Additive Fertigung in der Industrie


Wettbewerbsfaktor Zeit

Die Produktentwicklungszyklen in der traditionellen Herstellung dauern Monate, bedingen hohe Anlaufkosten für Maschineneinrichtung und Werkzeugbereitstellung und haben Einschränkungen in der Produktion. Speziell bei komplexen Produktionsstrukturen fallen hohe Kosten und viel Kommunikation bei der Entwicklung an. 3D-Druck ermöglicht das Designen von sehr komplexen Architekturen auf Abruf und konzentriert sich auf detaillierte Produkte. Das Zusammenfassen von zuvor einzelnen Komponenten zu einem einzigen Teil kann die Herstellkosten deutlich reduzieren. Hersteller können so Betriebskosten reduzieren und die Funktionalität ihrer Produkte verbessern. Ein Ziel der traditionellen Herstellung ist, die Produktion zu standardisieren, um die Kosten der Fertigung und Vorabkosten von Maschineneinrichtung und Werkzeugbereitstellung zu senken. Das soll durch eine Konsolidierung von Produktionskapazitäten erfolgen, um Massenproduktionsvorteile und Leistungsfähigkeit zu erzielen. Ein 3D-Druck benötigt lediglich eine digitale Datei mit dem Design eines Produkts. Er ist überaus nützlich bei der Produktion von Prototypen, seltenen Ersatzteilen, hochwertigen Produkten in geringer Menge und komplexen Komponenten zur Vorbereitung von Massenproduktionen. Siemens druckt zum Beispiel Ersatzteile für Schienenfahrzeuge und kann damit die Herstellungszeit der Teile nahezu halbieren. Airbus druckt Teile für den Flugzeugrumpf ihres A320, die leichter sind und somit den Kraftstoffverbrauch und die Kohlendioxidemissionen verringern.

Geeignete Bauteile erkennen

Komponenten mit hohen Arbeitskosten, die eine umfangreiche Werkzeugausstattung oder teure Montage sowie zusätzliche Vorabproduktionsprozesse benötigen, sind für den 3D-Druck in Betracht zu ziehen. Die Reduzierung der Montageschritte bei der Herstellung von komplexen Teilen auf einen einzigen Schritt senkt die Kosten für die Montage. 3D-Druck erlaubt spezielle Kundenbestellungen ohne Kostensteigerung – und stellt damit die traditionelle Herstellung auf den Kopf. Die Fertigung von individuellen Teilen wird besonders für Hersteller mit einem kleinen Produktumschlag zu einer Option. Lassen sich ganze Fertigungsabfolgen an Dienstleister auslagern, kommen Hersteller mit weniger komplexen Produktionsumgebungen zurecht. Beziehen Kostenkalkulationen alle aufgeführten Faktoren ein, wird die Palette an Bauteilen schnell deutlich größer, die sich additiv wirtschaftlichfertigen lassen.Während sich die Materialkosten beim 3D-Druck ändern, bleiben die Fixkosten fast gleich. Die traditionelle Herstellung rechnet mit zusätzlichen Kosten und Zeit bei dem Produktionsprozess aufgrund von Abfällen. Beim 3D-Druck entsteht deutlich weniger überschüssiges Material und geringerer Kohlendioxidausstoß. Treibhausgasemissionen können um 30 Prozent durch die Verwendung von 3D-Druck-Technologie gesenkt werden. Verglichen mit älteren Technologien, fällt beim 3D-Druck für Metallteile beispielsweise 40 Prozent weniger Abfall an. Insgesamt lassen sich 98 Prozent des Abfalls recyceln. Abhängig von der verwendeten Technologie ist 3D-Drucken fast abfallfrei, so eine Studie der Berkeley Universität.

Mit dem Kunden zusammen

Kombinieren produzierende Unternehmen guten Service, Reaktionsbereitschaft, Agilität und attraktive Produkte, lässt sich eine Kundenbindung herstellen, die auch hartem Wettbewerbsdruck standhält. Vor allem wenn Kunden selbst Teil des Lieferkettennetzwerkes werden und aktiv zum Produktenwicklungsprozess beitragen. Denn auch die Abnehmer der eigenen Produkte stehen oft unter Innovationsdruck. Soll 3D-Druck ein integraler Bestandteil der Fertigung werden, muss auch die IT-Architektur darauf abgestimmt sein – innerhalb des Unternehmens oder sogar über die Lieferkette hinweg. SAP bietet beispielsweise die Cloudlösung ‘SAP Digital Manufacturing Cloud’ an, in der physische Bestände etwa von Ersatzteilen durch ein digitales Lager ersetzt werden können. Mit der SAP-Anwendung ‘Manufacturing Network’ werden die Designdateien abgesichert abgelegt. So kann bestimmt werden, dass nur die Teile gedruckt werden, die autorisiert wurden. Hohe Lagerkosten, fehlende Teile, frustrierende Lieferzeiten, große Ersatzteillager gehören der Vergangenheit an. Hersteller auf der Suche nach einem 3D-Druck-Dienstleister können das Netzwerk ebenfalls nutzen. Die Plattform will produzierende Unternehmen mit 3D-Druck-Anbietern, Pulverlieferanten, Designagenturen und Zertifizierungsbüros zusammenbringen. Der Pre-Production Approval Process (PPAP) wird ebenfalls unterstützt. All das sind wichtige Grundlagen, um die spannende Technologie der generativen Fertigung nahtlos in das eigene Wertschöpfungsnetzwerk zu integrieren.

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