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Ersatzteile

Hier lohnt sich 3D-Druck

| Autor / Redakteur: Stephan Kegelmann / Simone Käfer

Setzt man den 3D-Druck für sein Ersatzteilmanagement richtig ein, wird das Lager schrumpfen.
Setzt man den 3D-Druck für sein Ersatzteilmanagement richtig ein, wird das Lager schrumpfen. (Bild: gemeinfrei (Maklay62/pixabay) / CC0)

Es ist nicht sinnvoll, jedes Ersatzteil additiv zu fertigen. Welche Bauteile sich lohnen, können Sie mit wenigen Fragen herausfinden.

Nicht jedes Produkt oder Bauteil ist additiv besser oder günstiger herzustellen als auf klassischen Wegen. Aber man darf auch nicht den Fehler begehen, allein durch einen Wechsel des Fertigungsverfahrens noch günstiger in kleineren Losgrößen produzieren zu wollen, wenn das ausgesuchte Bauteil über viele Jahre hinweg an die technischen und finanziellen Grenzen gebracht wurde. Die Wirtschaftlichkeit eines additiv gefertigten Ersatzteils erschließt sich erst durch eine Betrachtung der TCO, der Total Cost of Ownership.

Bei der Additiven Fertigung sind Werkzeug- und Rüstkosten vernachlässigbar und es kann in Losgröße 1 bedarfsgerecht und auf Abruf innerhalb kurzer Lieferzeiten produziert werden. Bei Standardbauteilen kommt es auch zu einem „Design Freeze“, selbst bei Mängeln wird das Produkt nicht weiterentwickelt. Liegt das Bauteil als für die Additive Fertigung geeigneter Datensatz, als digitales Ersatzteil vor, kann es kontinuierlich weiterentwickelt und auch kundenspezifisch angepasst werden. Bauteilspezifische Komplexität ist bei Additiver Fertigung kostenlos, oft ist das additive Ersatzteil sogar leistungsfähiger als das Originalteil. Es werden nur Datensätze aufbewahrt, die Verfügbarkeit ist günstig und unendlich lange möglich, es gibt keine physische Lagerhaltung und die damit verbundene Kapitalbindung mehr, das Abkündigungsrisiko geht gegen null. Zudem tragen digitale Ersatzteile zur Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung bei.

Wählen Sie das beste Produkt! Am 7. Juni 2018 verleiht der MM Maschinenmarkt zum dritten Mal die Best of Industry Awards. Eine Fachjury und die Leser des Fachmediums zeichnen mit dem Award hervorragende Produkte und innovative Konzepte aus. Das Online-Voting ist gestartet, also geben Sie Ihre Stimme für die Software Simufact Additive von Simufact Engineering, den 5-Achs-Gantry-Drucker Modell 175X von Hage 3D oder die 3D-Druckplattform Litho-Prof-3D von Multiphoton Optics.

Aber wie findet man den Königsweg, das volle Potenzial additiver Konstruktion und Fertigung auszuschöpfen? Zunächst gilt es, die eigene Organisation rund um 3D-Druck und Additive Fertigung aufzuklären und zu sensibilisieren, sodass ein gemeinsames Verständnis und Wissenslevel über die Möglichkeiten dieser Technik hergestellt ist. In der nächsten Phase wird versucht, Anwendungen mit dem höchsten Wertschöpfungspotenzial zu eruieren. Dazu werden Produktportfolio, Werkzeuge, Ersatzteile und Lieferketten einer detaillierten Effizienzbetrachtung unterzogen.

Ein genauerer Blick lohnt sich. Die eirtschaftlichen Vorteile der Additive Fertigung werden oft erst mit Einrechnen der Langzeitkosten deutlich.
Ein genauerer Blick lohnt sich. Die eirtschaftlichen Vorteile der Additive Fertigung werden oft erst mit Einrechnen der Langzeitkosten deutlich. (Bild: © Kegelmann Technik)

