Ersatzteil-Management: Wie 3D-Druck die Lieferkette stärkt

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In vielen Branchen ist eine gesicherte Lieferkette mit bedarfsgerechter Ersatzteilfertigung elementar. Hier kann die additive Fertigung Vorteile mit sich bringen, weil sie eine Fertigung nach Bedarf ermöglicht.

Ersatzteil-Management optimieren: Mit der industriellen Polymer-3D-Drucktechnologie können Teile hergestellt werden, die in Funktion und Leistung nahezu identisch mit herkömmlich hergestellten Teilen sind. Dabei werden jedoch oft viel weniger Komponenten verwendet: ein oder zwei statt 20 oder 30. Dies trägt dazu bei, die Kosten und den Aufwand für die Beschaffung von Zulieferern und die Aufrechterhaltung von Lieferketten zu senken, ohne dass die Produktionsmenge oder -qualität darunter leidet. Durch die frühzeitige Konsolidierung von Bauteilen wird vermieden, dass dies zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich ist, wenn eine Neukonstruktion – oder gegebenenfalls eine Neuzertifizierung zur Erfüllung von Sicherheitsanforderungen – viel komplizierter wäre.

Kostspielige Werkzeuge und Gussteile eliminieren

Durch den industriellen 3D-Druck werden Werkzeuge und Gussformen vollständig aus der Fertigungsgleichung entfernt. Damit entfallen zwei wichtige Kostenfaktoren: Bei der subtraktiven Fertigung müssen nicht nur Werkzeuge und Formen entworfen, hergestellt und beschafft werden, bevor man Teile herstellen kann. Die Werkzeuge müssen auch auf CNC- und Spritzgießmaschinen montiert und anschließend in der Fabrik getestet werden. Im Erfolgsfall müssen die Formen gelagert werden, was die Gemeinkosten erhöht. Außerdem dauert dies Monate, selbst wenn die Lieferkette reibungslos funktioniert.

Der industrielle 3D-Druck erfordert nichts von alledem. Die Technologien und Materialien erfordern zwar eine beträchtliche Anfangsinvestition, doch allein durch die Vermeidung der laufenden Kosten für Werkzeuge und Formen lassen sich so viele Einsparungen erzielen, dass sie einen beträchtlichen Teil dieser Vorlaufkosten ausgleichen. Als die Deutsche Bahn bei der Herstellung neuer fluoreszierender Leuchten für die Informationsanzeige an Bord von Zügen den Spritzguss durch den 3D-Druck von Polymeren ersetzte, senkte sie ihre Herstellungskosten um 80 Prozent. Außerdem wurde die Produktionszeit um 75 Prozent reduziert, da das Projekt vom Start bis zur Auslieferung des ersten Teils nur einen Monat dauerte.

Verbesserung der Bestands- und Ersatzteilverwaltung

Die Teile- und Materialbestände traditioneller Hersteller sind oft riesig, was sich in den Lagerhaltungskosten niederschlägt. Dies ist bei der additiven Fertigung nicht der Fall. Wesentliche Komponenten für eine AM-Produktion können schnell und bedarfsgerecht hergestellt werden. Umfangreiche Ersatzteilbibliotheken sind nicht wie bei der traditionellen Fertigung erforderlich, da die Bauteilspezifikationen digital als CAD-Dateien gespeichert werden. Anstatt Ersatzteile auf Lager zu haben, lassen sich Ersatzteile bei Bedarf produzieren.

Ein Beispiel: Mit Hilfe des EOS Additive Minds Consulting Teams erkannte Daimler Buses, dass seine Sammlung von über 320.000 Ersatzteilen (für seine Tochtergesellschaft EvoBus) eine erhebliche Kostenineffizienz darstellte. Die Experten von Additive Minds halfen dem Unternehmen bei der Identifizierung von mindestens 2.600 Teilen in seinem Ersatzteilbestand, die bei Bedarf durch industriellen 3D-Druck hergestellt werden könnten. Dies führte zu einem erfolgreichen Pilotprojekt und veranlasste Daimler, den Einsatz von AM in absehbarer Zeit zu erhöhen.

Der industrielle 3D-Druck vereinfacht auch die Lieferkette und die Logistikanforderungen, wenn Ersatzteile für spezielle Anwendungen benötigt werden. Die erwähnten Zug- und Bushersteller, die ihre Fahrzeugflotten oft über viele Jahre hinweg in Betrieb halten, müssen sich nicht darauf verlassen, dass weit entfernte (und hochpreisige) Zulieferer die einzige Quelle für auslaufende Teile sind, wenn sie additive Fertigung einsetzen. AM wird in der Industrie immer häufiger eingesetzt: So hat beispielsweise die Deutsche Bahn vor kurzem ihr 100.000stes 3D-gedrucktes Ersatzteil hergestellt (ein wichtiges Getriebegehäuse für Rangierlokomotiven). Mit 3D-Drucktechnologien wie dem selektiven Lasersintern (SLS) können Ersatzteile für Züge und Busse hergestellt werden, die den Fähigkeiten des Originals entsprechen oder diese sogar übertreffen und die Lebensdauer der Produkte verlängern.

Ersatzteil-Management: Vorteile einer dezentralisierten Produktion

Bei der traditionellen Fertigung ist die Produktion in der Regel zentralisiert und findet in einigen wenigen ausgewählten Unternehmensstandorten statt (oder nicht selten in nur einem). Wenn in einer dieser Anlagen ein mechanisches Versagen, technische Schwierigkeiten, Stromausfälle oder andere Umstände auftreten, die die Produktion unterbrechen, stellt dies in jedem Fall einen massiven Engpass dar. Die Auslagerung der Teileproduktion mindert das Problem nicht, da die Verantwortung für die Überwachung der Lieferkette weiterhin beim Hersteller liegt. AM ermöglicht eine dezentralisierte Produktion. Sie können eine Reihe von industriellen 3D-Drucksystemen über eine größere Anzahl kleinerer Anlagen verteilen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Produktion und die Logistik nicht durch Ausfallzeiten an einem oder sogar zwei Standorten verzögert wird. Unabhängig von den anfänglichen Kosten für die Ausrüstung und die Einrichtung der Anlage lohnen sich in vielen Fällen die langfristigen Kostenvorteile für die Produktionskapazitäten, das Lieferkettenmanagement und die Auftragsabwicklung.

Ersatzteil-Management: Überschüssige Ersatzteile vermeiden

Praktisch alle beschriebenen Vorteile tragen in unterschiedlicher Form zur Nachhaltigkeit bei. Angesichts der Dringlichkeit des globalen Klimaproblems kann man wohl behaupten, dass dies der wichtigste Vorteil ist, den der industrielle 3D-Druck zu bieten hat. Polymer-AM ermöglicht eine nachhaltige Ersatzteilproduktion und trägt dazu bei, den CO2-Fußabdruck der Hersteller insgesamt zu verringern. Durch ein effektives Ersatzteil-Management und die Vermeidung der unnötigen Herstellung von überschüssigen Ersatzteilen trägt der industrielle Polymer-3D-Druck auch zur Rationalisierung der Lieferkette bei, wodurch die Produktionskosten gesenkt und die Markteinführung beschleunigt werden.

Der Autor Fabian Alefeld ist Senior Manager - Academy & Consulting bei EOS.

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