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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Produktionsverfahren für ein individualisiertes Bauteil.
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Eine Individualisierung von Bauteilen, beispielsweise durch Anbringen von Dekorationselementen, individuelle Farbgebung oder dergleichen, ist beispielsweise bei Kraftfahrzeugen, aber ebenso in einer Vielzahl anderer Bereiche und Anwendungen verbreitet. Damit können beispielsweise Nutzer oder Endanwender auch massenweise, industriell oder serienmäßig gefertigte Bauteile oder Vorrichtungen zumindest teilweise nach ihren eigenen Wünschen und Vorstellungen gestalten. Dies kann beispielsweise durch den jeweiligen Nutzer oder Endanwender selbst durchgeführt werden. Ebenso gibt es oftmals entsprechend spezialisierte Drittanbieter, die eine Individualisierung von Bauteilen beispielsweise eines Serienherstellers anbieten.
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Problematisch dabei kann es jedoch sein, dass die Nutzer oder Endanwender oftmals nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung haben, sei es an Werkzeug oder Maschinen oder an Wissen, Erfahrung und/oder Fähigkeiten im Bereich der Ingenieurs- oder Fertigungstechnik und/oder bezüglich der technischen Details des jeweiligen Bauteils und der Anforderungen an das jeweilige Bauteil. Dies ist zwar gegebenenfalls bei spezialisierten Drittanbietern nicht der Fall, die stattdessen jedoch oftmals eine Bauteilindividualisierung nur verbunden mit hohen Kosten anbieten und zudem oftmals nicht durch einen Originalhersteller oder Originalanbieter des jeweiligen Bauteils anerkannt oder zertifiziert sind. Dies kann bedeuten, dass auch spezialisierte Drittanbieter oftmals keinen Zugang zu einer vollständigen technischen Dokumentation des jeweiligen Bauteils haben und durch solche Drittanbieter ebenso wie durch Nutzer oder Endanwender durchgeführte Individualisierungen beispielsweise zu technischen Problemen, Kompatibilitätsproblemen, Sicherheitsproblemen und/oder Garantie- oder Gewährleistungsverlust für das jeweilige Bauteil führen können. Darüber hinaus ist bei diesen herkömmlichen Wegen der Bauteilindividualisierung ein Individualisierungsgrad bzw. eine Designflexibilität für die Individualisierung oftmals limitiert, beispielsweise durch eine entsprechend schmale Produkt- oder Dienstleistungspalette für das jeweilige Bauteil sowie begrenzte fertigungstechnische Möglichkeiten von Drittanbietern und Kunden bzw. Endanwendern.
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Vor diesem Hintergrund beschreibt beispielsweise die
WO 2019 / 057 285 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrades, das ein lastaufnehmendes Trägerelement und ein das Trägerelement zumindest teilweise bedeckendes und mit dem Trägerelement verbundenes dreidimensionales Dekorelement aufweist. Dort wird in einem ersten Herstellungsschritt das Trägerelement bereitgestellt und in einem zweiten Herstellungsschritt das Dekorelement hergestellt. Dabei wird in dem zweiten Herstellungsschritt das Dekorelement durch ein additives Fertigungsverfahren oder in einem 3D-Druckverfahren hergestellt. Damit soll ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrades zur Verfügung gestellt werden, welches eine kostengünstige, einfache, individuelle und flexible Gestaltung unterschiedlicher Stylings von Fahrzeugrädern, insbesondere als Einzelanfertigung oder in Kleinserien ermöglicht.
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Weiter offenbart die
DE 20 2021 002 158 U1 eine Radanabenabdeckung mit individuell gestaltbarem Zierelement. Dabei wird durch ein zur Anwendung kommendes 3D-Druckverfahren erreicht, dass eine potenziell unbegrenzte Vielfalt an individuellen Gestaltungen des Zierelements der Radabdeckung hergestellt werden kann.
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Als weiteres Beispiel für eine Anwendung eines 3D-Druckverfahrens zur Herstellung eines Fahrzeugrades ist beispielsweise in der
WO 2017 / 191 497 A1 beschrieben. Dort ist ein Fahrzeugrad mit dreidimensional gedruckten Legierungen offenbart. Das Fahrzeugrad umfasst dort eine Felge und eine Vielzahl von Speichen, die mit dreidimensional gedruckten Legierungen gedruckt und dazu konfiguriert sind, hohle Sektionen bereitzustellen. Diese hohlen Sektionen der Vielzahl von Speichen sind dabei dazu konfiguriert, in die Felge des Rades zu passen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hochqualitative und effiziente Fertigung sicherer nutzerindividualisierter Bauteile zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren offenbart.
