Ein beschädigtes oder defektes Teil könnte eine Verringerung oder sogar einen völligen Stillstand der Produktion bedeuten, während man auf das Eintreffen des Ersatzteils wartet - eine kostspielige Unannehmlichkeit für Hersteller.
Einer der Bereiche, in denen sich der 3D-Druck als besonders bahnbrechend erwiesen hat, ist die Herstellung von provisorischen Ersatzteilen. Diese gedruckten Komponenten können oft die funktionalen Anforderungen erfüllen, bis eine länger haltbare Lösung beschafft oder hergestellt werden kann. Dies ermöglicht es der Industrie, die Produktion fortzusetzen, wodurch die Betriebszeit von Maschinen erhöht und Unsicherheiten in der Lieferkette minimiert werden.
In diesem Artikel beleuchten wir einige der gängigsten Herausforderungen für Hersteller in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungssektor und in der Industrie und zeigen, wie 3D-gedruckte provisorische Lösungen einen reibungsloseren Produktionsablauf ermöglichen.
1. Notfallreparaturen
Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Sie sind ein Industrieunternehmen, das sich bei der Ausführung eines lukrativen Auftrags für einen Kunden auf eine Maschine verlässt. Plötzlich geht ein wichtiges Teil der Maschine kaputt und die Produktion kommt zum Stillstand.
Ist das Ersatzteil nicht zur Hand, müssen Sie externe Lieferanten für die Fehlerbehebung, Komponenten oder Dienstleistungen kontaktieren. Die Zeit, die Sie damit verbringen, auf das Ersatzteil zu warten, bringt unweigerlich ein Element der Ungewissheit in eine ohnehin schon stressige Situation, die noch durch mögliche Verzögerungen und Kosten verschlimmert wird.
Warum der 3D-Druck eine Lösung ist
Mit der Einführung eines hauseigenen 3D-Druckers bietet die bedarfsorientierte Produktion industriellen Herstellern die Möglichkeit, provisorische Ersatzteile oder Werkzeuge für den jeweiligen Einsatzfall zu produzieren und so die Wartezeit zu verkürzen. Die Auswahl an leistungsstarken 3D-Druckmaterialien für die Industrie stellt sicher, dass die provisorischen Ersatzteile robust genug sind, um den Belastungen und Beanspruchungen standzuhalten, bis das Ersatzteil beschafft werden kann.
3D-Drucker wie der BigRep PRO oder der PRECISE von HAGE ermöglichen es Herstellern in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungssektor, mit technischen Materialien wie kohlefaserverstärkten Polymeren und Hochleistungsmaterialien wie flammhemmendem Polyetherketonketon (PEKK) zu drucken. Diese Materialien eignen sich besser für Teile, die Temperaturschwankungen oder betrieblichen Belastungen ausgesetzt sind.
2. Nicht verfügbare Ersatzteile
Es gibt verschiedene Gründe, warum ein Ersatzteil möglicherweise nicht verfügbar ist. Zum Beispiel könnte es nicht mehr auf Lager sein oder nicht mehr produziert werden. In Situationen, in denen Hersteller aus der Verteidigungs- oder Luft- und Raumfahrtbranche an abgelegenen Standorten arbeiten oder im Außendienst tätig sind, könnten sie außerhalb der Reichweite der traditionellen Lieferketten liegen.
In diesen Fällen sind dem Hersteller die Hände gebunden, da er keine unmittelbare Möglichkeit hat, das wichtige Ersatzteil zu beschaffen, um die Produktion wieder in Gang zu bringen.
Warum der 3D-Druck eine Lösung ist
In der Vergangenheit begegneten Hersteller Engpässen bei Ersatzteilen, indem sie ein physisches Inventar führten. Es ist jedoch nicht möglich, ein Inventar und die Logistik jedes Teils zu verwalten, das in den Produktionsablauf sowie in den Reparatur- und Wartungsprozess eingebunden ist. Die nächstbeste Lösung besteht darin, die Teile nach Bedarf zu beschaffen, aber das kann mit Verzögerungen verbunden sein.
Der 3D-Druck ermöglicht eine bessere Kontrolle der Lieferketten. Er ermöglicht die Herstellung von Teilen ohne Kompromisse bei der erforderlichen Präzision, Belastbarkeit und den funktionalen und materiellen Eigenschaften, die für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungssektor erforderlich sind.
3. Ersatzteile für das Training
Die Herstellung komplexer Maschinen kann lange dauern und manchmal müssen die Bedienungskräfte geschult werden, um sie zu bedienen. Für die Schulung werden Stellvertreterteile benötigt, die das Originaldesign nachbilden, bis die Endmontage eintrifft, damit der Betrieb ohne Verzögerung aufgenommen werden kann. Dieses Szenario tritt häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie auf, wo häufig komplizierte Geräte verwendet werden und Zeit angesichts des Test-, Validierungs- und Zertifizierungsprozesses in diesem streng reglementierten Sektor ein entscheidender Faktor ist.
