Für Industriedesigner

Das Genfer Kreativstudio und Design-Consulting-Unternehmen Stojan+Voumard bestätigte kürzlich die fünfachsige LASER-S-Baureihe als hochwertige Lösung für Industriedesigner. Im Zuge einer Forschungskooperation mit GF Machining Solutions entwarf Guido Lanari, Senior-Designer und Teamleiter für Computer Generated Imagery (CGI) bei Stojan+Voumard, ein Konzeptprodukt, um die Baureihe zu testen.

«Ich sehe Industriedesign als eine Verschmelzung von Kunst und Technik», erklärt Guido Lanari, der bereits Projekte für Bulgari, Rolex Baselworld, SIG und KitchenAid verwirklicht hat. «Wir verfügen über fundierte technische Kenntnisse bei Produktionsprozessen, zeigen aber stets auch Fingerspitzengefühl bei Ästhetik, Benutzererfahrung und Kommunikation.»

Herausforderungen konventioneller Verfahren
Während vielfach bewiesen wurde, dass Designinnovationen zu einer besseren Leistung des Produkts auf dem Markt führen, schränken vorhandene Methoden zur Oberflächentexturierung wie chemisches Ätzen die Designer bei der Vorhersagbarkeit des Oberflächendesigns und bei der Umsetzung von Nachhaltigkeitszielen ein. In der Vergangenheit verursachte die Lasertexturierung hohe Teilekosten. Dies ändert sich nun mit der LASER-S-Baureihe, da ihre Effizienz diese Technologie rentabler macht.

Beim chemischen Ätzen – das seit Langem bevorzugte Verfahren zur Texturierung von hochwertigen Teilen und Werkzeugen wie Spritzgussformen – werden Korrosionsmittel (Säuren) und zeitaufwendige Werkstückmaskierungen (Selektivität) für den Schicht-für-Schicht-Prozess eingesetzt. Da es sich beim chemischen Ätzen um ein arbeitsintensives manuelles Verfahren handelt, muss auch mit Bedienerfehlern gerechnet werden. Die Abhängigkeit von einer chemischen Reaktion erschwert ausserdem, geradlinige und konsistente Muster zu erzielen und diese über mehrere Produktionsläufe hinweg aufrechtzuerhalten – was auf Kosten der Masstoleranz gehen kann. Darüber hinaus sind die damit verbundenen Verfahren langsam und liefern nicht die von Industriedesignern und ihren Kunden angestrebten hochwertigen Oberflächen.

Testen der Lasertexturierung
Um die LASER-S-Baureihe auf die Probe zu stellen, beauftragte GF Machining Solutions Guido Lanari damit, ein Konzeptprodukt zu entwickeln, das eine Vielzahl an einfachen bis komplexen Oberflächeneigenschaften aufweist. Guido Lanaris Entwurf eines hochstilisierten 120 x 120 x 110 mm grossen Vogels sah bewusst unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben vor. Dazu gehörten ein 30°-Hinterstich von der Vorderseite bis zur Unter- und Innenseite des Werkstücks, doppelt gekrümmte Oberflächen und schwierig auszuführende, nahtlose Übergänge zwischen aufwendigen Oberflächengeometrien.

Zunächst wurde die Kontur aus einem 150-mm-Würfel aus Aluminium mit dem Ultra-Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum Mikron MILL X 600 von GF Machining Solutions geformt. Strategie und Ablauf der Bearbeitung waren dabei der Schlüssel zur Erreichung der von Guido Lanari angestrebten hohen Werkstückqualität: Ra 0,2 μm Oberflächengüte und keine einzige Rattermarke auf der Oberfläche.

Fehlerfreie Oberflächenveredelung mit der Lasertexturierung
Für die Oberflächenveredelung wurde die AgieCharmilles LASER S 1000 U ausgewählt. Dank der Präzision des Hochgeschwindigkeits-3D-Scansystems konnte die Lösung der Oberfläche des Werkstücks mit dem Laserfokus exakt folgen, wodurch sich die Gesamtbearbeitungszeit reduzierte und das Risiko von Qualitätsabweichungen beseitigt wurde.

