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Das Prototyping per CNC oder die ausgelagerte Silikonbeschichtung dauerte 5–6 Tage.
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Jedes MCCB-Gehäuse kostet etwa 4,000 RMB/Set.
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Mit TPM3D P360:
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Teile sind in nur 48 Stunden testbereit – eine Zeitersparnis von über 60 %.
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Kostenreduzierung auf unter 700 RMB/Set – eine Reduzierung um über 80 %.
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Im Durchschnitt erreicht der Kunde jetzt 2–3 Vollkammerdrucke pro Woche, was zu erheblichen Einsparungen führt – etwa 700,000 RMB jährlich – und gleichzeitig den F&E-Durchsatz steigert.
Kundenfeedback
„Das P360-System von TPM3D ist komfortabel und schnell; PPS reduziert manuelle Eingriffe und erreicht gleichzeitig eine hohe Verarbeitungseffizienz von Teilen und Pulver. Die Lösung spart Zeit und Kosten und sorgt für Sauberkeit und Sicherheit in der Umgebung.“
Fazit
Durch die Übernahme von TPM3D P360 Lasersintersystem und PPSDer weltweit führende Energieversorger hat seinen Forschungs- und Entwicklungsprozess für Niederspannungsgeräte umgestaltet. Die integrierte Lösung beschleunigte nicht nur die Produktentwicklung und senkte die Kosten, sondern sorgte auch für eine sauberere, sicherere und nachhaltigere Produktionsumgebung.
Für eine Branche, in der Geschwindigkeit, Präzision und Sicherheit von größter Bedeutung sind, erweist sich der SLS-3D-Druck als bahnbrechend.
