3D-Druck von einfachen Teilen kann schnell und kostengünstig sein

Es gibt eine Menge Vorurteile gegenüber dem 3D-Druck. Nette Technologie, aber was kann man damit in der Produktion tatsächlich machen, wenn man nicht selbst teure Teile herstellt? Nichts. Zumindest war das die Schlussfolgerung, die wir vor etwa fünf Jahren gezogen haben. Heute sieht die Sache ganz anders aus. Der 3D-Druck hat sich durch Versuch und Irrtum zu einem Verfahren entwickelt, mit dem wir echte Produktteile in mittlerem Umfang herstellen können.

Robland stellt seine eigenen Holzbearbeitungsmaschinen her, die ihren Weg zu Tischlern in aller Welt finden. Um diese Maschinen herzustellen, besteht unser Produktionsprozess aus drei Abteilungen: Blechbearbeitung, Zerspanung und Schweißen. Wir arbeiten hier immer noch mit der Mentalität "wenn wir es selbst machen können, machen wir es". Im Jahr 2019 haben wir zum ersten Mal mit dem 3D-Druck experimentiert. Einer unserer Ingenieure hatte ein solches Gerät zu Hause und sah das Potenzial, es auch für den Bau von Prototypen in der Werkstatt zu nutzen. Ein erster Testfall stellte sich schnell ein. Wir hatten ein Problem mit einer ABS-Abdeckung. Der Lieferant konnte nicht liefern, warum also nicht 3D-Drucken?

Wir haben sofort unsere Lektionen gelernt. Fang mit kleinen Teilen an und kaufe dafür gleich einen besseren Drucker. Ein Modell von ein paar hundert Euro bringt zu viele Einschränkungen mit sich. Aber wir haben den Dreh raus, weil wir das Teil jetzt selbst billiger herstellen können, als es von einem Zulieferer zu kaufen. Also haben wir weiter nach neuen Möglichkeiten innerhalb unserer Produktion gesucht. Zum Beispiel, wie wir einen 3D-Drucker einsetzen können, um mühsam zu montierende Teile in einem Stück herzustellen. Oder wie wir bestimmte Ersatzteile für ältere Maschinen nicht mehr auf Lager halten mussten, sondern auf Abruf drucken und unseren Service für die Kunden verbessern konnten.

Wenn es für ein bestimmtes Teil einen Business Case gäbe, könnte der 3D-Drucker mit der Arbeit daran beginnen. Aber wie sieht es mit dem Zeitfaktor aus? Der 3D-Druck dauert viel länger als herkömmliche Bearbeitungsverfahren. Stimmt, aber haben Sie auch die Zeit zwischen dem Warten und der tatsächlichen Produktion berechnet? Das haben wir. Vom Produktionsauftrag bis zum fertigen Produkt nimmt der Bearbeitungsprozess nur fünf Prozent der Zeit in Anspruch. Der Rest entfällt auf das Warten auf das Rohmaterial, das Warten auf den nächsten Arbeitsgang, die Endbearbeitung... Im Durchschnitt benötigen wir drei bis vier Wochen für die Planung von Teilen. Beim 3D-Druck schicken wir sie an unsere Druckerei und haben am nächsten Tag einen Vorrat für eine Woche.

Heute besteht diese Druckerei bereits aus etwa 60 Druckern. Fast jede Woche kommt ein weiterer hinzu. Wir stellen damit bereits mehr als 179 verschiedene Teilenummern her, was 90.000 Teilen pro Jahr entspricht. Die Seriengröße schwankt zwischen 5 und 4.500 Stück. Dafür benötigen wir durchschnittlich 280 Kilogramm Filament pro Monat. Eine Erfolgsgeschichte. Auf jeden Fall. Aber es gab auch Stolpersteine. Den größten Nutzen ziehen wir aus Teilen, die wir neu entwickeln können. Um aus separaten Teilen eine integrierte Komponente zu machen, die sich leicht anbringen lässt. PLA hat nicht die gleiche Festigkeit wie Stahl, aber das ist auch nicht immer nötig. Außerdem sollte man nicht denken, dass alles in 3D gedruckt werden kann oder dass es sowieso fehlerfrei ist.

Aber die Vorteile und potenziellen Kosteneinsparungen sind bei dieser Technologie vorhanden. Dank der Überzeugungstäter unter uns in der Werkstatt haben wir es geschafft, dass sich die Teile bewähren. Der 3D-Druck kann, und er kann erschwinglich sein, auch für Nicht-High-End-Anwendungen. Er verdient zumindest die Aufmerksamkeit eines jeden Maschinenbauers, da er eine interessante Lösung darstellt. 

(Zu einem Vortrag bei Machineering)