Die Herausforderungen, die das Design an die Lasertexturierung stellte, reichten von extremen Bearbeitungsbedingungen bis hin zu komplexen geometrischen Oberflächentexturen, wie etwa einer Wabe. Eine weitere Vorgabe Lanaris bestand darin, einen 30°-Hinterstich sowie eine Werkstückinnenfläche mit sandgestrahlter Optik zu integrieren. Durch die allumfassende und eigens für diesen Zweck entwickelte GF-Laser-Workstation-Software – die leistungsstärkste auf dem Markt – gelang es, die geforderten Eigenschaften zu erreichen. Mit dieser digitalen Lösung können Industriedesigner ihre Aufträge detailliert vorbereiten und dank UV-Mapping zum Anbringen von Texturen sowie einer 3D-Simulation die einwandfreie Reproduktion ihrer Konzepte sicherstellen.

Insgesamt umfasste Guido Lanaris Entwurf drei verschiedene Texturen: eine komplexe Wabengeometrie, organische und geometrische Muster sowie eine sandgestrahlte Innenfläche, die durch Laserstrahlen entstanden ist.

Geometrische Muster, die ein modernes, innovatives Schnittkantenbild vermitteln, werden in der Produktdesignbranche zunehmend angefragt. Allerdings bedeuten geometrische Körnungen bei der Ausführung mit einer Standardtechnologie eine höhere Komplexität, denn jede einzelne Abweichung im Mapping-Prozess wird vom Endkunden bemerkt. Dieses Dilemma wird durch die Lasertechnologie von GF Machining Solutions gelöst. Sie bewältigt diese Komplexität und ebnet computergestütztem Design (CAD) und computergestützter Fertigung (CAM) den Weg in die Welt der Produktion. Diese innovativen Eigenschaften ermöglichen die herausragenden und hochqualitativen Leistungen der LASER-S-Baureihe.

Matte Produktoberflächen, die zukünftigen Produkten eine völlig neue Beschaffenheit verleihen, stehen ebenfalls auf der Wunschliste der Produktdesigner. Früher
wurden für matte Oberflächen Verfahren wie Sandstrahlen und chemisches Ätzen – zwei manuelle Verfahren mit hohem Fehlerrisiko – oder Senkerodieren (EDM), ein schwieriger Fertigungsprozess für grosse 3D-Bereiche, eingesetzt. Die LASER-S-Baureihe meistert diese Herausforderungen und liefert perfekte Strahlbearbeitungen bezüglich Kornposition und Homogenität, auch bei komplexesten 3D-Teilen.

Die Ausführung feiner Muster war eine weitere Aufgabe, für die Guido Lanari die Lasertechnik einsetzen liess – aus folgendem Grund: Die höchst präzise Anwendung derartig feiner Texturen auf komplexe Formen stellt eine Herausforderung im Produktdesign dar, bei der traditionelle und manuelle Verfahren an ihre Grenzen stossen. Die LASER-S-Baureihe hat sich bei der Umsetzung perfekter Bürstenmuster-Designs mit einwandfreier Reproduzierbarkeit der Kornposition bewährt. «Es ist interessant zu wissen, dass es Lösungen gibt, die uns ermöglichen, Grenzen zu durchbrechen. Als Designer sind wir auf innovative Verfahren angewiesen, und die Veredelung eines Produkts ist ein äusserst wichtiger Teil des Entwurfs. Gerade durch Veredelung wird die Qualität sichtbar», erklärt Guido Lanari. «Die Lasertexturierung schafft einen Mehrwert und gibt uns mehr Möglichkeiten, um grafische Designs in drei Dimensionen anzuwenden. Zu wissen, dass wir jetzt jede Art von Muster auf jede Art von Form anwenden können, öffnet der Kreativität definitiv zahlreiche Türen.»

Mit der neuen LASER-S-Baureihe erweitert GF Machining Solutions den Designspielraum bei kontrollierten Teilekosten. Marken und die zugehörigen Produktdesigner haben nun Zugang zu einer Technologie, mit der aktuelle und zukünftige Anforderungen bestens erfüllt werden können.

❱ Informationen und Kontakt: www.gfms.com/ch