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Das erfindungsgemäße Produktionsverfahren kann zum Produzieren eines jeweiligen Bauteils angewendet werden. In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Basismodell des jeweiligen zu produzierenden Bauteils bereitgestellt. Durch dieses Basismodell können bereits alle vorgegebenen technischen Anforderungen an das Bauteil erfüllt werden. Mit anderen Worten kann ein gemäß diesem Basismodell hergestelltes Bauteil ohne Weiteres bestimmungsgemäß, also für seinen jeweiligen Anwendungszweck sicher eingesetzt werden. Die entsprechenden technischen Anforderungen können beispielsweise eine Betriebssicherheit, eine Stabilität, eine Montage oder Halterung des Bauteils und/oder dergleichen mehr betreffen bzw. spezifizieren. Das Basismodell kann insbesondere ein 3D-Computermodell sein oder ein solches umfassen. Darin können technische Spezifikationen, Größen, Dimensionen, Materialien, Farben und/oder weitere Eigenschaften des entsprechenden Bauteils angegeben oder definiert sein. Das Basismodell kann insbesondere von einem Hersteller, Anbieter oder Designer bzw. Entwickler des Bauteils bereitgestellt werden. Damit können in das Basismodell und somit letztlich auch in das entsprechend gefertigte Bauteil sämtliche relevanten technischen Informationen bezüglich des Bauteils einfließen.
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In dem Basismodell ist dabei wenigstens ein Fix- oder Festbereich fest vorgegeben und als unveränderlich definiert. Dieser Festbereich umfasst oder enthält wenigstens den gemäß dem Basismodell durch Material eingenommenen Bereich. Mit anderen Worten bildet oder umfasst der Festbereich also zumindest dasjenige Volumen, dass bei jeder tatsächlich gefertigten Instanz des jeweiligen Bauteils gleich ist und durch Material des Bauteils eingenommen wird. Das Material des Bauteils in dem Festbereich kann also eine Minimalausprägung oder Minimalgestaltung oder Basisgestaltung des Bauteils bilden.
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Weiter ist in dem Basismodell wenigstens ein von dem Festbereich disjunkter, also über den Festbereich hinausgehender Gestaltungsbereich vorgegeben. Dieser wenigstens eine Gestaltungsbereich ist als für individuelle Ausgestaltungen des Bauteils zur Verfügung stehend, also entsprechend anpassbar oder veränderbar definiert. Der Gestaltungsbereich kann also mit anderen Worten ein Freiraum oder Designraum sein, innerhalb dessen Modifikationen oder eine freie, also individuelle Ausgestaltung oder Anpassung beispielsweise zunächst des Basismodells und dementsprechend letztlich auch des Bauteils durch einen Nutzer möglich oder zulässig ist. Der Gestaltungsbereich kann also durch einen jeweiligen Nutzer individuell ausgestaltet werden, beispielsweise durch Definition und Anordnung individuell gestalteter Formelemente, Ornamente oder dergleichen, durch Definition einer individuelle Farbgebung, Materialwahl, Oberflächenbehandlung und/oder dergleichen mehr. Da die technischen Anforderungen an das Bauteil bereits durch das Basismodell bzw. den Festbereich ohne individuelle Ausgestaltungen des Gestaltungsbereichs erfüllt werden, müssen eventuelle individuelle Ausgestaltungen des Gestaltungsbereichs bzw. in dem Gestaltungsbereich nicht zum Erfüllen dieser technischen Anforderungen beitragen. Dadurch können individuelle Ausgestaltungen des Gestaltungsbereichs bzw. in dem Gestaltungsbereich besonders flexibel sein und auch durch Nutzer vorgegeben oder definiert werden, die über keinerlei Informationen bezüglich der technischen Anforderungen an das Bauteil verfügen. Der Gestaltungsbereich kann dabei ein zusammenhängender Raumbereich sein. Ebenso kann der Gestaltungsbereich mehrere disjunkte Teilbereiche umfassen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens eine Nutzereingabe erfasst, die wenigstens eine das jeweilige Basismodell ergänzende gewünschte Ausgestaltung des Bauteils in dem wenigstens einen Gestaltungsbereich angibt. Durch diese Nutzereingabe bzw. die entsprechende damit oder darin angegebene gewünschte Ausgestaltung des Bauteils kann also beispielsweise eine Formgebung, ein Material, eine Bearbeitung, ein Farbgebung, ein Design und/oder eine sonstige Gestaltung des Bauteils in dem Gestaltungsbereich bestimmt sein bzw. bestimmt werden.
