SLS-3D-Drucker verkürzt Time-to-Market für Drohnen bei PMRobotics von 3 Jahren auf 9 Monate
Drohnen gehören zu den am schnellsten wachsenden Bereichen der Fertigungsindustrie – doch der Markt ist stark fragmentiert. Neben globalen Schwergewichten wie DJI oder Skydio behaupten sich zahlreiche kleine und mittelständische Hersteller mit spezialisierten Nischenlösungen. Einer dieser erfolgreichen Newcomer ist der Schweizer Hersteller PMRobotics. Der entscheidende Wettbewerbsvorteil: eine drastisch verkürzte Entwicklungszeit neuer Modelle durch den Einsatz von Selective Laser Sintering (SLS) 3D-Druck.
Mit der Fuse Series von Formlabs konnte PMRobotics den Zeitraum von der ersten Konzeptidee bis zur Markteinführung eines neuen Drohnenmodells von fast drei Jahren auf nur neun Monate reduzieren. Möglich wurde dies durch die durchgängige Nutzung von SLS-3D-Druck – von funktionsfähigen Prototypen bis hin zu finalen Bauteilen und Fertigungshilfen.
Automatisierung und 3D-Druck senken Betriebskosten und beschleunigen den Entwicklungsprozess
Für kleine Drohnenhersteller kann der Weg von der Idee bis zum fertigen Produkt schnell unüberwindbar erscheinen. Neben hohen Investitionen in Software, Hardwareentwicklung und Fertigungskapazitäten erfordert die Herstellung leistungsfähiger Drohnen auch ein agiles Team mit breitem Fachwissen. PMRobotics setzt deshalb auf ein schlankes, hochqualifiziertes Kernteam und ergänzt gezielt automatisierte Fertigungslösungen, um die Produktionskapazität bei Bedarf flexibel zu erweitern.
Die größte Herausforderung: Automatisierungslösungen müssen sich nahtlos an neue Designs und Bauteiländerungen anpassen lassen, ohne den kleinen Betrieb zu überlasten. Früher bedeutete das für PMRobotics zeitaufwendige Handarbeit: komplexe Halterungen aus gefrästen Holz- und Glasfaserteilen mussten in vielen kleinen Segmenten verklebt und passgenau zusammengesetzt werden. Diese manuelle Fertigung für Prototypen, Tests und Produktionshilfen verlängerte den Entwicklungszyklus neuer Drohnen um Monate.
Der Einstieg in den 3D-Druck brachte zwar erste Verbesserungen, doch die eingesetzte Fused Deposition Modeling (FDM)-Technologie konnte weder die erforderliche Festigkeit noch die Oberflächenqualität liefern. Die Lösung fand PMRobotics im Fuse-Ecosystem von Formlabs: Selective Laser Sintering (SLS) vereint die einfache Handhabung und Flexibilität von FDM mit der Präzision und Robustheit industrieller Systeme – und das zu einem Preis, der noch vor wenigen Jahren undenkbar war.
On-Demand-Fertigungshilfen für maximale Effizienz
Ein präziser CNC-Fräsprozess erfordert stabile Haltevorrichtungen, um Bauteile sicher zu fixieren und sowohl Genauigkeit als auch Maschinensicherheit zu gewährleisten. Bei PMRobotics kommt hierfür unter anderem eine spezielle Frässchablone zum Einsatz, die Metallkomponenten fest einspannt und auf der vierten Achse der Fräsmaschine montiert wird, um eine optimale Bearbeitung zu ermöglichen.
Die Anpassung komplexer Automatisierungsanlagen an neue Produkte erfordert passgenaue, langlebige und hochpräzise Halterungen, Greifer und Vorrichtungen. Mit Bauteilen aus Nylon 12 GF Powder aus der Fuse Series lassen sich solche Komponenten in kürzester Zeit fertigen – und das mit der Maßhaltigkeit, die für eine reibungslose Integration in bestehende Maschinen notwendig ist.
Ob Adapter für Vakuumschläuche, Messlehren, Fertigungsvorrichtungen oder kleine Details an CNC-Maschinen: Die im eigenen Haus gefertigten SLS-Teile ermöglichen schnelle Lösungen, ohne die knappen Personalressourcen zu belasten. Statt wertvolle Zeit für die Optimierung von Werkzeugen aufzuwenden, kann sich das sechsköpfige Team vollständig auf die Entwicklung und Produktion der Endprodukte konzentrieren.
Der Vorteil liegt in der unmittelbaren Reaktionsfähigkeit: Jedes Teammitglied kann Herausforderungen im Arbeitsalltag identifizieren, ein passendes Bauteil konstruieren und innerhalb eines Tages fertigen lassen. So entstehen individuell angepasste Lösungen – wie etwa Schlauchverbindungen mit Schnellverschluss für die KUKA-Roboter – genau nach Bedarf, ohne lange Lieferzeiten oder aufwändige Beschaffung.