Warum der 3D-Druck eine Lösung ist
Durch die Herstellung von Komponenten bieten diese Stellvertreterteile den Angestellten einen praktischen Ansatz, um sich mit den Verfahren und Feinheiten der späteren Maschine vertraut zu machen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bedienungskräfte mit der Montage und Wartung der Maschinen vertraut sind, sodass die Hersteller den Zeitplan für den Betrieb genau einhalten können.
Mehrere staatliche Luft- und Raumfahrtbehörden haben den 3D-Druck erfolgreich in ihre Schulungsprogramme für den Betrieb eingebunden - eine Tatsache, die die einzigartigen Vorteile von AM unterstreicht. Industrieunternehmen können auch 3D-gedruckte Ersatzteile für einen reibungsloseren Übergang in den Arbeitsablauf nutzen, um sicherzustellen, dass die Beschäftigten mit den potenziell komplexen Abläufen vertraut gemacht werden.
Vorteile von im 3D-Druckverfahren hergestellten provisorischen Ersatzteilen
1. Minimale Unterbrechung des Produktionsablaufs
Der bedarfsorientierte 3D-Druck von Ersatzteilen kann Ausfälle von Geräten oder Bauteilen sofort auffangen. Defekte Komponenten können schnell ersetzt werden, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die betriebliche Produktivität erhöht wird.
Eine der größten Stärken des 3D-Drucks, die schnellen Designiterationen, ermöglichen die maßgeschneiderte Anpassung von Teilen an konkrete Anforderungen und gewährleisten optimale Leistung und Kompatibilität. Diese firmeneigene Lösung strafft die Produktionszeit, indem sie die Zeitspanne bis zum Eintreffen des Originalteils verkürzt. So können Industrie, Luft- und Raumfahrt und Verteidigungssektor ihre in der Regel sehr knappen Zeitpläne und Kundenwünsche besser einhalten.
2. Verkürzt Ausfallzeiten und senkt so die Kosten
Einfach ausgedrückt: Je mehr Zeit zwischen dem Ausfall eines Bauteils und dem Einbau des Ersatzteils verstreicht, desto gravierender sind die finanziellen Auswirkungen.
In diesem Sinne können herkömmliche Methoden für den Einkauf und die Beschaffung von Ersatzteilen aus externen Quellen für Industriemaschinen zu längeren Ausfallzeiten und Produktivitätsverlusten führen. Die Bevorratung von Ersatzteilen mag die offensichtliche Lösung sein, aber sie ist mit höheren Kosten und zusätzlicher Logistik für den Kauf, die Lagerung und die Wartung der Teile verbunden.
Der bedarfsorientierte 3D-Druck minimiert die Produktionsunterbrechung, da er sofort einsatzbereit ist. Dies verringert Ausfallzeiten und hält die Maschinen in Bewegung, sodass der Zeitplan eingehalten werden kann. Dies hat positive finanzielle Auswirkungen für die Hersteller in der Luft- und Raumfahrt und im verarbeitenden Gewerbe, die letztlich auf der Suche nach verlässlichen Lösungen für unvorhersehbare Maschinenausfälle sind.
3. Die Herstellung vor Ort ist an abgelegenen Orten die einzig praktikable Option
Die Möglichkeit, Lösungen für Ersatzteile an jedem beliebigen Ort herzustellen, ist besonders in den Bereichen Verteidigung und Luft- und Raumfahrt interessant. In Situationen, in denen die Produktion vor Ort die einzige praktikable Lösung ist, z. B. in Gebirgsregionen, Wüsten oder auf See, ist die Möglichkeit, Ersatzteile im eigenen Haus zu drucken, ein entscheidender Vorteil. Diese Standorte sind aus geografischen Gründen in der Regel weit von den Einsatzgebieten entfernt, und die Zeit bis zum Eintreffen des Teils kann unvorhersehbar oder logistisch unmöglich sein.
4. Zeitersparnis durch Wegfall der traditionellen Produktionsschritte
Während herkömmliche Fertigungsmethoden langwierige und oft manuelle Herstellungsprozesse erfordern, ermöglicht der 3D-Druck die unmittelbare Produktion von Teilen aus digitalen Entwürfen. Diese Demokratisierung des Herstellungsprozesses überspringt den Werkzeugbau, mindert die Abhängigkeit von Facharbeitern und macht die Verwaltung von Inventar und Logistik überflüssig. Diese Schritte im zeitintensiven, überholten Prozess verursachen hohe Kosten und der 3D-Druck hat die transformative Kraft, direkt nach Bedarf zu drucken, was zu einer wirtschaftlichen Produktion von Ersatzteilen führt.
