Kundenerfolg: Fortlaufende Innovationen der Kohlefaser-3D-Drucktechnik bei Markforged mithilfe von SOLIDWORKS

Die Herausforderung bei Markforged

Die Herausforderung bei Markforged bestand darin, sich als 3D-Drucker-Produktionsfirma zu etablieren und zu erweitern. Erreichen wollte man dies durch die Erfindung und Innovation einer revolutionären kontinuierlichen Kohlenstofffaser-3D-Drucktechnik, die schnell qualitativ hochwertige Teile mit hoher Stärke produziert, die in geringen Stückzahlen stärker und kostengünstiger sind als Metallteile.

Wie viele Innovatoren entstammte die Inspiration von Markforged-Gründer und CEO Greg Mark für den weltweit ersten kontinuierlichen Kohlefaser-3D-Drucker der Notwendigkeit. Seine Erfahrung mit der Produktion von Kohlefaserflügeln für Rennwagen brachte ihn dazu, eine bessere Methode zur Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffen zu suchen. In Kombination mit der Notwendigkeit, dass Techniker schnell hochfeste Teile zur Hand haben müssen, erwies sich dieser Bedarf als Inspiration für die Verschmelzung der Kohlefaserproduktion und der 3D-Drucktechnologie – so wurde Markforged geboren.

Das Unternehmen hat den Status-quo in der 3D-Druckindustrie gestört, indem es Zugang zu fertigen Teilen in Produktionsqualität bietet, die die gleiche Stärke wie Metall aufweisen. Während andere 3D-Drucker zerbrechliche Repliken von Konstruktionen erzeugen, die in erster Linie für die Prototypenherstellung verwendet werden, erzeugen Markforged-Drucker Präzisionsteile, die so stark wie Metall sind, in kleinen Stückzahlen aber deutlich kostengünstiger.

Um schnell seine bahnbrechende Technologie zu entwickeln, effizient neue Produkte zu gestalten und das Unternehmen erfolgreich wachsen zu lassen, benötigte Markforged eine robuste 3D-Entwicklungsumgebung. Das Unternehmen entschied sich für SOLIDWORKS, erwarb die SOLIDWORKS Konstruktionssoftware und die SOLIDWORKS Premium Konstruktions- und Analysesoftware und implementierte das SOLIDWORKS PDM Produktdatenmanagement-System.

„Am Kauf von SOLIDWORKS bestand kein Zweifel“, betont Mark. „Wir haben SOLIDWORKS ausgewählt, weil wir glauben, dass es die größte Rendite bietet. Wir sparen mit SOLIDWORKS Zeit und Geld und realisieren schnellere Markteinführungszeiten. Da die Software einfach zu bedienen ist und an vielen Universitäten gelehrt wird, ist es einfach, Ingenieure einzustellen, die sofort einsatzbereit sind und ihren Beitrag leisten können.“

„SOLIDWORKS ist ein tolles CAD-Paket, weil es uns schnell macht“, fügt Mark hinzu. „Die Welt bewegt sich schnell und wir müssen schneller sein, um der Konkurrenz immer einen Schritt voraus zu sein. SOLIDWORKS ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal, denn wir können die Geschwindigkeit, die entscheidend für unseren Erfolg ist, beibehalten, während das Unternehmen wächst.“

Beschleunigung der Entwicklung eines Druckers, der sich selbst druckt

Durch die Verwendung von SOLIDWORKS konnte Markforged seine Entwicklungszyklen für neue Produkte auf weniger als sechs Monate verkürzen, deutlich schneller als die üblichen einjährigen oder anderthalbjährigen Entwicklungszyklen für die meisten technischen Hardwareprodukte. „In unserem Markt dreht sich alles um Geschwindigkeit und darum effizient zur richtigen Konstruktion zu gelangen“, erklärt Mark. „Es geht nicht nur darum, schnell etwas zu entwerfen, sondern darum, Prototypen zu erstellen, die Konstruktion zu verfeinern und Veränderungen vorzunehmen, ohne dabei Zeit oder Geld zu verschwenden. SOLIDWORKS bietet uns unglaubliche Geschwindigkeit, präzise Genauigkeit und eine stabile Entwicklungsumgebung für Konstruktionsänderungen. Kurz gesagt: SOLIDWORKS hilft uns, die optimale Konstruktion in weniger Zeit zu erreichen.“

„SOLIDWORKS unterstützt unseren iterativen Workflow“, erklärt Senior Mechanical Engineer Bennett Wilson. „Wir erfinden viel und erstellen viele Prototypen und oft durchlaufen wir Überarbeitungen eines einzigen Teils fünf Mal pro Tag. SOLIDWORKS passt gut zu unserem Ansatz. Wir haben tatsächlich Teile, die in SOLIDWORKS konstruiert wurden, auf einem unserer 3D-Drucker für den Einsatz in einem anderen 3D-Drucker gedruckt – der 3D-Drucker druckt also Teile von sich selbst.“

Neben der Verwendung der SOLIDWORKS 3D-Konstruktionsmöglichkeiten nutzt Markforged die Simulationswerkzeuge in der SOLIDWORKS Premium Software nicht nur zur Validierung von Konstruktionen, sondern auch zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Konstruktion. Zum Beispiel mussten während der Entwicklung des Mark X, des größten und modernsten 3D-Druckers des Unternehmens mit einer Genauigkeit von 50 Mikrometer, die Ingenieure die Größe der Baufläche des Druckers verdoppeln, seine Stärke erhalten und ein Durchbiegen vermeiden und dabei gleichzeitig das Gewicht reduzieren.

„Die Baufläche des Mark X ist doppelt so groß wie unsere bisherigen Konstruktionen, sie musste aber viel steifer sein, mit einer Verbiegung von weniger als drei Mikrometer unter Last“, erinnert sich Wilson. „Wir haben in SOLIDWORKS Premium Verschiebungsanalysen der Konstruktion mit verschiedenen Pocketing-Plänen durchgeführt, um das Gewicht zu reduzieren, bis wir die beste Kombination aus Steifigkeit und Gewicht gefunden hatten. Wir konnten diese Einsicht in Minuten statt Stunden gewinnen und eine Baufläche erstellen, die doppelt so groß und doppelt so steif ist wie frühere Versionen.“

Steigerung der Entwicklung mit SOLIDWORKS PDM

Markforged implementierte das SOLIDWORKS PDM System im Jahr 2016, um die rasante Entwicklung des Unternehmens inmitten des explosiven Wachstums zu unterstützen, zu verwalten und aufrechtzuerhalten. Während Unternehmen und Technikpersonal wachsen, bietet die SOLIDWORKS PDM Software die Versionskontrollen, formalisierten Workflows und Datenverwaltungs-Werkzeuge, die das Unternehmen benötigt, um einen größeren und kooperierenden Ansatz für die Entwicklung zu unterstützen.

„SOLIDWORKS PDM ist ein unschätzbares Werkzeug für uns“, sagt Wilson. „Da die Zahl der Produkte und Ingenieure weiter wächst, kann schnell die falsche Version in den Händen der falschen Person landen. SOLIDWORKS PDM sorgt dafür, dass wir immer an der richtigen Version arbeiten und häufiger und effektiver zusammenarbeiten können.“

Der Innovationszyklus bei Markforged hat sich nicht verlangsamt. Als Nächstes steht bei Markforged der Metal X für den 3D-Druck von Metallteilen an, ein neues Verfahren und Druckerdesign, das für viele seiner Kunden über einen weiteren schnellen Hardware-Entwicklungszyklus zugänglich ist.

Zusammenfassung