3D-Druck Schneider Electric setzt beim digitalen Wandel auf Additive Fertigung

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Schneider Electric zeichnet intern ein spanisches Werk als „Smart Factory“. aus wegen seiner. Grund dafür war die schnelle digitale Transformation hin zu Industrie 4.0 durch den Einsatz eines 3D-Druckers von Stratasys.

Im Laufe des vergangenen Jahres hat der Industriekonzern Schneider Electric weltweit mit der Umsetzung des Konzepts „Industry 4.0“ begonnen. Im Projekt „Smart Factory“ werden Technologien auf dem neuesten Stand der Technik und alle Vorteile des industriellen Internet der Dinge (Industrial Internet of Things – IIoT) zur Prozessoptimierung eingesetzt. Dahinter steht die Idee, die betriebliche Effizienz zu steigern und die Kosten für die Kunden zu senken. Diese Initiative wurde in allen Fabriken weltweit eingeführt und jedes Werk aufgefordert, den digitalen Wandel voranzubringen.

Werk spart 20.000 Euro in Produktion von Montagebandwerkzeugen

Eine Vorzeigeprojekt ist das Werk in Puente la Reina (Spanien), in dem auf strategische Weise die Materialextrusion (bei Stratasys: FDM-Verfahren) als additives Verfahren innerhalb des gesamten Produktionsablaufs eingesetzt wird. Das Werk konnte dadurch nach eigenen Angaben eine erhebliche Effizienzsteigerung im Rahmen seines Werkzeugbaus erreichen. Dadurch gewann das Werk erst kürzlich den europaweiten internen Wettbewerb „Smart Factory“ von Schneider Electric – eine Anerkennung für die Beschleunigung des Wandels hin zu Industrie 4.0. Im Rahmen dessen wurde eine große Menge an 3D-gedruckten Fertigungswerkzeugen in kurzer Zeit produziert; zudem erreichte man damit deutliche Kostensenkungen und eine optimierte Effizienz der Lieferkette.

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„Im vergangenen Jahr haben wir mithilfe der Materialextrusion etwa 20.000 Euro allein in der Produktion von Montagebandwerkzeugen eingespart. Dadurch hat sich die anfängliche Investition in den 3D-Drucker F170 ausgezahlt“, sagt Manuel Otamendi, Manager für Industrialisierung und Instandhaltung – Global Supply Chain bei Schneider Electric im Werk Puente la Reina. „Mit dieser Technik haben wir die Möglichkeit, neue Hochleistungsproduktionswerkzeuge in nur einem Tag herzustellen, während wir früher für dieselben Werkzeuge über Outsourcing mindestens eine Woche benötigt hätten. Das reduziert unsere Abhängigkeit von Lieferanten erheblich und bietet uns viel mehr Kontrolle über den Werkzeugbau, der aufgrund der allgemeinen Flexibilität unseres Fertigungsverfahrens gestiegen ist und die Zeit bis zur Marktreife unserer Produkte beschleunigt hat.“

Optimierung des Werkzeugbaus im gesamten Werk

Schneider Electric hat den industrietauglichen 3D-Drucker Stratasys F170 über den lokalen Vertriebspartner Pixel Sistemas erworben und setzt die Technologie nun für eine große Bandbreite an Werkzeugbauanwendungen ein. Dazu zählen unter anderem Montagebandwerkzeuge, Betriebsmittel und Vorrichtungen, Robotergreifer und sonstige Roboterarmaufsätze. Alle wurden früher per Outsourcing bei Dritten bestellt und in teurem Spritzguss- oder CNC-Verfahren hergestellt. Der 3D-Drucker von Stratasys ist im Werk laut Schneider Electric zum regelrechten Arbeitstier geworden, das pro Jahr etwa hundert neue Fertigungswerkzeugentwicklungen auswirft.

Als Beispiel hierfür dient die Fertigung eines Greifers für Roboterarme am Montageband: Durch die Nutzung des 3D-Druckers F170 kam Schneider Electric auf neue Anwendungsideen für die Greifer – nicht nur, um die Leistung der Roboter zu steigern, sondern auch, um erhebliche Kosteneinsparungen zu erzielen.

