Individuell design – producerad i serie: GROHE inleder en ny era inom armaturtillverkning med 3D-metallutskrift.

Utmaning

Den centrala utmaningen vid utvecklingen av individuella, innovativa armaturdesigner var att bibehålla den världskända GROHE-kvaliteten och omsätta den till en 3D-metallutskriftsprodukt. I fokus stod renhållningen av vattnet, dvs. det använda pulvermaterialet måste uppfylla färskvattenförordningarna och vara kvalificerat för additiv tillverkning. Dessutom måste termisk deformation tas i beaktande redan före tillverkningen. På grund av de höga kraven på ytorna ska eventuellt nödvändiga efterarbeten dessutom reduceras till ett minimum.

Lösning

Under flera år har design- och utvecklingsteamet hos GROHE arbetat intensivt med 3D-metallutskrift och byggt upp stor expertis inom teknologin och materialkvalificeringen. I januari 2018 föll slutligen valet på två exemplar av TRUMPFs medelstora maskiner TruPrint 3000. För utveckling av badarmaturer utvecklades en egen metod med en speciell formel för metallpulvret som hade kvalificerats hos GROHE. GROHE fick egna patent med hänsyn till dricksvattengodkännandet. 

Genomförande

De två designerna på GROHE Icon 3D-armaturerna tillverkas i småserier med 6 000 timmar maskinkörtid per år. För detta kör TruPrint 3000 i treskiftsdrift med full kapacitet. Det finns plats för två armaturer i varje utskriftsprocess i TruPrint 3000 och byggs upp av ungefär 4 700 lager, där varje lager är 0,06 mm tjockt och består av rostfritt stål eller en mässinglegering. Väggarna är 1 till 1,5 mm tjocka, smältpunkten är som lägst 1 400 °C. Efter utskriften bearbetas komponenten mekaniskt på en CNC-fräsmaskin. Slutligen utförs de manuella slipnings- och poleringsarbetena som ett sista steg i ytbearbetningen. Medan en konventionell tillverkningsprocess kräver 4,5 månader från konstruktion av vattnets flödeskoncept till montering av komponenterna kan hela utvecklings- och tillverkningsstegen som krävs för 3D-utskrift genomföras på 52 timmar. 

Framtidsutsikter

Hos GROHE initierar 3D-metal printing ett nytt sätt att tänka när det gäller produktutveckling och tillverkning. Det innebär att man kan tänka nytt beträffande designmöjligheter och kundanpassningar kan effektivt implementeras, till exempel för arkitekturprojekt. Additiv tillverkning är även intressant när det gäller hållbarhet. Metoden är resurssnål och använder endast så mycket material som behövs. Komponenter som utlopp och handtag kan tillverkas avsevärt tunnare och därmed sparas material. Om man jämför 3D-utskriftsvarianten av GROHE Allure Brilliant Armatur med den analoga föregångaren av mässing så har vikten reducerats med ungefär 55 %. ”Den additiva gnistan" löper för närvarandegenom hela organisationen”, säger Thorsten Schollenberger, vVD Industrial Engineering, EHS & hållbarhet, hos GROHE. Schollenberger rapporterar att det hålls många workshops på GROHE med målet att hitta nya produkter och tillämpningar som kan skrivas ut baserat på nya material. Han säger att det finns inom företaget liknande projekt för användning av 3D-utskrifter för verktygstillverkning.