3D-Druck, oder additive Fertigung (AM), hat in den letzten drei Jahrzehnten einen Investitionsboom erlebt, der von Unternehmen getrieben wurde, die nach Marktdominanz streben. Um ein akzeptables Niveau der Druckqualität zu erreichen, waren diese Investitionen erforderlich. Die Entwicklung fortschrittlicher Materialien für den 3D-Druck hat ebenfalls eine neue Welle von Investitionen ausgelöst, da 3D-Drucker nun technisch bessere Endteile drucken können.
Eine erhebliche Menge an Aufwand und Geld wurde in das Design und die Handhabung von Druckdateien, die Automatisierung der Auftragserfassung und Nesting-Software sowie in 3D-Druck-ERP-Software investiert. Als Ergebnis der Einführung von Qualitätsverbesserungsmaßnahmen im Nachbearbeitungsprozess, wie z.B. Polieren, Färben, automatisierte Entfernung von Stützstrukturen usw., bestand der nächste Schritt darin, diese Maßnahmen umzusetzen.
Eine wachsende Anzahl von Anwendungen kann nun von AM-Technologie bearbeitet werden, die sowohl bei „Kern“-Fertigungsanwendungen als auch bei solchen im Bereich Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie funktioniert. Zusammenfassend hat sich AM als leistungsstarke Technologie erwiesen, die mit einer Vielzahl von Anwendungen umgehen kann, einschließlich der in der Fertigung sowie in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizin und Pharmazie.
Die AM-Fertigungsinfrastruktur wurde nicht für hohe Volumensätze ausgelegt, geschweige denn für eine Mischung aus hohen Volumina und hoher Vielfalt.
Hohe Volumen und hohe Vielfalt sind unvermeidlic
Zunächst einmal diktiert die Wirtschaftlichkeit eines 3D-Druckers mit Pulverbett – der beliebtesten Technologie im industriellen Druck – dass er rund um die Uhr betrieben wird und so viele Teile wie möglich druckt. Daher sollte das Nesting innerhalb der Baubox optimiert, wenn nicht maximiert werden.
Darüber hinaus wird durch die Verwendung von so viel frischem Material wie möglich während eines Druckvorgangs die Möglichkeit minimiert, es durch Mischen mit frischem Material wiederzuverwenden; die Sicherstellung der Qualität ist ein empfindlicher Prozess, bei dem die beiden Qualitäten des Pulvers ausgeglichen werden müssen. Ein Aspekt des 3D-Drucks, der die Materialeffizienz maximiert, ist sein wirtschaftlicher Wert. Wenn die Nachfrage nach einem Druckauftrag steigt, beginnen die Lieferzeiten, die Wirtschaftlichkeit des Druckens zu beeinflussen, anstatt genügend geeignete Aufträge zu sammeln, um ihn zu drucken – ein heute noch verwendetes Geschäftsmodell.
Wie bei externen Druckdiensten sowie bei internen Druckdiensten müssen die Volumina entsprechend der gewünschten Lieferung verarbeitet werden. Aufgrund der langen Lieferzeiten sind Drucker gezwungen, sowohl Einzelstück- als auch Serienproduktion zu bearbeiten, was hohe Vielfalt und hohes Volumen bedeutet.
Hohe Volumen und hohe Vielfalt haben folgende Auswirkungen
Das Wachstum von AM als ernstzunehmende Fertigungstechnologie wird voraussichtlich durch hohe Vielfalt und hohe Produktionsvolumina geprägt sein. Daher konnten die Nachdruck-Workflows Teile in allen Formen und Größen bearbeiten.
Der Nachbearbeitungsprozess ist derzeit überwiegend manuell und arbeitsintensiv. Es gibt spezielle Arbeitsstationen, die speziell zum Verarbeiten von gedruckten Teilen und zur Verbesserung der Druckqualität entwickelt wurden: Entpulverungseinheiten, Reinigungseinheiten, Tumbler, Färben, Sprüheinheiten, Poliereinheiten – alle verbessern die Qualität des Endprodukts. Die Anforderungen an die Nachbearbeitung variieren je nach Auftrag.
Da die Werksteile variabler sind und höhere Volumina aufweisen, ist das Verfolgen aller Teile entscheidend. Darüber hinaus haben die einzelnen Teile ihre eigenen spezifischen Menüs, so dass alle Schritte einzeln und in Chargen durchgeführt werden. Das individuelle Identifizieren dieser Menüs ist der einzige Weg, um den Überblick zu behalten. Sobald Sie Teile identifizieren, können Sie sie transportieren und basierend auf ihren speziellen Menüs weiterleiten. Darüber hinaus ist es am Ende des Workflows möglich, die verschiedenen Teile einer Bestellung zu kombinieren, um sie für den Versand vorzubereiten (Rekombination).
Sortierung und Identifizierung erfolgen derzeit manuell. Erweitern Sie Ihre 3D-Druckproduktion, indem Sie zunächst einen weiteren Drucker hinzufügen und zwei bis drei zusätzliche Personen zur Bearbeitung des zusätzlichen Outputs einstellen. Aufgrund des Anstiegs der Arbeitskosten beginnen die Preise für einzelne Teile zu steigen, was die Wettbewerbsfähigkeit des 3D-Drucks gegenüber traditionellen Fertigungstechniken negativ beeinflusst.
Automatisierung ist der Ausweg aus diesem Kreislauf
Automatisierung der AM-Workflows
Es muss eine Automatisierung entwickelt werden, um diese Track-and-Trace-Funktionalität umzusetzen. Die Layers app ist einer der Pioniere in diesem Bereich und bietet Lösungen der ersten Generation für Kunden, die bereits die Herausforderungen der Druckkosten und Lieferzeiten bewältigen mussten.