„Bei Aluminiumteilen der Gussform ist es keine Seltenheit, dass sie bei einer Kollision zerbrechen; dann wird der Ersatz teuer“, erklärt Otamendi. „Um dies zu umgehen, können wir jetzt kostspielige Aluminiumgreifer für Roboterarme durch 3D-gedruckte Alternativen ersetzen. Die 3D-gedruckten Teile bieten nicht nur die gleichen mechanischen Leistungsmerkmale wie die traditionellen Werkzeuge, sondern – und das ist noch viel wichtiger – gewährleisten den Schutz von teureren Aluminiumteilen, wenn die Formen miteinander kollidieren. Wenn ein 3D-Druckwerkzeug zerbricht, können wir innerhalb weniger Stunden schnell einen kostengünstigen Ersatz mithilfe des 3D-Druckers herstellen.

„Um ein Gefühl für die Kosteneinsparungen zu vermitteln: Das Outsourcing eines zerspanten Greifers kostete uns normalerweise etwa 200 Euro pro Werkzeug. Jetzt können wir es bedarfsgerecht für etwa 100 Euro pro Stück 3D-drucken. Die Möglichkeit, die Komplexität unserer Lieferkette zu vereinfachen, ist uns derzeit sehr wichtig. Es ist daher von wesentlicher Bedeutung für uns die bedarfsgerechte Fertigungskapazität intern zu haben.“, fügt er hinzu.

Höhere Wirtschaftlichkeit des Werks durch Digitalisierung

Nachdem seit der Integration des Stratasys-Verfahrens erhebliche Kosteneinsparungen und ein optimierterer Produktionsablauf erzielt wurden, hat sich dies positiv auf die Gesamtwirtschaftlichkeit des Werks ausgewirkt und die Markteinführungszeit in Schlüsselbereichen verkürzt.

Erfolgreich mit Industrie 4.0

Smart Factory

„Additive Fertigung hat unsere Arbeitsweise verändert – und unsere gesamte Einstellung in Bezug auf unser zukünftiges Handeln“, sagt Otamendi. „Während wir weiterhin unseren 3D-Drucker dazu nutzen, unser Werkzeugbauverfahren zu optimieren, erkunden wir aktiv neue Wege der Nutzung anderer leistungsstarker FDM-Materialien in der 3D-Druckerbaureihe Stratasys F123. Dies gilt vor allem für die Nutzung von Endproduktanwendungen am Fertigungsband. Die vermehrte Anwendung dieser Technologie wird bei der Einhaltung unserer Ziele hinsichtlich des digitalen Wandels eine wichtige Rolle spielen.“

Yann Rageul, Vorsitzender für Manufacturing Solutions EMEA bei Stratasys, sagt: „Bei unserem Weg durch die globale Pandemie hat sich deutlich gezeigt, dass additive Fertigung eine wichtige Rolle in der Verbesserung der traditionellen Lieferketten und in konventionellen Fertigungslinien spielen kann. Die Geschäftsführungen sind auf der Suche nach erneuter Optimierung ihrer Betriebsabläufe. Deshalb ist es unserer Ansicht nach zu erwarten, dass die Unternehmen die Technologie vermehrt auf einer strategischen Ebene einsetzen werden, wie es auch bei Schneider Electric der Fall ist, bei denen der digitale Wandel innerhalb des Geschäftsbetriebs weiterhin erfolgreich vorangetrieben wird. Die additive Fertigung steigert nicht nur die Flexibilität innerhalb der Produktion und reduziert die Abhängigkeit von Lieferanten – sie eröffnet auch die Möglichkeit, innerhalb der Produktentwicklung erhebliche betriebliche Effizienzsteigerungen zu erzielen. Das war zwar von jeher ein allgemein gültiges Ziel in den meisten Unternehmen, aber durch die Auswirkungen des COVID-19 hat dies an Bedeutung noch weiter zugenommen.“

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