Identifizierung eines geeigneten Ersatzteils

Bei akuten Problemen kann man den Stier gleich bei den Hörnern packen. In der Verpackungslinie eines FMCG-Unternehmens kam es öfter im Jahr zu einem teuren und zeitaufwendigen Stillstand, weil besonders beanspruchte Teile mehrmals jährlich ausgetauscht und im Zuge des Ausfalls aufgetretene Kollateralschäden beseitigt werden mussten. Zudem war die jeweils kurzfristige Ersatzteilverfügbarkeit schwierig zu gewährleisten. In einem solchen Fall ist Additive Fertigung perfekt geeignet, die Situation zu verbessern. Als Lösung wurde zum einen die Umsetzung des Bauteils in Kunststoff statt in Metall vorgeschlagen. Durch eine bionische Rekonstruktion des Bauteils wurde es an den bekannten Bruchstellen verstärkt und trug durch das niedrigere Gewicht zudem noch zu einer geringeren Belastung bei. Die Lieferzeit lag plötzlich bei nur 48 Stunden – höchstens. Es ist offensichtlich, dass sich das Projekt für das Unternehmen enorm schnell mehr als bezahlt gemacht hat. Digitale Ersatzteile haben viele Vorteile, auch Wettbewerbsvorteile, auf operativer und strategischer Ebene.

Um eine Komponente zu identifizieren, die für die Additive Fertigung geeignet ist, kann man mit den folgenden Fragen die riskantesten Ersatzteile näher einkreisen:

  • Welche kritischen Ersatzteile sind auf Lager und werden dennoch nicht häufig gebraucht?
  • Welche Kapitalbindung steckt dahinter?
  • Wie lang ist die Lieferzeit?
  • Ist die Komponente überhaupt noch verfügbar?

Eines der Analysetools, die Kegelmann Technik bei der Beratung von Kunden einsetzt, ist ein Kosten-Gewicht-Diagramm von näher zu untersuchenden Teilen, die nach einer ersten Vorauswahl gemäß den Fragen bestimmt wurden. Für jedes Teil werden die Kosten und das Gewicht ermittelt und in einem Diagramm (x = kg, y = €) aufgetragen. Gerade Teile im oberen rechten Quadranten, Teile mit einem hohen Gewicht und hohen Kosten, bieten das größte Potenzial. Es lohnt sich eine nähere Untersuchung, ob Leichtbau durch Additive Fertigung und Bionik die Kosten senken kann. Im zweiten Iterationsschritt sind auch höhere Leistungsfähigkeit und verbesserte Nachhaltigkeit einzukalkulieren. Insbesondere wo schnellere Zykluszeiten und geringere Schwungmassen ins Spiel kommen, können die wirtschaftlichen Potenziale sehr schnell sehr groß werden.

Wettbewerbsvorteile durch Additive Fertigung

Man kann nicht oft genug betonen, welche Wettbewerbsvorteile der 3D-Druck einem Unternehmen bringen kann. Natürlich sind die individuellen Vorteile von Branche und Bauteil abhängig, aber generell kann man immer feststellen, dass die eigene Wertschöpfungskette verbessert und operative Effizienzvorteile auf einer höheren Ebene realisiert werden können.IIdealerweise betrachtet man Anfang und Ende eines Produktlebenszyklus gleichzeitig und bezieht schon bei der Entwicklung den Aftermarket mit ein. So können die Vorteile aus der Prototyping-Phase – schnelle Entwicklungsiterationen, schnellere Markteinführung, werkzeuglose Produktion – in die Aftermarket-Phase des digitalen Ersatzteiles transformiert werden und ermöglichen so neue Geschäftsmodelle und Strategien.

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Fachbuch „Additive Fertigung“ In dem neuen Grundlagenwerk "Additive Fertigung" erläutern bekannte Experten der ETH Zürich die zahlreichen Möglichkeiten der industriellen Entwicklung und Konstruktion additiv gefertigter Serien- und Endkundenteile. Neben erfolgreichen Produktbeispielen aus der Industrie werden neue Methoden und Vorgehensweisen vorgestellt, die dem Leser als praxisnaher Leitfaden dienen. „Additive Fertigung“ kann hier versandkostenfrei oder als eBook bestellt werden.

* Stephan Kegelmann ist Geschäftsführer von Kegelmann Technik in 63110 Rodgau-Jügesheim, Tel. (0 61 06) 85 07-0, info@ktechnik.de, www.ktechnik.de

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