Innovation freisetzen: Wie kleine Hersteller von additiver Fertigung profitieren

Von: Dave Pierson

„Ich habe gehört, additive Fertigung ist der Schlüssel zur Innovationsförderung in unserer Branche, aber wie liefert sie wirklich Wert?“

„Wir haben uns einige additive Fertigungsmaschinen angesehen, aber wie können wir die Ausgabe rechtfertigen, wenn wir versuchen, unsere Kapitaleinsätze zu eliminieren?“

„Lohnt sich die Investition in additive Fertigung?“

Ich bekomme Fragen wie diese jedes Mal, wenn ich additive Fertigungskonferenzen für kleine und mittlere Hersteller (SMMs) über das MEP National Network™ veranstalte oder besuche. Als Senior Product Development Engineer bei MAGNET, Teil der Ohio Manufacturing Extension Partnership (MEP), ist mein Ziel, SMMs und andere MEP Centers darüber aufzuklären, wie additive Fertigung kleinen Unternehmen helfen kann, gegen größere Industrieplayer zu bestehen.

Ich tue dies teilweise wegen Ohio MEPs Teilnahme an einem NIST MEP Award 2017 an Pennsylvania MEP, um mit America Makes, dem Manufacturing USA Institute für additive Fertigung, zu kooperieren. Dieses Institut arbeitet mit Industrie, Wissenschaft, Regierung und Nichtregierungsorganisationen zusammen, um additive Fertigung und 3D-Druck zu innovieren und zu beschleunigen, um die globale Wettbewerbsfähigkeit der US-Fertigung zu steigern, und durch unsere Partnerschaft unterstützt Ohio MEP MEP Centers und SMMs bei der Einführung additiver Fertigungsstrategien, einschließlich Leitfäden zu ROI-Vorteilen und erschwinglichen Optionen für Gerätekäufe.

Also, was ist das Besondere an additiver Fertigung?

Additive Fertigung ist der nächste Schritt für diejenigen, die bereits mit dreidimensionaler (3D) CAD-Technologie vertraut sind. Im Wesentlichen ist 3D CAD grundlegend für die Nutzung additiver Fertigung. Sobald Sie die Kernkompetenzen von 3D CAD beherrschen, sind Sie bereit für den Übergang zur additiven Fertigung.

Wege, wie kleinere Hersteller ROI aus additiver Fertigung ziehen

Ursprünglich von MIT entwickelt, fügt additive Fertigung Schicht für Schicht Materialien hinzu, um ein 3D-Objekt oder -Teil zu „drucken“. Diese Teile können aus einer Vielzahl von Materialien erstellt werden, einschließlich Kunststoffe, Metalle, Keramik oder Beton.

Additive Fertigung kann SMMs signifikanten ROI bieten, indem sie ihnen hilft:

• Ihre industrielle Werkzeugprozesse zu verbessern
• Mehr hochwertige, kleinserige Teile zu produzieren
• Hochgradig angepasste Produkte für ihre Branche und ihre Kunden zu erstellen

Diese Technologie befähigt Hersteller auch, kosteneffektiveres Prototyping für F&E-Prozesse durchzuführen. Additive Fertigung kann Benutzererfahrungen schnell und effizient in einen Mockup destillieren, sodass Hersteller einen 3D-gedruckten Prototypen produzieren und bewerten können. Wiederholte Feedback-Zyklen können mehr Ideen für wertsteigernde Teile liefern.

Luft- und Raumfahrt- sowie Medizintechnikhersteller sehen bereits die ROI-Vorteile aus additiver Fertigung. Heute nutzt eine wachsende Anzahl kleinerer Hersteller sie, um zu einem digitaleren Inventar überzugehen, wo Sie 40 Teile unterstützen können, die jeweils unterschiedliche SKUs haben, statt 5.000 Teile mit derselben SKU.

Sagen Sie, Sie sind ein Unternehmen, das Sandguss oder Spezialwerkzeuge herstellt. Ich helfe Unternehmen wie diesen, zu lernen, wie sie additive Fertigung nutzen können, um diese Teile in ein paar Wochen statt Monaten zu drucken. Mit weniger Vorlaufzeit für die Teileerstellung ist der Übergang zu einem digitalen Inventar einfacher.

Strategisch denkende Hersteller wenden sich additiver Fertigung zu, um mit größeren Playern in ihrer Branche zu konkurrieren. Aber die Mehrheit der SMMs hat immer noch viele Fragen, wie diese Technologie wirklich Wert in kürzerer und längerer Frist liefern wird.

Hier sind einige der häufigsten Fragen zu additiver Fertigung, die ich von SMMs und anderen MEP Centers erhalten habe.

F: Welche spezifischen Anwendungen können von additiver Fertigung profitieren?