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Die Nutzereingabe kann beispielsweise über ein entsprechendes, insbesondere digitales oder elektronisches, Interface, ein Webportal, eine entsprechende Gestaltungssoftware oder dergleichen erfasst werden. Darin oder darüber können dem jeweiligen Nutzer ebenso Möglichkeiten bzw. Bedienelemente zum Angeben oder Definieren der gewünschten Ausgestaltung, also zum Eingeben der entsprechenden Nutzereingabe bereitgestellt werden. Ebenso kann als Nutzereingabe beispielsweise eine digitale Datei, eine digitale oder analoge bzw. physische Konstruktions- oder Designzeichnung und/oder dergleichen mehr erfasst werden, worin die gewünschte Ausgestaltung angegeben oder definiert ist.
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In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Bauteil gemäß dem um die wenigstens eine gewünschte Ausgestaltung des Gestaltungsbereichs gemäß der wenigstens einen erfassten Nutzereingabe ergänzten Basismodell einteilig bzw. einstückig gefertigt, also hergestellt. Hier kann also das Bauteil als ein durchgehendes oder durchgängiges Bauteil, also nicht als eine aus mehreren, beispielsweise durch eine Clipsverbindung oder Verschraubung oder dergleichen lösbar miteinander verbundenen Bereichen oder Elementen zusammengesetzte, Baugruppe gefertigt. Das Bauteil kann dabei aber beispielsweise aus mehreren Elementen oder Teilstücken erzeugt sein, die untrennbar miteinander zu einem einzigen Bauteil verbunden sind bzw. werden, etwa durch eine Schweißverbindung oder dergleichen, also durch eine Verbindung oder Verbindungstechnik, die über einen jeweiligen Verbindungsbereich hinweg einen durchgängigen Materialbereich schafft.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere für Bauteile, die in der industriellen Serien- oder Massenproduktion verwendet werden, angewendet werden. Insbesondere kann das Verfahren durch einen Hersteller durchgeführt oder angewendet bzw. angeboten werden, der Bauteile in der industriellen Serien- oder Massenproduktion fertigt oder auch in umfassenderen Vorrichtungen oder Anlagen verbaut. Damit können entsprechende herstellerseitige eine Expertise, ein Wissen über technische Anforderungen oder Limitationen des Bauteils oder auch eines entsprechenden größeren Gesamtprodukts, welches das jeweilige Bauteil umfasst bzw. über Anforderungen oder Limitationen durch weitere umgebende Teile und/oder durch Maschinen oder Fertigungsverfahren, ebenso wie industriell Fertigungs- und Logistikressourcen oder -kapazitäten, etablierte Bauteil- oder Qualitätsprüfungen, Maßnahmen oder Verfahren für eine technische Abnahme und/oder dergleichen mehr verwendet bzw. ausgenutzt werden. Diese Möglichkeiten und Ressourcen können hier also mit der zumindest teilweisen individuellen Bauteilgestaltung (englisch: Customization) kombiniert werden. Dies ist bei den eingangs beschriebenen herkömmlichen Individualisierungsmöglichkeiten typischerweise nicht der Fall, da dort der originale Hersteller des Bauteils in seiner Serienform einschließlich seiner entsprechend spezialisierten und detaillierten Ressourcen typischerweise nicht in die nachträgliche Individualisierung involviert ist.
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Durch die erfindungsgemäß ermöglichte individuelle Bauteilgestaltung können insbesondere Privatnutzer oder Endanwender ebenso wie - zumeist kleine oder mittelständische - von einem Original hersteller des jeweiligen Bauteils verschiedene Drittanbieter oder Anpassungsfirmen somit von den industriellen Möglichkeiten und Ressourcen sowie bauteilspezifischem Wissen des Originalherstellers des jeweiligen Bauteils profitieren und dennoch ein individualisiertes Bauteil erhalten. Damit kann letztlich eine verbesserte oder zuverlässigere Sicherheit und Qualität des individualisierten Bauteils erreicht werden, insbesondere mit vergleichsweise geringen zusätzlichen Kosten für die Individualisierung. Ebenso kann, da das Bauteil einschließlich der Individualisierung, also der vom jeweiligen Nutzer gemäß der Nutzereingabe gewünschten Ausgestaltung des Bauteils, aus einer Hand gefertigt wird, besonders einfach und zuverlässig eine Funktionalität und ein problemloses Zusammenwirken des individualisierten Bauteils beispielsweise mit anderen Teilen oder Komponenten eines jeweiligen Gesamtprodukts bzw. eine entsprechende uneingeschränkte Herstellergarantie ermöglicht bzw. besonders einfach sichergestellt oder geboten werden.
