Wann 3-D-Druck Sinn macht
Auf den Einkauf kommen mit dem 3-D-Druck neue Herausforderungen zu. Die Umstellung von konventioneller auf Additive Fertigung (3-D-Druck) beeinflusst das Management der Materialgruppen. Der Einkauf muss sich daher mit neuen Dienstleistern befassen. In diesem Fall mit Rapid Prototyping- bzw. On-Demand-Fertigern.
Spritzguss dauert und kostet
Das Additive Verfahren hat große Vorteile gegenüber Spritzguss. Denn dieser erfodert viele Korrekturläufe. Die machen das Verfahren langsam und teuer. Hinzu kommen lange Reaktionszeiten. Gewöhnlich müssen Einkäufer bis zu bis fünf Tage auf ein Angebot warten.
3-D-Druck eignet sich gut zur Herstellung funktionsfähiger Prototypen. Ebenso können Kleinserien, komplexe Designs und Endanwendungen hergestellt werden. Auch zur Reduzierung mehrteiliger Baugruppen ist 3-D-Druck ein kostengünstiges Verfahren.
Es entsteht praktisch kein Abfall mehr. Unternehmen können Prototypenteile zum Testen der Passform und Funktion von Bauteilen rasch verfügbar machen. Im Idealfall kommt das Endprodukt schneller als beim Wettbewerber auf den Markt.
Additive Fertigung lässt sich auch bei kritischen Teilen problemlos anwenden. Ideales Vorgehen: Kunden laden ihre CAD-Modelldaten auf eine Angebotsplattform hoch. Es erfolgt eine Machbarkeitsprüfung. Ein guter Dienstleister produziert ein komplexes Teil innerhalb von zwei Tagen.
Aus strategischer Sicht fragen
Holen Sie schon bei Vorüberlegungen die Expertise eines erfahrenen (!) Dienstleisters ein. Dieser unterstützt Sie bei Materialbestimmung, Verfahrensauswahl, Machbarkeitsanalysen. Eine Checkliste hilft Ihnen beim Gespräch:
- Inwieweit lassen sich Produkteinführungszeiten verkürzen und Nachfrageschwankungen über den gesamten Produktlebenszyklus strategisch managen?
- Welche Bauteile kommen in Frage? Werden zunächst nur individuelle Prototypen benötigt und sind auch kundenspezifische Teile für den Endgebrauch in Kleinserie gefragt?
Infos und Empfehlungen für Einkäufer und/oder die Geschäftsleitung
• Digitale Fertigung ermöglicht es, sämtliche Schritte der Produktentwicklung zeitnah zu durchlaufen. Innerhalb weniger Tage lassen sich funktionsfähige Prototypen und Komponenten durch 3-D-Druck, CNC-Bearbeitung und Spritzguss im Expressverfahren fertigstellen.
• Der industrielle 3-D-Druck ist ein additives Fertigungsverfahren, das sich optimal für funktionsfähige Prototypen, Einzel- und Ersatzteile (z.B. durch Metall-3-D-Druck) oder komplexe Designs sowie zur Reduzierung von mehrteiligen Baugruppen und für Endanwendungen eignet.
• Kurze Bearbeitungszeiten erlauben mehrere Designänderungen gleichzeitig.
• Bedarfsorientierte Produktion ermöglicht die effektive Steuerung von Nachfrageschwankungen und Lagerkosten.
• Risikominimierung: Durch kostengünstige Aluminiumwerkzeuge lässt sich ein Design validieren, bevor Investitionen in Stahlwerkzeuge getätigt werden.
• 3-D-Druck eignet sich insbesondere für die Herstellung von einem Teil bis ca. 50 Teile.
Verfahren
Stereolithographie:
Hierbei wird flüssiger Duroplast-Kunststoff mit einem ultravioletten Laser punktgenau belichtet.
Selektives Lasersintern:
Ein CO2-Laser verschmilzt Schichten aus Polyamid-basiertem Pulver zu einem Festkörper; nach jeder Schicht verteilt eine Rakel eine frische Pulverschicht auf dem Bett, bis ein fertiges thermoplastisches Teil hergestellt ist.
Direktes Metall-Lasersintern:
Eine Faserlaseranlage zeichnet auf einer Oberfläche aus atomisiertem Metallpulver; das Pulver wird zu einem Festkörper geschweißt; nach jeder Schicht fügt ein Beschichter eine frische Pulverschicht hinzu, bis ein endgültiges Metallteil geformt ist.
Multijet-Funktion:
Durch ein Düsen-Array werden selektiv ein wärmeleitendes Mittel und ein wärmehemmendes Mittel in ein Bett aus Nylonpulver eingespritzt; eine Hitzequelle bewirkt die Verschmelzung zu einer festen Schicht; danach wird eine neue Pulverschicht auf das Bett aufgebracht, bis das Teil fertig ist.
Polyjet- und Silikon-3-D-Druck:
Bei beiden Verfahren werden aus mehreren Düsen flüssige duroplastische Harze auf eine Bauplattform gesprüht und sofort ausgehärtet; nach dem Bau wird das Stützmaterial in einem Reinigungsprozess vom 3-D-gedruckten Teil entfernt.
Fertiger und Fertigungsvarianten
• On-Demand-Fertigungsservices haben spezielle Kompetenzen und bieten in der Regel eine breite Palette an Maschinen und Fertigungsverfahren, z.B. für Spritzguss, CNC-Bearbeitung und 3-D-Druck; diese Fertiger begleiten den Kunden, ausgehend von der Entwurfs- und Entwicklungsphase, über den gesamten Lebenszyklus des Produktes hinweg.
• Inhouse-Fertigung ist eine bequeme Option, die sich allerdings auf Maschineninvestments beschränkt; Desktop- oder industrielle 3-D-Drucker könnten sowohl ein Produktkonzeptmodell als auch Teile zum Testen der Form- und Passgenauigkeit drucken; eine industrielle CNC-Maschine oder eine Spritzgusspresse könnte serienfertige technische Teile fertigen; Kostenblöcke: Vorlaufinvestitionen, Maschinenkauf, qualifiziertes Personal und Lagerung von Werkstoffen.
• Großserienhersteller konzentrieren sich zumeist auf Spritzguss und CNC-Bearbeitung. Hohe Volumina, oft auch in Millionenhöhe, ermöglichen geringe Stückpreise. Diese Anbieter sind überlegen, wenn es gilt, durch Hochgeschwindigkeitsfertigung identischer Teile Zeit und Geld zu sparen. Allerdings kann dies mit hohen technischen Anfangskosten verbunden sein.
Spezielle Anforderungen für Prototypenherstellung
• Die Wahl des Lieferpartners ist entscheidend, wenn es um Prototypenherstellung oder Serienfertigung geht; egal, ob einmaliges Projekt oder Aufbau einer langfristigen Geschäftsbeziehung: Zulieferer müssen jederzeit allen Anforderungen gerecht werden; der Einkauf muss dazu den Anbietermarkt kennenlernen.
Weitere Dienstleister:
- Protolabs: https://www.protolabs.de
Fazit:
Nutzen Sie die Möglichkeiten beim 3-D-Druck zur Kostenreduzierung und schnellerer Fertigung.
Hinweis:
Weitere Infos und Empfehlungen für Einkäufer / Geschäftsleitung stellen wir Ihnen dazu auf www.fuchsbriefe.de zur Verfügung.
