Promotion 23.
Promotion 23. Anwenderforum Additive Produktionstechnologie ▶ UMSETZUNGSBEISPIELE UND -STRATEGIEN DER INDUSTRIELLEN ADDITIVEN FERTIGUNG Die industrielle (R)evolution der additiven Fertigung Die additive Fertigung hat das Stadium der Prototypenfertigung verlassen und in der industriellen Serienfertigung Fuß gefasst. Derzeit kann sie ihre Vorteile nur an ausgewählten Produkten ausspielen, denn Qualität und Kosten stehen oftmals in einem Missverhältnis. Zwei Stellschrauben bieten jedoch Hoffnung auf weiter sinkende Stückkosten. Autor: Prof. Dr. Florian Finsterwalder, Additive Design & Manufacturing Airbus und Boeing gezeigt haben. Der Automobilmarkt mit meist sehr hohen Stückzahlen und anspruchsvollen Zielkosten ist hoch attraktiv, allerdings hat die additive Fertigung hier erst in Nischen Tritt gefasst: Beispielsweise können im Nutzfahrzeugbereich Kundensonderwünsche schnell realisiert werden. Auch Ersatzteile können mithilfe der additiven Fertigung schnell und bedarfsgerecht ohne die Notwendigkeit eines Lagers zur Verfügung gestellt werden. Die durchgängige Digitalisierung der Bauteildatensätze wird diese Option der Fertigung weiter befördern. Antworten auf aktuelle Herausforderungen Additiv gefertigtes Geldschein- Ablagefach: Ein komplexes, bislang aus mehreren Komponenten bestehendes Bauteil. Schon seit geraumer Zeit wird die additive Fertigung nicht nur als Technologie zur Herstellung von Anschauungsmodellen und Prototypen, sondern auch als alterna - tives industrielles Herstellungsverfahren für funktionale Bauteile gehandelt. Die in Aussicht stehenden Kostenvorteile, insbesondere bei kleinen Stückzahlen, schnellere Produkteinführungen, eine erheblich höhere Flexibilität und die weitgehende Gestaltungsfreiheit zugunsten von Leichtbau, Mon - tage- und Funktionsintegrationen beflügeln diese Bestrebungen. Neben technischen Herausforderungen in Bezug auf Qualität hemmen jedoch vor allem hohe Material- und die Fertigungskosten als Folge der geringen Produktivität Bild: Daimler AG bislang den breiten industriellen Einsatz der additiven Fertigung. Erfolgreiche industrielle Umsetzungen Dementsprechend sind kleine Bauteile mit komplexer Geometrie und großer Variantenvielfalt grundsätzlich wirtschaftlich erfolgversprechende Kandidaten. So haben beispielsweise im zahnmedizinischen Bereich additiv und individuell gefertigte Kronen, Brücken und Prothesen Einzug gehalten und konventionelle Herstellverfahren weitgehend verdrängt. Aber auch die Luftfahrtindustrie bietet aufgrund der immensen Bedeutung des Leichtbaus interessante Perspektiven, wie beispielsweise Die notwendigen Qualifizierungen und Zertifizierungen entlang der gesamten Prozesskette sind wichtige Meilensteine auf dem Weg der Industrialisierung, indem sie eine gleichbleibend hohe Qualität garantieren. Großer Handlungsbedarf besteht jedoch bei den Produktionskosten. Automatisierung und die Steigerung der Produk - tivität sind wirksame Stellhebel, jedoch sind bei letzterer vorerst keine Quantensprünge zu erwarten, was insbesondere den metallischen 3D-Druck angeht. Hingegen lässt sich die Produktivität kosten - neutral durch Parallelisierung steigern, denn in den letzten Jahren sind die Investitionskosten für die Anlagen zum Teil deutlich ■ gesunken. Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft www.hs-karlsruhe.de 26 additive April 2020
Promotion 23. Anwenderforum Additive Produktionstechnologie ▶ MIT SCHUBERT ADDITIVE SOLUTIONS WIRD DAS LAGER VIRTUELL Replikator statt Regale In den TLM-Anlagen von Schubert kommen heute digital konstruierte Bauteile aus dem 3D-Drucker zum Einsatz. Doch jetzt revolutioniert 3D nicht nur die Maschinen, sondern sogar die Lagerhaltung. Denn elektronische Konstruktionsdaten lassen sich in Sekundenschnelle „on demand“ auf der ganzen Welt abrufen. Mit der neuen digitalen Part-Streaming-Plattform hat der Postweg für die Lieferung von Ersatzteilen (fast) ausgedient. Digital Warehouse: Anwender können die benötigten Funktionsteile auswählen und den Druckvorgang starten. Der 3D-Druck „on demand“ ist für Hersteller ein konsequenter Schritt in Richtung sichere und flexible Produktion. Ersatzteile sind in einem Bruchteil der bisherigen Zeit verfügbar und passen exakt zur Maschine. Neue Produkt- und Verpackungsformate lassen sich mit gedruckten Werkzeugen direkt vor Ort testen und realisieren. Voraussetzung dafür ist allerdings der Kundenzugriff auf geprüfte und zertifizierte Druckdaten. Diesen Zugriff macht die Schubert- Gruppe mit der neuen Part-Streaming-Plattform der Schubert Additive Solutions GmbH möglich. 3D-Drucker und Internet – mehr ist nicht nötig Ein handelsüblicher 3D-Drucker, und ein Internetzugang reichen bereits, um die webbasierte, leicht zu bedienende Software der neuen Plattform nutzen zu können. Wer das volle Potenzial des 3D-Drucks ausschöpfen möchte, kann zusätzlich die Experten von Schubert Additive Solutions konsultieren. Sie identifizieren die Teile in der Produktion, die sich für eine 3D-Fertigung eignen und konstruieren sie bis zu einem zertifizierten Druckjob. Auf der Part-Streaming- Plattform liegen die digital gelagerten Ersatzteile, Werkzeuge und Betriebsmittel dann bereit für den Druckbefehl. Kostentransparenz und Datensicherheit Bild: Ultimaker/Schubert Additive Solutions Das virtuelle Lager ist schnell, zuverlässig und wirtschaftlich. Denn jedes Teil ist sofort und ohne Einschränkungen verfügbar, lange Warte- und Lieferzeiten erübrigen sich. Lagerkosten und das Risiko eines Transports inklusive möglicher Schäden entfallen. Die Lagerhaltung beim Kunden beschränkt sich nur noch auf das Druckmaterial, sodass bisher gebundenes Kapital für andere Investitionen freigesetzt wird. Nicht zuletzt ist die Schubert-Plattform absolut kostentransparent und bietet reproduzierbare Qualität in Verbindung mit einer hohen Datensicherheit. Potenzielle Bauteile ermitteln Neben einfachen Ersatz- und Verschleißteilen lassen sich verschiedenste Roboterwerkzeuge über die Part-Streaming-Plattform drucken. Viele Möglichkeiten bieten auch ständig genutzte Betriebsmittel und Vorrichtungen. Ein schneller Check der Schubert-Experten, direkt in den Produktionshallen der Anwender, bringt potenzielle 3D-Bauteile inklusive der Kosteneinsparungen ans Licht. Wie schnell und einfach sich die Teile auf der Plattform realisieren lassen, wird in zehn Stufen kategorisiert. Mit einem Schuss Kreativität und Pioniergeist können Hersteller auch selbst auf die Suche gehen und mithilfe von Schubert Additive Solutions konstruktive ■ Lösungen ausarbeiten. Gerhard Schubert GmbH www.schubert.group additive April 2020 27
