3D Druck als Ersatzteillager der Zukunft

3D Druck als Ersatzteillager der Zukunft: on demand

[Gastbeitrag von Tobias Lang]

Im Bereich der Industrie 4.0 drängt sich der Teilbereich des 3D Drucks derzeit sehr stark nach vorne. Es gibt sehr viele Berichte während der Corona-Pandemie darüber, wie der 3D Druck hilft, Teile und ganz Module für Beatmungsmaschinen zu drucken. Das stößt auf sehr viel Zustimmung in der breiten Öffentlichkeit. Solche Module aus Kunststoff sind mittlerweile eine Leichtigkeit für einen 3D Drucker. Die additive Fertigung, so wie sie genannt wird, hat bisher aber noch nicht den totalen Sprung zu einer kompletten alternativen Produktion geschafft. Das scheint sich aber nun zu ändern. Gerade der Ersatzteilbedarf wird ein neues Feld sein, welches sich schon bald nur von der 3D Drucktechnik bedienen lässt. In der Prozessindustrie formiert sich ein Umdenken zu diesem neuartigen Verfahren. Insgesamt werden die Vorteile diesbezüglich von namhaften internationalen Firmen wie Evonik, BASF und Thaletec wie folgt gesehen:

1. Optimierungsmöglichkeiten für verfahrenstechnische Bauteile:

Dieses neue Herstellungsverfahren erlaubt komplexere Gebilde als dies die klassische Spritzgusstechnik vollziehen könnte. Das liegt daran, dass die Objekte Schicht für Schicht aufgetragen und nicht in einer vorgefertigten Form gespritzt werden, die mit einer limitierten CNC-Technik mühsam erstellt wurde.

2. Steigerung der Effizienz der chemischen Prozesse:

Die komplexeren Modelle haben einen größeren Effekt auf die Effizienz chemischer Prozesse. Das führt unmittelbar zu Verbesserungen, Beschleunigungen oder im besten Fall zu beidem.

3. Reduzierte Produktentwicklungszeiten:

Die Produktentwicklungszeiten werden verkürzt. Zuvor mussten nicht nur die Modelle kreiert, sondern auch noch aufwendiger produziert werden. Nun können die Hersteller die 3D Modelle, die ohnehin bereits in 3D Programmen wie beispielsweise CATIA oder AutoCad erstellt werden, gleich zum Druck freigegeben. Somit wird sogar der vermeintliche Prototyp zum ersten Produktionsteil, welches sogleich eingesetzt werden kann. Der Prozess der Vernetzung zwischen den Konstruktionsprogrammen und des ausführenden Drucks kommt dem Vernetzungswunsch innerhalb der Industrie 4.0 zudem deutlich nahe.

4. Ökologisch nachhaltige Lösungen:

Der Einsatz von Materialien wird gedrosselt. Zum einen entsteht weniger überschüssiges Material, welches entfernt werden müsste. Zum anderen sparen Unternehmen Platz, da nicht für das Lager produziert wird und Überkapazitäten angesammelt werden, die eventuell wieder weggeworfen werden müssten. Der Hersteller produziert jetzt nur noch on demand. So ist der Bedarf mit der Herstellung 1 zu 1 gedeckt.

5. Optimiertes Design:

Das optimierte Design der neuen Möglichkeiten bezieht alle drei wichtigen Funktionen ein, die neue Teile ausmachen. Diese sind die Strömung, der Wärmeübertrag und die Durchmischung.

3D Druck
3D Druck

Schwindende Lagerkapazitäten – ein großer Vorteil

Es sollten immer Ersatzteile zur Verfügung stehen, denn das versprechen die herstellenden Firmen ihren Kunden. Dennoch möchten Unternehmen sparen und wälzen einen Teil der Verantwortung auf die Lagerung und Logistik ab. Sie bekommen nun endlich mit dem 3D Druck tatkräftige Unterstützung, Kosten einsparen zu können, indem sie Lagerflächen reduzieren. Wenn sie nun die Teile ausdrucken, die gerade gebraucht werden, ist die Möglichkeit der Lagerplatzeinsparung maximiert. Lediglich die 3D Drucker und die Rohmaterialien fordern ihren Platz ein, der im Vergleich zu einem vollen Lager deutlich weniger ist.

3D Druck
3D Druck

Exkurs: Eroberung des Werkstoffs Metall durch die 3D Drucktechnik

Der 3D Druck ist schon seit längerem nicht nur auf den Werkstoff Kunststoff fixiert. Es lassen sich ebenfalls Metalle drucken. Das Verfahren ist etwas anders und wird mittels Metallpulveraufschichtung und Laserdruckern vollzogen. Das pulvrige Metall schmilzt durch die Hitze des Lasers und durch folgendes Abkühlen zu einem festen Bauteil, welche ebenso Schicht um Pulverschicht aufgebaut wird. Der Bedarf an metallischen Verschleißteilen ist weiterhin groß. Die Automobilindustrie oder die Raum- und Luftfahrt werden weiterhin metallische Einzelkomponenten benötigt. Ein Wechsel auf Kunststoff mit den zuvor genannten 3D Druckern ist nicht immer möglich. Die Maschinengrößen einer durchschnittlichen CNC-Maschine ist vergleichbar oder sogar zum Teil größer als ein 3D Laserdrucker, welche bisher diese Einzelkomponenten herstellt. Bei diesem neuen Verfahren wird aus ähnlichen Gründen wie beim Material Kunststoff und den jeweiligen 3D Druckern ersichtlich, dass diese neuartige Herstellungsart eine Konkurrenz ist, die schon bald die herkömmliche CNC-Technik komplett ablösen könnte.

Der Name des Autors: Tobias Lang – https://studi-kompass.com

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