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Dadurch, dass das Bauteil erfindungsgemäß einteilig bzw. einstückig gefertigt wird, kann dabei trotz der teilweisen individuellen Anpassbarkeit oder Gestaltbarkeit des Bauteils dieses besonders effizient, einfach und robust gefertigt werden. So können beispielsweise Arbeitsschritte und Logistik für einen Zusammenbau eines Basisteils und eines individuell gestalteten Teils zu dem Bauteil eingespart werden. Ebenso können Befestigungsmittel für das Zusammensetzen eines Basisteils und eines individuell gestalteten Teils eingespart werden. Zudem kann durch die einteilige bzw. einstückige Fertigung des Bauteils besonders robust und zuverlässig erreicht werden, dass trotz der teilweisen individuellen Ausgestaltung des Bauteils ein individuell gestalteter Teil fest und sicher mit dem Rest des Bauteils integriert ist. Dadurch kann beispielsweise die Gefahr dafür vermieden oder reduziert werden, dass der individuell gestaltete Teil des Bauteils sich bei Verwendung des Bauteils löst oder durch Diebstahl entwendet werden kann oder dergleichen. Demgegenüber können in herkömmlicher Weise beispielsweise angeklebte, angeclipste oder angeschraubte Teile, die der Bauteilindividualisierung dienen, etwa durch vergleichsweise einfache Beschädigung, Verschleiß oder Diebstahl relativ einfach verloren gehen.
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Dadurch, dass das Bauteil einschließlich der Individualisierung, also der jeweils gewünschten Ausgestaltung aus einer Hand, beispielsweise in einem Arbeitsschritt oder zumindest in einem vollständig koordinierten Produktionsverfahren bzw. Fertigungsprozess gefertigt wird, können vorteilhaft besonders flexible und vielfältige Individualisierungen realisiert werden, beispielsweise durch entsprechende Anpassung einer Reihenfolge von Fertigungsschritten oder dergleichen. So können beispielsweise im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen zur nachträglichen Individualisierung nach Abschluss der ursprünglichen Fertigung mehr und/oder komplexere Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet werden, etwa durch Vermeiden einer Werkzeug- oder Materialflussbehinderung durch Teile oder Bereiche des Basismodells bzw. des Festbereiches beim Fertigen der individuellen Ausgestaltung des Gestaltungsbereichs oder dergleichen. Auch sind die Individualisierungsmöglichkeiten hier beispielsweise nicht durch eine begrenzte Anzahl und feste Anordnung von Befestigungsstellen für Zierelemente zur Individualisierung limitiert.
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In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Bauteil ein Fahrzeugteil, insbesondere ein Rad und/oder eine Radkappe, für ein Kraftfahrzeug. Mit anderen Worten wird das erfindungsgemäße Produktionsverfahren hier also zum Produzieren eines solchen Fahrzeugteils, insbesondere eines Rades, einer Radkappe oder einer Kombination daraus, für ein Kraftfahrzeug angewendet. Dies stellt einen Anwendungsbereich mit relativ hoher Nachfrage nach Individualisierungsmöglichkeiten und gleichzeitig hohen bzw. strikten Sicherheits- und Funktionsanforderungen dar, sodass die Erfindung hier besonders effektiv zur Geltung gebracht werden kann.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der wenigstens eine Festbereich wenigstens einen materialfreien Bereich. Es ist hier also als Teil des Festbereiches auch wenigstens ein freier oder offener Bereich als unveränderlicher, also freizuhaltenden Bereich vorgegeben oder definiert. Ein solcher materialfreier Festbereich kann beispielsweise für Befestigungs- oder Montagezwecke, zum Aufnehmen eines anderen Bauteils und/oder von Transportgut, als Griff- oder Haltebereich und/oder dergleichen mehr vorgesehen sein. Durch das Definieren als Festbereich kann sichergestellt werden, dass eine entsprechende Funktionalität trotz der Bauteilindividualisierung in dem letztlichen Bauteil bzw. durch das letztliche Bauteil zuverlässig erfüllt oder realisiert wird. Ebenso kann der materialfreie Bereich als Festbereich definiert werden, um entsprechende Anforderungen oder Limitationen der Fertigung zu berücksichtigen, also eine Fertigung des Bauteils zu ermöglichen. Beispielsweise kann der materialfreie Festbereich eine entsprechende Erreichbarkeit sämtlicher Stellen, die während der Fertigung durch ein Werkzeug erreicht werden müssen, oder geplante Werkzeugbewegungen oder dergleichen ermöglichen. