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Der Betriebsleiter 3/2020

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Der Betriebsleiter 3/2020

ADDITIVE FERTIGUNG I

ADDITIVE FERTIGUNG I SPECIAL 01 Den Dreh raus mit 3D-Druck Griffe für Schieberdrehgeräte werden jetzt additiv gefertigt Schieberdrehgeräte unterstützen die zuverlässige Wasserversorgung hunderttausender Haushalte. In der jüngsten Evolutionsstufe wurde der aufwändig zu fertigende Metallgriff durch einen Kunststoffgriff ersetzt. Bei dessen Herstellung spielt ein industrieller 3D-Drucker seine Stärken aus. Damit das kostbare Nass gezähmt werden kann, müssen diese Armaturen stets gangbar sein; das gilt übrigens auch für alle weiteren Rohrleitungen, etwa bei Gas- und Fernwärmeversorgung. Besonders bei älteren Armaturen kann hier viel Kraft nötig sein. „Dann müssen mehrere Mitarbeiter die Armatur mit hohem Kraftaufwand ein paar Mal auf- und zudrehen, um diese wieder gangbar zu machen“, erläutert Daniel 250 Nm von nur einer Person bedienen. Dieser Kraftprotz ist kein Massenprodukt. 3S Antriebe war damit vor die üblichen und damit einhergehenden Herausforderungen gestellt: Qualitätsschwankungen mit teuren Nacharbeiten, Herausforderungen beim Preis und mangelnder Transparenz bei der Preisgestaltung. Hinzu kam ein relativ hohes Maß an Komplexität der Baugruppe durch verschiedene Techniken und Materialien. Der Griff wird in einem „Druck“ gefertigt – die Anzahl der Teile reduzierte sich damit von neun auf ein einziges In Deutschland gab es 2016 laut Bundeskartellamt über 6 000 Wasserversorger. Sie stellen sicher, dass für Menschen und Unternehmen der so selbstverständlich gewordene Rohstoff nicht zur Neige geht. Die Wartung des Netzes hat daher eine hohe Priorität, denn es lässt sich leicht erahnen, wie wichtig die korrekte Funktionsweise etwa der benötigten Erdarmaturen ist: Lassen sie sich zum Beispiel nicht schließen, sind bei Rohrbrüchen ganze Straßen geflutet. Bohle, der beim Berliner Unternehmen 3S Antriebe GmbH als Konstrukteur tätig ist. Mit einem Schieberdrehgerät und diversen Zubehörteilen lässt sich jedoch der Anteil an körperlicher Schwerstarbeit erheblich reduzieren. 3S Antriebe hat ein solches Schieberdrehgerät für den weltweiten Einsatz entwickelt: Das 3S AIG XS kann bis zu 900 Nm Kraft an die Armatur bringen; dank entsprechender Hebelwirkung lässt sich die Maschine bis zu Mit diesen Herausforderungen drängte sich die additive Fertigung für das 3S AIG XS regelrecht auf – weil sie eben auch für kleinere Losgrößen wirtschaftlich und flexibel nutzbar ist. Nachdem das eigentliche Gehäuse wegen seiner Komplexität von Anfang an auf diese Weise hergestellt wurde, legte Daniel Bohle nach diesem Erfolg den Fokus auf den Griff des Schieberdrehgeräts: „Das Bauteil war früher aus Metall gefertigt, wofür wir mehrere Partner benötigten. Wir 38 Der Betriebsleiter 3/2020

