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Promotion ▶ DIGITALISIERUNG UND 3D-DRUCK Produktionsabläufe mit 3D-Druckern transformieren Leistungsstarke Desktop-3D-Drucker, wie die von Formlabs, ermöglichen es Herstellern schon heute hochpräzise, spezifische Teile in kürzester Zeit vor Ort zu drucken, Arbeitsabläufe zu beschleunigen und zu vereinfachen. Um 3D-Druck effektiv in Produktionsketten einzubinden ist dabei nicht nur die Druckqualität, sondern auch die Digitalisierung der Prozesse entscheidend. Das Advanced Manufacturing Research Centers (AMRC) der Universität Sheffield fertigte durch den Einsatz einer vernetzten 3D-Fertigungsstation 500 spezifische Bohrkappen für ein Airbus-Projekt innerhalb von nur zwei Tagen. Bild: Formlabs Der Autor Stefan Holländer, Managing Director EMEA, Formlabs GmbH. Fertigungsprozesse im Maschinenbau sind häufig komplex sowie äußerst arbeits- und zeitaufwändig. Teilprozesse müssen ausgelagert werden. Mehrfache, häufig langwierige Iterationen gehören meist zum Alltag. Innovative 3D-Desktop-Technologien und -Materialien bieten hier eine Reihe neuer Möglichkeiten. Ideen können sofort umgesetzt, Prototypen je nach Größe innerhalb weniger Stunden oder sogar Minuten vor Ort gedruckt sowie getestet und bei Bedarf sofort angepasst werden. Aber auch über den Prototypenbau hinaus bietet der 3D-Druck eine Vielzahl von Möglichkeiten für den Maschinenbau, bis hin zum Druck fertiger, präziser, finaler Teile von höchster Qualität direkt vor Ort. Digitalisierung effizient nutzen Dabei ist nicht nur die Technologie an sich, sondern auch die Digita - lisierung und intelligente Ver - netzung der Prozesse entscheidend, um eine reibungslose Integration in die eigenen unternehmensinternen Arbeitsabläufe zu garantieren. So ermöglicht die Kombination mehrerer individueller Druckereinheiten zu einer Fertigungsstation eine effiziente, skalierbare und modulare Produktion vor Ort. Durch den modularen Aufbau kann die Kapazität der Fertigungsstation jederzeit individuell an den Bedarf der eigenen Produktion, Veränderungen in der Nachfrage, des Marktes oder das Wachstum des eigenen Betriebs angepasst werden, indem zusätzliche Druckereinheiten ergänzt werden, sodass die einzelnen Druckereinheiten möglichst optimal ausgelastet sind. Einzelne Drucker können da- 52 additive April 2020
Promotion rüber hinaus bei Defekt sofort und auch im laufenden Betrieb aus - getauscht werden. Wartezeiten für Reparaturen können so verkürzt und längere Ausfälle innerhalb der Produktionskette vermieden werden. Die komplette Skalierbarkeit ermöglicht es, durch vergleichsweise geringe Einstiegskosten, auch kleineren Betrieben von den Vorteilen des 3D-Drucks zu profitieren. Hinzu kommen ein deutlich geringerer Platzbedarf sowie eine einfachere Handhabung und Installation im Vergleich zu teuren, großen Industriedruckern. Weitere Aspekte einer solchen Vernetzung mehrerer einzelner Drucker: die Möglichkeit Teile parallel in unterschiedlichen Materialien zu drucken, auch kleinere Stückzahlen ohne zusätzlichen Mehraufwand oder exorbitant hohe Kosten zu fertigen und schnellere Produktionszyklen. Es ist nicht länger zwingend nötig, zwischen Beschränkungen durch bestimmte Mindeststückzahlen externer Dienstleister oder aufwendigen Fertigungsprozessen per Hand zu wählen. Spezifische Anforderungen oder Kundenwünsche können problemlos umgesetzt und individuelle Teile, ohne auf die Vorteile der Massenproduktion verzichten zu müssen, innerhalb kürzester Zeit präzise vor Ort gefertigt werden. Mit digitalen Workflows zur Massenproduktion Auch große Stückzahlen können innerhalb kürzester Zeit vor Ort 3D-gedruckt, bei Bedarf sofort angepasst oder individualisiert und so zeitliche Engpässe gelöst werden. Wochenlange Wartezeiten auf Teile von externen Dienstleistern sowie damit einhergehende Verzögerungen im Produktionsablauf und Kosten, gehören der Vergangenheit an. So waren die Ingenieure des Advanced Manufacturing Research Bild: Formlabs Eine vernetzte 3D-Fertigungsstation ermöglicht dem Möbelhersteller Ashley Furniture die Fertigung seiner Komponenten nach Bedarf – innerhalb weniger Stunden vor Ort. Centers (AMRC) der Universität Sheffield durch den Einsatz einer vernetzten 3D-Fertigungsstation aus mehreren hochleistungsfähigen Desktop-3D-Druckern in der Lage 500 spezifische Bohrkappen für ein Projekt von Airbus innerhalb von nur zwei Tagen anzufertigen. Während beim Spritzgießverfahren für jedes Teil eine neue Form erstellt werden muss, lassen sich die Abmessungen im virtuellen Design schnell anpassen und sofort vor Ort additiv fertigen. Einen ähnlichen Anwendungsfall zeigt der Möbelhersteller Ashley Furniture. Noch bis vor wenigen Jahren bezog Ashley Furniture seine Führungsstifte extern und unterwarf sich dabei einer Mindestbestellung von 1200 Stück. Dabei benötigte das Unternehmen meist deutlich kleinere Stückzahlen. Der Einsatz einer vernetzten 3D-Fertigungsstation erlaubte ihnen ihre benötigten Komponenten nach Bedarf und in enger Abstimmung mit der Designabteilung innerhalb weniger Stunden vor Ort zu drucken. Dies ermöglichte ihnen nicht nur eine flexiblere und günstigere Produktion, sondern auch ein schnelleres und unabhängiges Arbeiten. Oftmals wochenlange Vorlaufund Lieferzeiten externer Dienstleister entfielen. Durch die Möglichkeit, Teile innerhalb kürzester Zeit nach Bedarf zu drucken, wird zudem weniger Lagerfläche benötigt, da eventuell benötigte Teile nicht mehr in großer Stückzahl auf Vorrat gehalten werden müssen. Spezielle Anforderungen individuell lösen Ein weiterer Einsatzbereich ist die Fertigung individueller Lösungen, wie sie beispielsweise in der Zahnmedizin benötigt werden. Neue 3D-Druck-Technologien und -Materialien ermöglichen die Herstellung neuer Formen und individueller Lösungen, die mit konventionellen Verfahren gar nicht oder nur äußerst aufwendig möglich wären. Statt in aufwendiger Handarbeit oder mit teuren externen 3D-Industriedruckern können spezifische, individuelle Lösungen wie Prothesen und transparente Aligner so in kürzester Zeit und zu einem Bruchteil der Kosten gedruckt werden. Auch Gillette konnte mithilfe des digitalen Workflows den individuellen Wünschen seiner Kunden gerecht werden. Kunden konnten online ihren individuellen Rasiergriff nach eigenen Wünschen gestalten und bestellen. Durch die Zusammenarbeit mit Formlabs konnten die individualisierten Rasiergriffe schnell und kostengünstig gefertigt werden. Ohne den digitalen Workflow wäre dieser Kundenservice gar nicht möglich ■ gewesen. Formlabs GmbH www.formlabs.com/de additive April 2020 53