Nutzt Ihre Anlage Spritzguss? Additive Fertigung ermöglicht es, Kühlkanäle so zu entwerfen und zu bauen, dass sie sich dem Werkzeug anpassen, was die Kühlleistung verbessert. Dieser Prozess verlängert die Lebensdauer des Werkzeugs und reduziert Abfall.

Diese Technologie ist auch effizienter für Leichtbau, mit mehr Materialoptionen wie leichten Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Der Prozess verwendet weniger Material, während er die Teileleistung verbessert.

Wenn Sie derzeit Metallguss verwenden, können Sie additive Fertigung nutzen, um Sandformen und -kerne aus einem CAD-Design zu drucken, ohne Muster oder Kernkasten zu benötigen. Im Gegensatz zu typischen industriellen Gusswerkzeugen kann additive Fertigung die Zeit und Kosten für die Herstellung von Formen und Kernen erheblich reduzieren.

F: Kann additive Fertigung Vorlaufzeit & Produktionskosten sparen?

Additive Fertigung bietet die Möglichkeit, maßgeschneiderte Just-in-Time-Teile zu drucken. Sie reduziert Werkzeugentwicklungszeit und -kosten, mit weniger Material und weniger Abfall. Potenzielle Anwendungen umfassen Halten, Führen, Ausrichten, Positionieren und Spannen sowie einfache „Go/No-Go“-Lehren zur Prüfung von Passung und Qualität von Komponenten.

Die präzise Natur der additiven Fertigung bedeutet, dass sie die Zeitersparnis bei der Herstellung von Vorrichtungen für Erstmusterprüfungen dramatisch erhöht. Dadurch können Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen, Lehren oder Messmittel schneller und mit weniger Fehlern hergestellt werden.

Diese Technologie verbessert auch die Fähigkeit zur Koordinatenmessmaschinen (CMM)-Inspektion. Orek hat additive Fertigung genutzt, um hunderte Inspektionsvorrichtungen für seine CMMs herzustellen. Im Durchschnitt schätzt das Unternehmen, es spart 200 $ und sechseinhalb Tage gegenüber der maschinellen Fertigung der Vorrichtungen. Durch die Nutzung additiver Fertigung hat Oreck die Vorrichtungsherstellung und CMM-Programmierung aus dem kritischen Pfad entfernt.

F: Kann additive Fertigung helfen, hochwertige Teile kosteneffektiver zu reparieren?

Haben Sie hochwertige Metallteile, die teuer zu ersetzen sind? Directed Energy Deposition (DED) ist eine spezifische additive Fertigungsanwendung, die Turbinenschaufeln und andere High-End-Teile und -Ausrüstung reparieren kann, indem sie Material schnell auf bestehenden Teilen aufträgt, um deren Lebensdauer zu verlängern.

Diese Technologie kann auch mit bestehenden CNC-Geräten kombiniert werden. Die DED-Maschinerie baut das Teil auf und dann fräst das CNC-Gerät das Teil auf die richtige Größe und Glätte.

Ihre additiven Fertigungsressourcen nutzen

Es gibt zahlreiche praktische Gelegenheiten für SMMs, mehr über additive Fertigung zu erfahren und wie diese Technologie kleineren Herstellern helfen kann, in der heutigen 3D-getriebenen Industrielandschaft zu konkurrieren.

Ich würde vorschlagen, mit Lernveranstaltungen der Additive Manufacturing Users Group (AMUG) und der RAPID + TCT Conference, produziert in Partnerschaft mit SME, zu beginnen. SME hilft Herstellern, zu innovieren, zu wachsen und zu gedeihen, indem es Fertigungstechnologie fördert, eine qualifizierte Belegschaft entwickelt und die Fertigungsindustrie vernetzt.

Das National Institute of Standards and Technology (NIST) bietet auch mehrere Bildungsressourcen in seiner additiven Fertigungsdatenbank an, wie Workshops für Metall- und Polymeranwendungen.

Zusätzlich arbeitet MAGNET derzeit mit MIT zusammen, um einen Lehrplan für etwa 60 MEP Center Mitarbeiter für Online-Additive-Fertigungsschulungen zu entwickeln. Nach der Schulung werden die MEP Centers hinsichtlich ihrer Vertrautheit mit additiven Fertigungsanwendungen bewertet.

Das ultimative Ziel dieses Programms ist es, allen MEP Centers zu helfen, eine erfolgreiche Schnittstelle zwischen SMMs und ihren Kunden zu entwickeln, indem sie verfügbare additive Fertigungsressourcen besser nutzen.

Gemeinsam bauen wir eine Kompetenz- und Fähigkeitsbeziehung zwischen dem MEP National Network, SMMs und ihren Kunden auf. Das beabsichtigte Ergebnis ist, dass SMMs additive Fertigung nutzen können, um nicht nur in einem Jahr, sondern auch in fünf und zehn Jahren wettbewerbsfähig zu bleiben.

Originalartikel ansehen: https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=