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass das Bauteil trotz der im Vorhinein nicht im Detail bekannten jeweiligen gewünschten Ausgestaltung des Bauteils in dem Gestaltungsbereich tatsächlich, insbesondere mit bestehenden oder vorgegebenen Werkzeugen, Maschinen oder Fertigungsverfahren, gefertigt werden kann. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass aufgrund der individuellen Ausgestaltung des Bauteils signifikanter zusätzlicher Fertigungsaufwand oder eine Verwendung von Spezialwerkzeugen oder Handarbeit notwendig wird, um das Bauteil zu fertigen bzw. fertigen zu können. Somit kann eine entsprechend günstige und schnelle Fertigung des Bauteils trotz der Individualisierung ermöglicht oder sichergestellt werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in dem Basismodell auch eine maximale, also größtmögliche oder größte zulässige Außenkontur des Bauteils fest vorgegeben bzw. definiert. Mit anderen Worten kann also eine maximale zulässige Gesamtausdehnung des letztlichen Bauteils, insbesondere in mehreren oder allen Richtungen bzw. Dimensionen, in dem Basismodell vorgegeben oder definiert sein. Die vorgegebene maximale Außenkontur bzw. Gesamtausdehnung des Bauteils darf bzw. kann dann also auch durch die individuelle Ausgestaltung des Bauteils nicht überschritten werden. Dazu kann beispielsweise der Bereich außerhalb der vorgegebenen maximalen Außenkontur ebenfalls als unveränderlich, beispielsweise als Teil des Festbereiches definiert sein bzw. werden. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann besonders einfach und zuverlässig sichergestellt werden, dass die Individualisierung des Bauteils keinerlei Teile oder Bereiche umfasst oder vorsieht, die unzulässig weit über den Rest des Bauteils hinausragen. Dies kann entsprechende Sicherheitsrisiken vermeiden bzw. eine Einhaltung entsprechender Sicherheits- oder Funktionsvorgaben besonders einfach und zuverlässig sicherstellen.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird für den Gestaltungsbereich eine Vielzahl von vorgegebenen möglichen auswählbaren Merkmalen dem jeweiligen Nutzer zur Auswahl bereitgestellt. Als Nutzereingabe wird dann ein nutzerseitiges Auswählen wenigstens eines dieser Merkmale erfasst. Der jeweilige Nutzer kann also durch Auswählen wenigstens eines der vorgegebenen Merkmale die gewünschte Ausgestaltung des Gestaltungsbereichs zumindest teilweise angeben oder definieren. Die vorgegebenen auswählbaren Merkmale können dem Nutzer beispielsweise über ein entsprechendes Interface, ein Webportal, eine Gestaltungsoftware oder dergleichen angezeigt bzw. zur Auswahl gestellt werden. Durch eine derartige Bereitstellung vorgegebener möglicher Merkmale für die individuelle Gestaltung kann die Individualisierung besonders einfach ermöglicht werden. Dazu können insbesondere mehrere der vorgegebenen Merkmale ausgewählt, also miteinander kombiniert werden. Damit kann die Bauteilindividualisierung beispielsweise auch für ungeübte Nutzer vereinfacht bzw. unterstützt werden. Ebenso können die vorgegebenen Merkmale beispielhaft verdeutlichen, welche Arten von individuellen Ausgestaltungen möglich sind. Somit können die vorgegebenen auswählbaren Merkmale also gleichzeitig zur Veranschaulichung oder Erläuterung eines entsprechenden Individualisierungsprozesses dienen, um das Individualisieren des Bauteils für einen jeweiligen Nutzer zu vereinfachen.
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In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfassen die vorgegebenen auswählbaren Merkmale unterschiedliche Formelemente, Materialien, Farben und/oder Verbindungselemente bzw. Verbindungstypen. Damit können also besonders einfach entsprechend unterschiedliche Aspekte des Bauteils individualisiert werden. Insbesondere können durch entsprechende Kombinationen mit relativ begrenzter Anzahl von vorgegebenen Merkmalen und somit entsprechend begrenztem Aufwand sehr viele unterschiedliche Ausgestaltungsvarianten ermöglicht werden.