SPECIAL I ADDITIVE FERTIGUNG 01 Die EOS P 770 ist ein hochproduktives Laser-Sinter-System für Bauteile von bis zu einem Meter 02 Statt 9 Teilen (oben) nur noch 1 (unten): Der funktionsintegrierte Griff des 3S AIG XS ist dank 3-D-Druck nun 40 Minuten schneller gefertigt – bei stets gleich hoher Qualität 03 Auch das Gehäuse des Schieberdrehgeräts 3S AIG XS wird additiv gefertigt produzieren zwar in Serie, aber es ist natürlich keine Massenproduktion mit Millionen Stück. Die additive Fertigung ermöglicht uns hier, unabhängiger und mit einem zentralen Ansprechpartner zu agieren“, erläutert Daniel Bohle. Flexibel mit additiver Fertigung Dieser Partner ist Hasenauer & Hesser. Hans-Jörg Hesser aus der Geschäftsführung verrät ein paar Details zum Auftrag: „Unser Kunde benötigte bei kurzen und verlässlichen Lieferfristen ein präzise und wirtschaftlich zu fertigendes Bauteil, und das trotz einer vergleichsweise kleinen Losgröße. Funktionsintegration spielte dabei nur eine untergeordnete Rolle, ist aber ebenfalls dabei. Mit Hilfe der bewährten EOS P 770 verfügen wir über genau die richtige Fertigungsanlage.“ Beim Bau des Griffs setzt Hasenauer & Hesser auf PA 12 (PA 2200). Das extrem stabile und langlebige Polymer ist sehr leicht und sorgt so mit der 3D-optimierten Bauweise für Gewichtsersparnis. Den eigentlichen Produktionsprozess führt Hasenauer & Hesser in bewährter Form aus: CAD-Daten bilden die Grundlage, das SLS-System von EOS erstellt den Griff im Anschluss im Schichtbauverfahren. Die erwähnte Funktionsintegration ermöglichte, den Schalter ergonomisch günstig direkt im Griff zu platzieren. Entscheidend ist jedoch, dass bei der gewählten Lösung bei maximaler Flexibilität die Anzahl der Teile und damit die Komplexität der Lieferkette reduziert werden konnten. Zudem zählten für 3S Antriebe weitere Faktoren, insbesondere die Verlässlichkeit als Partner für die Kunden im In- und Ausland sowie die Qualität. Ziele mehr als erreicht Die Ziele wurden allesamt mehr als erreicht: So wird der von Daniel Bohle neu konstruierte Griff in einem „Druck“ gefertigt – die Anzahl der Teile reduzierte sich 02 damit von neun auf ein einziges. Musste das Unternehmen zuvor noch mit jeweils vier Zulieferern zusammenarbeiten, ist es nun ausschließlich Hasenauer & Hesser. „Das vereinfacht schlichtweg alles, von der Buchhaltung über Verhandlungen bis hin zur Lagerhaltung“, so Bohle. „Und natürlich profitiert die Qualität, die nun gleichbleibend ist, da Handarbeit vollständig entfällt.“ Durch die additive Fertigung erübrigt sich das Entgraten, Schneiden, Kleben und Justieren. Dank Funktionsintegration entfällt auch das Schneiden von Gewinden, obgleich diese auch mitgedruckt werden könnten. Dass die Montagezeit pro Teil so um rund 40 Minuten sinkt, ist für Bohle und seine Kollegen zwar sehr erfreulich, aber bei weitem nicht der einzige Vorteil. Für ihn zählt vor allem, dass die Lieferzeit zuverlässig, kalkulierbar und kürzer ist: „Wenige Tage statt vieler Wochen – das macht vor allem für unsere Kunden schon einen Unterschied.“ Ein weiteres Ergebnis ist eine sauberere Fertigung für die Mitarbeiter, denn das Schleifen und die Laminierung entfallen. Das Thema Wirtschaftlichkeit hat für Bohle mehrere Aspekte: „Es zählt ja nicht nur der 03 Preis an sich, auch dessen Zustandekommen. Beim 3D-Druck ist alles transparent und volumenbasiert kalkulierbar. Ich persönlich bin froh um jedes Teil, das ich nun aus Kunststoff fertigen kann.“ Bilder: EOS, 3S Antriebe www.eos.de Der Betriebsleiter 3/2020 39

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