5. Ersatzwerkzeuge für die Schulung von Bedienpersonal
In den meisten Branchen ist Zeit Geld, und in der Luft- und Raumfahrt gilt dies ganz besonders. Die Maschinen, Werkzeuge und Teile, die in der Raumfahrt und in Flugzeugen verwendet werden, sind oft komplex, und ihre Bedienung oder Handhabung erfordert Schulungen. Mit 3D-gedruckten Ersatzteilen können sie lernen, wie man die Maschinen bereits vor ihrer Lieferung effektiv nutzt. Diese vorausschauende Maßnahme sorgt für präzise Zeitpläne, eine wichtige Ergänzung des Arbeitsablaufs, um die Wahrscheinlichkeit von Ineffizienzen im Produktionsprozess zu minimieren.
6. Digitale Inventur ersetzt physische Inventur
Bei der Verwaltung des Lagerbestands geht es darum, die ungefähre Anzahl von Bauteilen unter den richtigen Umgebungsbedingungen zu lagern und dabei den zukünftigen Bedarf vorauszusehen. Für Ersatzteile ist dies nicht immer eine praktikable Option, da am Produktionsprozess viele Komponenten beteiligt sind, die ausfallen können. Beim 3D-Druck sind die Designdateien der Bauteile digital gespeichert und können in jeden Winkel der Welt übertragen und mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Diese digitale Optimierung des Lagerbestands minimiert die Auswirkungen von Engpässen in der Lieferkette und von möglicherweise kostspieligen Lagerlösungen.
7. Großformatige Einzeldrucke, die keine Montage erfordern
Massive Bauteile in Flugzeugen und anderen Fluggeräten erfordern große MRO-Anlagen. Herkömmliche Fertigungsverfahren beruhen meist auf der Herstellung und Montage mehrerer separater Komponenten, was die Produktionszeit verlängert und das Risiko von Montagefehlern oder Unstimmigkeiten erhöht. Mit dem 3D-Druck ist die Herstellung großer, komplexer Komponenten aus einer Reihe von Materialien in einer nahtlos integrierten Einheit eine Selbstverständlichkeit. Durch die Nutzung von Eigenschaften wie Genauigkeit, Präzision und Wiederholbarkeit trägt die Produktion von Ersatzteilen als vollständig montierte Einheiten zu schnellen und kostengünstigen Lösungen bei.
8. Ein komplettes Spektrum an 3D-Druckmaterialien für den industriellen Einsatz
Von umweltfreundlichen Werkstoffen aus recycelten Meeresabfällen bis hin zu hochleistungsfähigen kohlefaserverstärkten Materialien für Flugzeugkomponenten steht Ihnen eine breite Palette von Materialtypen zur Verfügung, die für unterschiedliche Ersatzteile und Budgets geeignet sind. Der 3D-Druck gibt Ihnen die Freiheit, das Filament auf der Grundlage der spezifischen Funktion des Ersatzteils auszuwählen. Dies ermöglicht die Auswahl von Materialien, die die für eine optimale Leistung erforderlichen physikalischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften am besten berücksichtigen. Zwar unterstützen nicht alle Hersteller von industriellen 3D-Druckern Filamente von Drittanbietern, aber einige von ihnen wie BigRep verfügen über offene Materialplattformen, die den Anforderungen der Benutzer gerecht werden, ganz gleich, ob diese auf hohe Leistung oder Kosteneffizienz Wert legen.
Leistungsstarke unternehmensinterne Lösungen auf Abruf
In 3D gedruckte Ersatzteile haben einen flexiblen, reaktionsschnellen und anpassungsfähigen Workflow für die Produktion vor Ort ermöglicht, der für die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie von entscheidender Bedeutung ist, da diese Branchen hochindividuelle Komponenten benötigen, die möglicherweise nicht ohne Weiteres verfügbar sind.
Durch das Drucken von Ersatzteilen auf Abruf, anstatt sie auf Lager zu halten, können diese Branchen erheblich Zeit sparen, Kosten senken und intern zuverlässige Lösungen finden, bis das endgültige Teil beschafft ist. Diese Entwicklungen haben entscheidende Vorteile für den alltäglichen Betrieb von Maschinen, insbesondere an abgelegenen Orten, wo Autarkie unabdingbar ist.
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In diesem eBook tauchen wir tiefer ein in:
- Wie 3D-gedruckte Teile dazu beitragen, die Luftund Raumfahrtindustrie zu verändern.
- Die strengen Tests und Zertifizierungen, die die Leistung und Sicherheit der 3D-gedruckten Teile bestätigen.
- FEA-Analysen, die bei der Herstellung robuster Teile für die Luftund Raumfahrt helfen.
- 3 Anwendungsfälle von Giganten der Luftund Raumfahrtindustrie, die mit dem 3D-Druck neue Wege beschritten haben.
VOM DRUCKBETT IN DEN HIMMEL: 3D-DRUCK VON BAUTEILEN IN LUFTFAHRTTAUGLICHKEIT
INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.
Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.
INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
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Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.
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