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Durch das Vorgeben möglicher auswählbarer Merkmale für die individuelle Ausgestaltung kann besonders einfach sichergestellt werden, dass für jeden Nutzer eine Individualisierung des Bauteils möglich ist, da die vorgegebenen auswählbaren Merkmale, beispielsweise hersteller- oder anbieterseitig, garantiert umsetzbar sein können. Dazu können je nach Implementierung der Bereitstellung der vorgegebenen möglichen auswählbaren Merkmale diese, beispielsweise je nach verfügbaren Materialien oder Fertigungskapazitäten, angepasst oder ausgewählt werden. Somit können mit anderen Worten also stets nur diejenigen Merkmale zur Auswahl bereitgestellt, beispielsweise angezeigt werden, die, beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens, tatsächlich umgesetzt, also realisiert werden können. Dadurch kann eine besonders zuverlässige und schnelle Fertigung des individualisierten Bauteils sichergestellt werden
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In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird jeweils nur eine bauteilspezifische Auswahl von möglichen auswählbaren Merkmalen in Abhängigkeit von dem zu produzierenden Bauteil zur Auswahl bereitgestellt. Mit anderen Worten können also für unterschiedliche zu produzierende Bauteile unterschiedliche Merkmale oder Mengen von Merkmalen zur Auswahl bereitgestellt werden. Damit kann besonders einfach und zuverlässig beispielsweise eine Kompatibilität der jeweils bereitgestellten Merkmale mit dem jeweiligen Bauteil sichergestellt und eine vereinfachte Bedienung für den jeweiligen Nutzer ermöglicht werden.
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In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die vorgegebenen möglichen auswählbaren Merkmalen durch den Nutzer modifizierbar. Mit anderen Worten können die vorgegebenen auswählbaren Merkmale also als Ausgangspunkte für die Individualisierung dienen. Dadurch kann die Flexibilität oder Freiheit der Individualisierung des Bauteils weiter verbessert und gleichzeitig das Angeben oder Definieren der gewünschten Ausgestaltung durch bzw. für den Nutzer vereinfacht werden. So kann beispielsweise ein bestimmtes Formelement oder eine Kontur vorgegeben sein, deren Gestalt oder Parameter dann durch den Nutzer modifiziert werden können. Dazu können beispielsweise Parameter, die eine Außenkontur definieren, durch den Nutzer anpassbar sein, Konturlinien, Kreuzungspunkte und/oder dergleichen mehr in einem computerbasierten Interface gezogen oder verschoben werden und/oder dergleichen mehr. Damit muss der Nutzer zum Realisieren einer bestimmten Individualisierung bzw. Ausgestaltung diese also nicht von Grund auf neu definieren, was das Angeben der jeweiligen gewünschten Ausgestaltung vereinfachen und beschleunigen kann.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die gewünschte Ausgestaltung des Bauteils in dem wenigstens einen Gestaltungsbereich gemäß der wenigstens einen erfassten Nutzereingabe automatisch mittels eines vorgegebenen Algorithmus auf Zulässigkeit gemäß wenigstens einem vorgegebenen Kriterium hin überprüft. Dazu kann insbesondere ein auf künstlicher Intelligenz oder maschinellen Lernen basierender Algorithmus verwendet werden. Bei Erkennen eines Verstoßes gegen die Zulässigkeit, wenn also beispielsweise das vorgegebene Kriterium durch eine Nutzereingabe bzw. eine entsprechende gewünschte Ausgestaltung nicht erfüllt ist, wird dann automatisch ein Änderungsvorschlag zum Beheben des Verstoßes generiert und ausgegeben, etwa als Hinweis an den Nutzer und/oder als entsprechendes Steuersignal, durch welches eine entsprechende Änderung oder Anpassung automatisch angewendet wird. Mit anderen Worten kann hier durch den vorgegebenen Algorithmus also der jeweilige Nutzer darin unterstützt werden, eine zulässige gewünschte Ausgestaltung für den wenigstens einen Gestaltungsbereich anzugeben oder zu definieren. Dabei können beispielsweise Design-, Sicherheits- und/oder Fertigungstechnikaspekte berücksichtigt werden.
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Das vorgegebene Kriterium kann beispielsweise eine Mindeststabilität, eine vorgegebene Dimensionierung, eine vorgegebene Mindestgröße von Merkmalen oder Details der gewünschten Ausgestaltung, deren Herstellbarkeit mittels einer vorgegebenen bzw. der verfügbaren Fertigungsmethoden, eine Verwendbarkeit oder Kompatibilität von Materialien, eine Verfügbarkeit von Materialien und/oder dergleichen mehr betreffen.