Schnelles und funktionales Prototyping verkürzt Entwicklungszyklen und Produktionszeiten
| Messgröße | Ohne In-House 3D-Druck | Mit In-House 3D-Druck | Zeitersparnis |
|---|---|---|---|
| Time-to-Market der Drohne | 2 Jahre 9 Monate | 2 Jahre | 9 Monate | 27 % |
| Durchlaufzeit je Teil | 4 Tage | 1 Tag | 3 Tage | 75 % |
Ein wesentlicher Vorteil von SLS im Vergleich zu FDM ist die deutlich höhere Funktionalität der Bauteile. Ideenfindung, Prototyping, Tests und Kleinserienfertigung können mit derselben Technologie, identischen Druckparametern und Materialien durchgeführt werden. Das verkürzt die Entwicklungszeit erheblich und sorgt für belastbare Ergebnisse schon in den frühen Projektphasen.
Ein Auftrag für eine großformatige Zieldrohne, eingesetzt zu Trainingszwecken im Verteidigungssektor, stellte das Team von PMRobotics vor eine besonders enge Lieferfrist. Mehrere Komponenten wurden parallel entwickelt und funktional getestet. Extern beschaffte Teile verlängerten den Zeitplan jedoch um vier Tage pro Bestellung oder Iteration.
Für die nächste Bestellung wurde das Fuse Series Ecosystem direkt in den Workflow integriert. Über Nacht wurden Bauteile gedruckt, während die Arbeitstage für Funktionstests und Designanpassungen genutzt wurden. Das Warten auf externe Zulieferungen entfiel komplett, so konnte die Gesamtentwicklungszeit um 30 % reduziert werden.
Mit Endverbruacherteilen aus der Fuse-Serie abheben
Nach Abschluss der Konstruktions- und Testphase ging PMRobotics nahtlos in die Produktion über. Sämtliche Kunststoffkomponenten der Drohne werden aus demselben Nylon 12 GF Powder gefertigt, das bereits im Prototyping verwendet wurde. Für die Erfüllung einer Serienbestellung von acht Drohnen nutzte das Unternehmen die hohe Produktionskapazität der Fuse-Serie. Durch volle Baukammern mit rund 30 % Packdichte und nahezu kontinuierlichen Betrieb konnte die Fertigung in kurzer Zeit und mit professionellem Ergebnis umgesetzt werden.
Die interne SLS-Produktion eröffnet zudem zusätzliche Geschäftsmöglichkeiten. So wurde beispielsweise ein Ansaugkrümmer für einen Oldtimer nachgefertigt, bei dem Nylon 12 GF aufgrund seiner hohen thermischen Stabilität und Benzinresistenz eine geeignete Materialwahl darstellte. Diese Eigenschaften machen das Verfahren besonders attraktiv für die Herstellung von Ersatzteilen, für die keine Originalwerkzeuge mehr verfügbar sind.
Insgesamt hat sich der Einsatz der Fuse-Serie für PMRobotics schnell amortisiert. Die Technologie wird sowohl für Prototypen, Fertigungshilfen und End-of-Arm-Tooling als auch für Serienbauteile eingesetzt und trägt wesentlich zur Beschleunigung der Entwicklungs- und Produktionsprozesse bei.
Häufige Fragen zum Einsatz von 3D-Druckern in der Drohnenproduktion
SLS-3D-Druck liefert Bauteile mit hoher Maßhaltigkeit, Festigkeit und Oberflächenqualität. Dies ermöglicht die Herstellung sowohl funktionsfähiger Prototypen als auch finaler Serienkomponenten aus demselben Material, wodurch Entwicklungs- und Produktionsprozesse nahtlos ineinandergreifen.
In-House-3D-Druck eliminiert Lieferzeiten, senkt Kosten und erhöht die Flexibilität. Änderungen am Design können sofort umgesetzt und innerhalb weniger Stunden getestet werden, ohne dass zusätzliche Beschaffungs- oder Versandprozesse erforderlich sind.
Durch die Eigenfertigung entfallen teure externe Fräsarbeiten und lange Montagezeiten. Bauteile können in einem Stück gefertigt werden, wodurch Material- und Arbeitskosten deutlich sinken.
FDM eignet sich für einfache, kostengünstige Prototypen, liefert jedoch oft nicht die notwendige Festigkeit oder Oberflächenqualität für funktionsfähige Bauteile. SLS hingegen ermöglicht die Herstellung komplexer, stabiler und maßhaltiger Komponenten, die ohne Stützstrukturen gefertigt werden können – ideal für Endanwendungen und präzise Vorrichtungen.
Im Verteidigungsbereich wird 3D-Druck für funktionsfähige Prototypen, Spezialdrohnen, Testgeräte und Ersatzteile eingesetzt. Besonders im SLS-Verfahren lassen sich hochpräzise, robuste Bauteile herstellen, die sofort einsatzbereit sind und sich an individuelle Anforderungen anpassen lassen – etwa bei Trainingsdrohnen für Zielübungen oder bei Spezialhalterungen für militärische Geräte.
Die interne Nutzung von SLS-3D-Druck kann den Zeitraum von der Konzeptphase bis zur Markteinführung um bis zu 70 % reduzieren. Bei PMRobotics wurde die Time-to-Market einer Drohne von 2 Jahren und 9 Monaten auf nur 9 Monate gesenkt. Einzelne Bauteile können statt in 4 Tagen bereits nach 1 Tag einsatzbereit sein, was einer Zeitersparnis von 75 % entspricht.
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