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3D-Druck-Bauteile von 1zu1 für den Kopfschutz Protos Integral

1zu1 fertigt Prototypen-Bauteile für die Protos GmbH additiv
3D-Druck-Bauteile für extreme Belastungen

Bei der Entwicklung von neuem Zubehör für den Kopfschutz Protos Integral setzt dessen Hersteller auf rasche Erfahrungswerte aus der Praxis. Die Testobjekte müssen daher robust, präzise und temperaturbeständig sein – eine Herausforderung für 3D-Druck-Bauteile. Das Dornbirner Unternehmen 1zu1 hat für das in den Helm integrierte LED-Licht und die Akku-Halterung 150 Vorserienelemente realisiert, die den Test bestanden haben.

Ob bei Waldarbeiten, am Berg, auf dem Bau oder Untertage: Neues Zubehör für den Kopfschutz Protos Integral muss so einiges aushalten. Daher werden die meisten Zusatzelemente in den Kopfschutz integriert. Werden einzelne Elemente wie die neue Go-Pro-Halterung oder der Akku für das Lupine-Licht direkt auf der Protosschale montiert, sind Präzision und Stabilität gefragt. Das beginnt schon in der Pilotphase mit Bauteilen aus dem Selektiven Lasersintern, wie Protos-Geschäftsführer Anton Pfanner erklärt: „Wenn der Prototyp am ersten Tag zu Bruch geht, kommen wir nicht weiter. Nur belastbare Teile liefern uns fundierte Rückmeldungen unserer Kunden.“ Genau die braucht es: Frühe, konstruktive Kritik beschleunigt die Zertifizierung der Spritzguss-Serienteile.

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1zu1 ist seit Anfang an kompetenter Partner bei der Entwicklung von neuen Komponenten für den weltweit ersten integralen Kopfschutz der Vorarlberger Firma Protos. Bild: Darko Todorovic

Konstante Materialqualität im 3D-Druck

Die Idee für den innovativen Kopfschutz kam Pfanner vor mehr als 20 Jahren. Für die Umsetzung brachte Protos-Mitentwickler Martin Greber die 3D-Druck-Spezialisten von 1zu1 ins Spiel. Seither wurde beinahe jedes der 146 Einzelteile erst als 3D-Druck-Prototyp getestet, geprüft und bis zum marktreifen Spritzgussteil optimiert. Schon die Vorserienteile müssen elastisch sein und zugleich starkem Druck, Minusgraden und Hitze standhalten. Hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften erfordern spezielle Expertise beim Material und in der Produktion. „Außer 1zu1 konnte bisher niemand SLS-Teile in dieser Güte liefern – immer fristgerecht. Da wird nichts spröde, die funktionieren sogar zehn Jahre später noch einwandfrei“, betont Greber.

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Protos-Geschäftsführer Anton Pfanner und Entwickler Martin Greber setzen seit Jahren auf die Expertise und Zuverlässigkeit des 3D-Druck-Spezialisten 1zu1. Bild: Protos Integral

Die Zuverlässigkeit von 1zu1 machte sich auch bei der jüngsten Neuentwicklung bezahlt. Für LED-Licht und Akku wurden zwei Befestigungselemente benötigt: eines vorne, eines hinten. Beide möglichst unauffällig, benutzerfreundlich an- und abmontierbar und auf Anhieb einsetzbar. „Protos sorgte für die optimale Form, wir für die Funktionalität und Optik“, berichtet 1zu1-Projektmanager Sebastian Fink. Damit die Schnapplösung zur Anbringung am Kopfriemen bzw. an den Lüftungsschlitzen auch im Extremfall problemlos funktioniert, sind präzise und stabile Teile nötig.

Klimastabile Räume für die SLS-Anlagen

„Modernste SLS-Anlagen sind nur die Basis. Um das maximale Potenzial der 3D-Druck-Technologie auszuschöpfen, drehen wir an allen Stellschrauben“, verrät Fink. 1zu1 hat durch die jahrelange Optimierung der Produktionsprozesse die Voraussetzungen für vollumfänglich einsetzbare 3D-Druck-Teile geschaffen. Klimastabile Räume mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit garantieren minimale Schwankungen und sorgen auch bei der Veredelung für eine hohe Wiederholgenauigkeit. Denn für einen möglichst unscheinbaren Look färbte 1zu1 die beiden Halterungen mittels Heißdruckimprägnieren ohne Maßhaltigkeitsverluste schwarz ein.

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Das High-Tech-Unternehmen 1zu1 realisierte für den innovativen Kopfschutz Protos Integral vollfunktionstaugliche Licht- und Akkuhalterungen im 3D-Druck. Bild: Darko Todorovic

150-Vorserienelemente wurden 3D-gedruckt

Die fünf nach gerade einmal vier Werktagen gelieferten Exemplare überzeugten Greber restlos. Nach internen Belastungstests und Messungen im Labor gab er jeweils 150 Stück in Auftrag. Damit konnte das Extra-LED-Licht schon eine Woche später von Pilotkunden auf Herz und Nieren geprüft werden. „So ein Prototyp ist die ideale Basis. Wir erhalten profunde Resultate ganz ohne große Investitionskosten und können so gleich mehrere Entwicklungsschritte überspringen. Das spart Zeit und Geld“, ist der Protos-Entwickler überzeugt.

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1zu1-Projektmanager Sebastian Fink war für die reibungslose Produktion der 150 einsatzfähigen Licht-Nachrüstsätze für den Protos Integral verantwortlich. Bild: 1zu1

Nach dem Probelauf und etwaigen Adaptionen wird er einen letzten Prototypen für die Vorzertifizierung bestellen – damit es später keine Überraschungen gibt. „Wir profitieren enorm von den hohen Standards bei 1zu1. Die Festigkeit der SLS-Teile reicht sehr nah an Spritzguss heran und erlaubt uns so etwas wie eine Realsimulation des Zertifizierungsverfahrens“, schildert Greber. Sobald die Vorzertifizierung grünes Licht gibt, setzt Martin Greber die spritzgussgerechte Konstruktion der Elemente um.

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Die robusten und zugleich elastischen 3D-Druck-Bauteile überzeugen mit ihrer hohen Materialqualität selbst beim Einsatz im Extremfall am Berg, am Bau und Untertage. Bild: Darko Todorovic

Partnerschaft auf Augenhöhe

Im Sommer soll die Serienproduktion starten. Wenn alles nach Plan läuft, werden bald tausende Licht-Zubehörsets das Protos-Werk in Koblach verlassen und die Dunkelheit im Wald, am Berg oder tief unter der Erde erhellen. Derzeit werden über 100.000 Exemplare pro Jahr produziert, bei deren Montage Protos ebenfalls auf einfache Vorrichtungen aus dem 3D-Drucker setzt. Seit der Markteinführung im Jahr 2012 hat sich einiges getan. Inzwischen ist der Protos weltweit die Nummer Eins für schützenswerte Köpfe. Um den Vorsprung und das hohe Niveau zu halten, wird 1zu1 wohl noch so einige Entwicklungen mit soliden 3D-Druck-Teilen möglichst nah am fertigen Produkt umsetzen.

 


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