03205 Digitales Ersatzteilmanagement mittels 3D-Druck
Ein Einstieg in die Thematik
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3D-Druck macht momentan den Sprung vom Prototyping zur Produktionstechnologie. Als solche verspricht er das Ersatzteilmanagement grundlegend zu verändern: In Zukunft müssen Ersatzteile nicht mehr vorab produziert und gelagert werden, sondern können digital gespeichert und bei Bedarf nahe dem Einsatzort mittels 3D-Druckern produziert werden. Dies verspricht einige der Hauptschwächen der heutigen Ersatzteilprozesse, wie lange Lieferzeiten, hohe Transport- und Lagerhaltungskosten sowie Obsoleszenz, zu verbessern. Allerdings ist die Umsetzung von digitalem Ersatzteilmanagement nicht einfach. Trotzdem sollten produzierende Unternehmen heute den Grundstein legen, um diese Prozesse in Zukunft zu meistern. Denn sollten sie diese Lösung ihren Kunden nicht selbst anbieten, werden es zunehmend andere Dienstleister tun. In diesem Beitrag wird das Konzept des digitalen Ersatzteilmanagements eingeführt, auf bestehende Hürden eingegangen und ein möglicher Einstieg in die Thematik 3D-Druck vorgestellt. von: |
Dieser Beitrag führt zuerst in die Technik des 3D-Drucks ein, erläutert die neuen Möglichkeiten im Ersatzteilmanagement, geht auf die Hürden bei der Umsetzung ein und stellt eine Möglichkeit vor, wie Firmen sich heute mit der Thematik 3D-Druck beschäftigen können.
1 Einleitung
Ersatzteilproduktion auf Abruf
Das Ersatzteilmanagement ist durch die verwendeten Produktionstechnologien geprägt. Da diese meist starke Skaleneffekte aufweisen – das heißt die Kosten pro Stück werden umso geringer, je mehr produziert wird – werden Ersatzteile meist in großen Stückzahlen vorab produziert und gelagert. Mittels komplizierter Logistikprozesse werden definierte Lieferzeiten realisiert. 3D-Druck kennt im Gegensatz zu den traditionellen Produktionstechnologien keine Skaleneffekte, das heißt, ob ein, hundert oder tausend Stück produziert werden, hat keinen Einfluss auf die Kosten pro Stück (solange die Maschine gut ausgelastet ist). Für das Ersatzteilmanagement bedeutet dies, dass Teile auf Abruf in einem dezentralen Netzwerk möglichst nah am Verwendungsort in kleinen Stückzahlen produziert werden können. Dies ermöglicht eine neue Art des Ersatzteilmanagements, das hier digitales Ersatzteilmanagement genannt wird. Dieser Beitrag führt zuerst in den 3D-Druck ein, erläutert die neuen Möglichkeiten im Ersatzteilmanagement, geht auf die Hürden bei der Umsetzung ein und stellt eine Möglichkeit vor, wie Firmen sich heute mit der Thematik 3D-Druck beschäftigen können.
Das Ersatzteilmanagement ist durch die verwendeten Produktionstechnologien geprägt. Da diese meist starke Skaleneffekte aufweisen – das heißt die Kosten pro Stück werden umso geringer, je mehr produziert wird – werden Ersatzteile meist in großen Stückzahlen vorab produziert und gelagert. Mittels komplizierter Logistikprozesse werden definierte Lieferzeiten realisiert. 3D-Druck kennt im Gegensatz zu den traditionellen Produktionstechnologien keine Skaleneffekte, das heißt, ob ein, hundert oder tausend Stück produziert werden, hat keinen Einfluss auf die Kosten pro Stück (solange die Maschine gut ausgelastet ist). Für das Ersatzteilmanagement bedeutet dies, dass Teile auf Abruf in einem dezentralen Netzwerk möglichst nah am Verwendungsort in kleinen Stückzahlen produziert werden können. Dies ermöglicht eine neue Art des Ersatzteilmanagements, das hier digitales Ersatzteilmanagement genannt wird. Dieser Beitrag führt zuerst in den 3D-Druck ein, erläutert die neuen Möglichkeiten im Ersatzteilmanagement, geht auf die Hürden bei der Umsetzung ein und stellt eine Möglichkeit vor, wie Firmen sich heute mit der Thematik 3D-Druck beschäftigen können.
2 3D-Druck entwickelt sich zur Produktionstechnologie
Additive Fertigung
Unter 3 D-Druck, der im Fachbegriff als additive Fertigung bezeichnet wird, versteht man verschiedene Technologien, die Bauteile und Produkte additiv direkt aus digitalen Dateien herstellen. Ausgangspunkt der additiven Produktion ist ein digitales 3D-Modell eines Bauteils. Dieses wird von einer Software in Schichten gleicher Dicke geschnitten. Eine additive Fertigungsmaschine druckt jede einzelne dieser Schichten, vergleichbar wie ein normaler 2D-Drucker. So wird das Produkt Schicht um Schicht aufgebaut. [1] Abbildung 1 illustriert diesen Prozess.
Unter 3 D-Druck, der im Fachbegriff als additive Fertigung bezeichnet wird, versteht man verschiedene Technologien, die Bauteile und Produkte additiv direkt aus digitalen Dateien herstellen. Ausgangspunkt der additiven Produktion ist ein digitales 3D-Modell eines Bauteils. Dieses wird von einer Software in Schichten gleicher Dicke geschnitten. Eine additive Fertigungsmaschine druckt jede einzelne dieser Schichten, vergleichbar wie ein normaler 2D-Drucker. So wird das Produkt Schicht um Schicht aufgebaut. [1] Abbildung 1 illustriert diesen Prozess.
3D-Druck-Technologien
Es existieren verschiedene additive Fertigungstechnologien, die eine breite Palette an Materialien verarbeiten können (z. B. Kunststoffe, Metalle, Keramiken). Eine Übersicht über die gängigsten Technologien und deren Charakteristiken gibt Abbildung 2. Detailliertere Informationen können unter folgenden Quellen gefunden werden: [2] und [3].
Es existieren verschiedene additive Fertigungstechnologien, die eine breite Palette an Materialien verarbeiten können (z. B. Kunststoffe, Metalle, Keramiken). Eine Übersicht über die gängigsten Technologien und deren Charakteristiken gibt Abbildung 2. Detailliertere Informationen können unter folgenden Quellen gefunden werden: [2] und [3].
Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing
3D-Druck wurde mehrheitlich für das kostengünstige und schnelle Erstellen von Prototypen verwendet. Dies wird unter Rapid Prototyping verstanden und stellt in erster Linie eine Prozessverbesserung in der Produktenwicklung dar. Seit einigen Jahren machen die Technologien nun allerdings den Sprung zur Produktion von Serienteilen, was als Rapid Manufacturing bezeichnet wird. Dies hat das Potenzial, die Produktion fundamental zu verändern.
3D-Druck wurde mehrheitlich für das kostengünstige und schnelle Erstellen von Prototypen verwendet. Dies wird unter Rapid Prototyping verstanden und stellt in erster Linie eine Prozessverbesserung in der Produktenwicklung dar. Seit einigen Jahren machen die Technologien nun allerdings den Sprung zur Produktion von Serienteilen, was als Rapid Manufacturing bezeichnet wird. Dies hat das Potenzial, die Produktion fundamental zu verändern.