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Durch die automatisierte Überprüfung, insbesondere in Echtzeit bzw. während der jeweilige Nutzer die Nutzereingabe zum Angeben der gewünschten Ausgestaltung eingibt, kann das Individualisieren des Bauteils, also das Angeben oder Definieren einer zulässigen gewünschten Ausgestaltung, vereinfacht und beschleunigt werden. So kann beispielsweise vermieden werden, dass erst mit oder nach Beginn der eigentlichen Fertigung des Bauteils festgestellt wird, dass die gewünschte Ausgestaltung gemäß der Nutzereingabe unzulässig ist, also beispielsweise nicht umgesetzt werden kann, zu einem zumindest in dem Gestaltungsbereich gemäß dem vorgegebenen Kriterium nicht ausreichend stabilen oder robusten Bauteil führen würde, derzeit nicht verfügbare oder vorrätige Materialien verlangt und/oder dergleichen mehr.
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Dadurch, dass hier automatisch entsprechende Verstöße oder Probleme automatisch detektiert werden und beispielsweise die jeweilige Nutzereingabe bzw. die entsprechende gewünschte Ausgestaltung automatisch angepasst wird, kann eine besonders schnelle und effektive Vereinfachung und Unterstützung des jeweiligen Nutzers realisiert werden. Zudem kann so besonders einfach und zuverlässig eine Individualisierung für das jeweilige Bauteil gefunden werden, die zulässig ist und gleichzeitig einem jeweiligen Nutzerwunsch möglichst genau entspricht. Dazu kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Änderungsvorschlag minimalisiert, also als minimale Änderung oder Anpassung, die zum Beheben des jeweiligen erkannten Verstoßes gegen die Zulässigkeit bzw. zum Erfüllen des vorgegebenen Kriteriums notwendig ist, generiert wird. So können beispielsweise Querschnitte, Längen, Abstände und/oder dergleichen mehr automatisch nur bis zur nächstliegenden Grenze ein eines vorgegebenen zulässigen Bereiches gemäß dem wenigstens einen vorgegebenen Kriterium angepasst werden, ein Farbe oder Materialauswahl hin zu einer möglichst ähnlichen Farbe bzw. einem möglichst ähnlichen Material geändert werden und/oder dergleichen mehr.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Bauteil mittels einer additiven Fertigungsmethode gefertigt. Dazu können beispielsweise 3D-Druckverfahren, etwa basierend auf Pulver, thermisch oder chemisch erweichtem Material oder Flüssigkeit, generative Schichtaufbauverfahren, selektives Lasersintern, Elektronenstrahlschmelzen und/oder dergleichen mehr angewendet werden. Additive Fertigungsmethoden können im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren besonders flexible Gestaltungen und Formgebungen ermöglichen. Somit kann durch die hier vorgeschlagene Verwendung einer additiven Fertigungsmethode eine besonders flexible Individualisierung, also eine besonders große Designfreiheit für die individualisierte Ausgestaltung des jeweilige Bauteils ermöglicht werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Basismodells für ein Bauteil;
- 2 eine schematische Ansicht des Basismodells mit gekennzeichneten zusätzlichen unveränderlichen bzw. freizuhaltenden Festbereichen und für nutzerindividuelle Ausgestaltungen offenen Gestaltungsbereichen; und
- 3 eine schematische Perspektivdarstellung eines teilweise nutzerindividualisierten Bauteils.
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Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Nachfolgend soll anhand der Figuren ein Verfahren zur Bauteilproduktion mit integrierter Bauteilindividualisierung erläutert werden. Ein solches Verfahren kann beispielsweise von einem Bauteilhersteller verwendet bzw. angeboten werden, beispielsweise über eine entsprechende Plattform, unter Verwendung eines online Konfigurators bzw. eines webseiten- oder webservicebasierten Konfigurators oder dergleichen. Dies wird hier am Beispiel eines Rades für ein Fahrzeug beschrieben, kann jedoch ebenso für nahezu beliebige andere Anwendungen oder Teile eingesetzt werden.
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1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Basismodells 1. Dieses Basismodell 1 definiert einen Materialbereich 2, der als unveränderlich vorgegeben und definiert ist. Der Materialbereich 2 kann also durch einen jeweiligen Nutzer nicht angepasst oder individualisiert werden. Dementsprechend ist der Materialbereich 2 also als Festbereich oder Teil eines Festbereiches definiert.
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Es ist hier jedoch erkennbar, dass in dem Basismodell 1 verschiedene Freiräume vorhanden sind, die potenziell für weitere, individualisierte Gestaltungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen können. Es kann jedoch weitere technische Anforderungen oder Limitationen einer Fertigung geben, aufgrund derer nicht sämtliche derartigen Freiräume bzw. außerhalb des Materialbereiches 2 liegenden Bereiche tatsächlich zur individuellen Ausgestaltung genutzt werden können.
