3D-Druck ist hervorragend geeignet für den Bau von Prototypen. Hierdurch spart man Zeit bei der Planung und kann einen funktionierenden Prototypen herstellen. Bei der Großserienfertigung kann dieser später (meistens mithilfe herkömmlicher Fertigungsverfahren) vervielfältigt werden. 3D-Druck ist also hervorragend geeignet für den Bau von Werkzeug und Vorrichtungen zur Unterstützung einer schnellen Ausweitung der Produktion.
Aber ist 3D-Druck auch eine intelligente Wahl, um die eigentlichen Produkte zu fertigen und herzustellen?
Bei der Herstellung geringer Stückzahlen ist dies dank der Technologie moderner 3D-Druckgeräte inzwischen möglich.
Bei höheren Produktionsvolumen in größerem Umfang entscheidet man sich in der Regel nicht für 3D-Druck und additive Fertigung. Für größere Mengen der erforderlichen Bauteile kommen einem in der Regel andere Methoden in den Sinn, u. a. etwa CNC-Bearbeitung, Metallformungsanlagen, Blasformungs- und Spritzgussproduktion.
Viele Unternehmen müssen heutzutage allerdings bestimmte Bauteile in Kleinserien produzieren. Hersteller von Luxusautos oder Sonderanfertigungen verkaufen Nachrüstungs- und Ersatzteile möglicherweise nur in begrenzter oder limitierter Anzahl. Unter Umständen gibt es nur eine geringe Nachfrage nach diesen Nachrüstungsteilen und in eine komplette Fertigungsanlage zu investieren, mit der man Bauteile in großen Mengen produzieren kann, ist nicht immer sinnvoll.
Hier bestehen Einsatzmöglichkeiten für die additive Fertigung mit den damit einhergehenden Vorteilen. Additive Fertigung kann effizient genutzt werden, um Kleinserien zu produzieren.
Bei der Produktion von Kleinserien bietet additive Fertigung folgende fünf Vorteile:
Ja, wenn man additive Fertigung nutzt, kann es bei Bauteilen mit geringen Mengen und Volumen sein, dass Angebot und Nachfrage genau übereinstimmen. Oftmals können Bauteile auf Bestellung sofort nach Eingang der Bestellung hergestellt werden. Oder man kann bei Bauteilen mit begrenzter und geringer Nachfrage und Menge in einer Kleinserie kleine Lagerbestände produzieren und dann lagern. Die Materialkosten von 3D-Druck sind in diesen Fällen bedeutend geringer als bei herkömmlichen Materialien aus Metall. Wenn man Kleinserien mit additiver Fertigung herstellt, kann man benötigte Bauteile auf schlankere Weise produzieren.
Dies führt zu größeren Einsparungen durch die Reduzierung von überschüssigem Bestand. Auch beim Material erzielt man größere Kosteneinsparungen. Wenn es nur eine sporadische Nachfrage nach geringen Mengen gibt, kann man mit additiver Fertigung effizient eine genaue Warenmenge herstellen, die genau mit der bestellten Menge übereinstimmt .
Wenn man additive Fertigung für Produktionsläufe von Kleinserien nutzt, lassen sich Entwürfe einfacher optimieren und man kann das Produkt insgesamt schneller auf den Markt bringen.
Bei der herkömmlichen Produktion größerer Mengen ist dies nicht der Fall, da man Entwürfe hier ausprobieren muss, bevor man das Werkzeug für die Fertigung in großem Umfang bereitstellt. Designer müssen Entwürfe ändern und an die Fertigung größerer Mengen anpassen. Man braucht hierfür mehr Zeit und es ist umständlicher.
Bei geringen Mengen verkürzen sich die Zeitpläne für die Gestaltung und die Produktion. Die Gesamtkosten verringern sich.
Bei geringeren Produktionsmengen kann additive Fertigung genutzt werden, um Werkzeug unterschiedliche Art bereitzustellen, vor allem zum Formen von Metall.
Bei traditionellen Fertigungsverfahren kann die Bereitstellung von Werkzeug oft Kopfschmerzen bereiten. Bestimmtes Werkzeug für die Produktion geringer Mengen in großem Umfang zu erhalten oder zu erstellen, kann teuer und zeitaufwändig sein.
Bei einem additiven Verfahren kann man das Werkzeug mit dem richtigen 3D-Druckgerät zu bedeutend geringeren Kosten erstellen. Weiter unten erfahren Sie, wie East/West Industries den Fortus 450mc zur Feinabstimmung seines Metallformungsverfahrens nutzte.
Langwierige Designwiederholungen sind eher mit herkömmlichen Fertigungsmethoden für größere Produktionsserien verknüpft. Unterschiedliche Entwürfe werden getestet, bis man den besten Entwurf für Fertigungslinien in großem Maßstab erhält. Das braucht Zeit.
Wenn man Kleinserien mit 3D-Druck produziert, ist dies nicht der Fall. Die Herstellung nach dem Prinzip " Trial and Error" ist schneller und einfacher, so dass die Entwürfe schneller optimiert und erprobt werden können. Und manchmal benötigt man überhaupt keine Wiederholungen.
Designern ermöglicht dies, andere Prioritäten zu setzen, den Zeitplan bis zur Markteinführung des Produkts zu verkürzen und Aufträge schneller auszuführen.
Wenn das Unternehmen selbst gute 3D-Druckgeräte hat, ist die Wiedereinlagerung im eigenen Betrieb eine mögliche und praktikable Option. Bei Bedarf besteht aber immer die Möglichkeit der Auslagerung an externe Dienstleister. Diese Option bietet finanziellen Spielraum. Dies führt zu mehr Effizienz und schließlich geringeren Gesamtkosten.
Das Fazit lautet also: Kleinserien von Bauteilen kann man mit additiver Fertigung in wenigen Tagen herstellen. Bei einer CNC-Bearbeitung und herkömmlichen Herstellungsanlagen würde es hingegen mehrere Monate dauern. Man hat geringere Materialkosten, da man nur das nutzt, was man benötigt. Es gibt weniger Designwiederholungen und der Produktzeitplan verkürzt sich. Je nach Bedarf kann man flexibel auslagern oder wiedereinlagern und hat die Möglichkeit, beides zu tun. Bei geringen Stückzahlen ist 3D-Druck schneller und günstiger und die intelligentere Wahl.
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