Schneider Electric ebnet den Weg für den digitalen Wandel mit additiver Fertigung von Stratasys

Das Werk in Puente la Reina erhält die Auszeichnung „Smart Factory“ von Schneider Electric für die Beschleunigung der Transformation hin zur Industrie 4.0 dank der Stratasys FDM-Technologie.

3D-gedrucktes Montagebandwerkzeug zum Halten von Schaltern während des Produktionsablaufs. Hergestellt in ABS mit einem 3D-Drucker Stratasys F170

Im Laufe des vergangenen Jahres hat der Industrieriese Schneider Electric mit der Umsetzung des Konzepts Industry 4.0 im großen Maßstab in seinem weltweiten Geschäftsbetrieb begonnen. In dem Projekt mit dem Namen „Smart Factory“ werden auf strategische Weise Technologien auf dem neuesten Stand der Technik und alle Vorteile des sogenannten industriellen Internet der Dinge (iIdD) zur Prozessoptimierung eingesetzt. Dahinter steht die Idee, die betriebliche Effizienz zu steigern und die Kosten für die Kunden zu senken. Die Initiative wurde in allen Fabriken weltweiteingeführt und jedes Werk wurde dazu aufgefordert, sich der Innovation anzunehmen und den digitalen Wandel voranzubringen.

Als eine wahre Lichtgestalt tat sich dabei das Werk in Puente la Reina in Navarra, Spanien hervor, in dem auf strategische Weise die additive FDM-Fertigung von Stratasys innerhalb des gesamten Produktionsablaufs eingesetzt wird. Das Werk verzeichnet eine erhebliche Effizienzsteigerung im Rahmen seines Werkzeugbaubetriebs, die derGeschäftsführung die höchste Anerkennung innerhalb von Schneider Electric eingebracht hat. Tatsächlich gewann das Werk in Puente la Reina erst kürzliche den europaweiten internen Wettbewerb „Smart Factory“ von Schneider Electric – eine Anerkennung für die Beschleunigung des Wandels hin zur Industry 4.0. Im Rahmen dessen wurde eine groβeMenge an 3D-gedruckten Fertigungswerkzeugen in außerordentlich kurzer Zeit und mit hohen Kosteneinsparungen produziert undeine erst kürzlich optimierte Effizienz der Lieferkette erreicht.

„Im vergangenen Jahr haben wir mithilfe der additiven FDM-Fertigung von Stratasys etwa 20 000 EUR allein in der Produktion von Montagebandwerkzeugen eingespart. Dadurch hat sich die anfängliche Investition in den 3D-Drucker F170 ausgezahlt“, sagt Manuel Otamendi, Manager für Industrialisierung und Instandhaltung – Global Supply Chain bei Schneider Electric im Werk Puente la Reina. „Mit dieser Technologie haben wir die Möglichkeit, neue Hochleistungsproduktionswerkzeuge in nur einem Tag herzustellen, während wir früher für dieselben Werkzeuge über Outsourcing mindestens eine Woche benötigt hätten. Das reduziert unsere Abhängigkeit von Lieferanten erheblich und bietet uns sehr viel mehr Kontrolle über den Werkzeugbau, der aufgrund der allgemeinen Flexibilität unseres Fertigungsverfahrens gestiegen ist und die Zeit bis zur Marktreife unserer Produkte beschleunigt hat.“

Optimierung des Werkzeugbaus im gesamten Werk
Schneider Electric hat den industrietauglichen Stratasys F170 3D-Drucker über den lokalen Vertriebspartner von Stratasys, Pixel Sistemas, erworben und setzt die Technologie nun für eine große Bandbreite an Werkzeugbauanwendungen ein.

Dazu zählen u. a. Montagebandwerkzeuge, Betriebsmittel und Vorrichtungen, Robotergreifer und sonstige Roboterarmaufsätze – alle wurden früher per Outsourcing bei Dritten bestellt und in teurem Spritzguss- oder CNC-Verfahren hergestellt. Der F170 ist im Werk von Puente la Reina zum grundlegenden Arbeitstier geworden, das pro Jahr etwa hundert neue Fertigungswerkzeugentwicklungen auswirft.
Als Beispiel hierfür dient die Fertigung eines Greifers für Roboterarme am Montageband. Durch die Nutzung des 3D-Druckers F170 kam Schneider Electric auf neue Anwendungsideen für die Greifer; nicht nur, um die Leistung der Roboter zu steigern, sondern auch, um erhebliche Kosteneinsparungen zu erzielen.