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2 zeigt dazu eine weitere schematische Darstellung des Basismodells 1 mit dem Materialbereich 2. Hier sind jedoch zusätzlich einige entsprechende Zusatzfestbereiche 3 vorgegeben. Diese Zusatzfestbereiche 3 sind ebenfalls Teil des Festbereiches, also wie der Materialbereich 2 durch einen Nutzer nicht veränderbar. Beispielsweise müssen die Zusatzfestbereiche 3 also auch bei einer Bauteilindividualisierung freigehalten werden.
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Weiter sind hier jedoch Gestaltungsbereiche 4 vorgegeben oder definiert, die zur individuellen Ausgestaltung durch einen jeweiligen Nutzer zur Verfügung stehen. Die Gestaltungsbereiche 4 bilden also einen freien Designraum, der durch einen jeweiligen Nutzer nach seinen eigenen Wünschen oder seinem eigenen Geschmack ausgestaltet werden kann. Dazu können beispielsweise eine Vielzahl von auswählbaren Formelementen, Materialien, Farben, Verbindungselementen und/oder dergleichen mehr zur Auswahl durch den Nutzer vorgegeben und/oder durch den Nutzer definiert werden. Entsprechende Nutzereingaben können automatisch erfasst und - optional - hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums, etwa bezüglich der Herstellbarkeit, der Sicherheit oder eines sonstigen Zulässigkeitskriteriums, überprüft werden. Dabei kann ein entsprechender vorgegebener Algorithmus oder ein entsprechendes vorgegebenes KI-Modell angewendet werden, um den jeweiligen Nutzer bei der Ausgestaltung oder dem Design einer gewünschten Ausgestaltung bzw. Individualisierung zu unterstützen.
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Durch die erfasste Nutzereingabe, welche die gewünschte individuell realisierte Ausgestaltung in den Gestaltungsbereichen 4 definiert, kann das Basismodell 1 dann ergänzt werden. Dieses ergänzte Basismodell 1 kann dann beispielsweise an eine entsprechende Fertigungsanlage übermittelt werden. 3 zeigt eine beispielhafte schematische Perspektivdarstellung eines entsprechend produzierten Bauteils 5. Des Bauteil 5 kann hier, insbesondere mittels einer additiven bzw. werkzeugfreien Fertigungsmethode, gemäß dem erweiterten Basismodell 1 gefertigt sein. Dementsprechend weist das Bauteil 5 Standardformen 6 und Individualformen 7 auf. Die Standardformen 6 entsprechen dem durch das ursprüngliche Basismodell 1 vorgegebenen oder definierten Materialbereich 2. Die Standardformen 6 können also zur Erfüllung vorgegebener bzw. durch einen vorgesehenen Einsatzzweck des Bauteils 5 bedingter technischer Anforderungen durch einen Hersteller, Anbieter oder Entwickler des Bauteils 5 vorgegeben sein. Die Individualformen 7 können hingegen in den Gestaltungsbereichen 4 angeordnet sein und nutzerindividuelle gewünschte Ausgestaltungen sein. Zwei solcher Bauteile 5 können also identisch hinsichtlich der Standardformen 6 aber nutzerspezifisch individualisiert, also unterschiedlich hinsichtlich der Individualformen 7 sein.
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Durch das hier beschriebene Produktionsverfahren können trotz Bauteilindividualisierung besonders kurze Fertigungs- und Auslieferungszeiten und vergleichsweise niedrige Produktionskosten für derartige individualisierte Bauteile 5 realisiert werden. Das Ermöglichen der Individualisierung durch computerbasierte Designwerkzeuge bzw. eine entsprechende Web- oder Softwareplattform ebenso wie durch eine computer- bzw. Klbasierte Unterstützung zur Beratung, Korrektur, Überprüfung, automatischen Anpassung und Finalisierung für die Individualisierung, also nutzerspezifische gewünschte Ausgestaltungen des Bauteils 5 kann in Verbindung mit dem vorgegebenen Basismodell 1 und der integrierten Fertigung des individualisierten Bauteils 5 aus einer Hand oder in einem Vorgang oder Fertigungsprozess eine besonders einfache, effektive und effiziente sowie zuverlässig vorgegebenen technischen Anforderungen genügende und sichere Kombination oder Integration von industrieller Massenfertigung und nutzerspezifischer Bauteilindividualisierung realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basismodell
- 2
- Materialbereich
- 3
- Zusatzfestbereich
- 4
- Gestaltungsbereich
- 5
- Bauteil
- 6
- Standardform
- 7
- Individualform
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2019/057285 A1 [0004]
- DE 202021002158 U1 [0005]
- WO 2017/191497 A1 [0006]