„Bei Aluminiumteilen der Gussform ist es keine Seltenheit, dass sie bei einer Kollision zerbrechen; und dann wird der Ersatz recht teuer“, erklärt Otamendi. „Um das zu umgehen, können wir jetzt kostspielige Aluminiumgreifer für Roboterarme durch 3D-gedruckte Alternativen ersetzen. Die 3D-gedruckten Teile bieten nicht nur die gleichen mechanischen Leistungsmerkmale wie die traditionellen Werkzeuge, sondern – und das ist noch viel wichtiger – gewährleisten den Schutz von teureren Aluminiumteilen, wenn die Formen miteinander kollidieren. Wenn ein 3D-Druckwerkzeug zerbricht, können wir innerhalb weniger Stunden schnell einen kostengünstigen Ersatz im 3D-Drucker herstellen.

„Um ein Gefühl für die Kosteneinsparungen zu vermitteln: Das Outsourcing eines zerspanten Greifers kostete uns normalerweise etwa 200 Euro pro Werkzeug. Jetzt können wir es bedarfsgerecht für etwa 100 Euro pro Stück 3D-drucken. Die Möglichkeit, die Komplexität unserer Lieferkette zu vereinfachen, ist uns derzeit sehr wichtig. Es ist daher von wesentlcher Bedeutung für uns die bedarfsgerechte Fertigungskapazität intern zu haben.“, fügt er hinzu.

Höhere Wirtschaftlichkeit dank Digitalisierung der Betriebsabläufe
Nachdem seit der Integration der additiven FDM-Fertigung von Stratasys erhebliche Kosteneinsparungen und ein optimierterer Produktionsablauf erzielt wurden, hat sich dies positiv auf die Gesamtwirtschaftlichkeit des Werks ausgewirkt und die Markteinführungszeit in Schlüsselbereichen verkürzt.

„Additive Fertigung hat unsere Arbeitsweise verändert – und unsere gesamte Einstellung in Bezug auf unser zukünftiges Handeln“, sagt Otamendi. „Während wird weiterhin unseren F170 dazu nutzen, unser Werkzeugbauverfahren weiter zu optimieren, erkunden wir aktiv neue Wege der Nutzung anderer leistungsstarker FDM-Materialien in der 3D-Druckerbaureihe Stratasys F123. Dies gilt vor allem für die Nutzung von Endproduktanwendungen am Fertigungsband. Die vermehrte Anwendung dieser Technologie wird bei der Einhaltung unserer Ziele hinsichtlich des digitalen Wandels eine wichtige Rolle spielen.“

Yann Rageul, Vorsitzender für Manufacturing Solutions EMEA bei Stratasys, sagt: „Bei unserem Weg durch die globale Pandemie hat sich deutlich gezeigt, dass additive Fertigung eine wichtige Rolle in der Verbesserung der traditionellen Lieferketten und in konventionellen Fertigungslinien spielen kann. Die Geschäftsführungen sind auf der Suche nach erneuter Optimierung ihrer Betriebsabläufe. Deshalb ist es unserer Ansicht nach zu erwarten, dass

die Unternehmen die Technologie vermehrt auf einer strategischen Ebene einsetzen werden, wie es auch bei Schneider Electric der Fall ist, bei denen der digitale Wandel innerhalb des Geschäftsbetriebs weiterhin erfolgreich vorangetrieben wird. Die additive Fertigung steigert nicht nur die Flexibilität innerhalb der Produktion und reduziert die Abhängigkeit von Lieferanten – sie eröffnet auch die Möglichkeit, innerhalb der Produktentwicklung erhebliche betriebliche Effizienzsteigerungen zu erzielen. Das war zwar von jeher ein allgemein gültiges Ziel in den meisten Unternehmen, aber durch die Auswirkungen des COVID-19 hat dies an Bedeutung noch weiter zugenommen.“
 


3D-gedrucktes Montagebandwerkzeug zum Halten von Schaltern während des Vorgangs des Laser-Marking. Hergestellt in ASA-Material mit einem 3D-Drucker Stratasys F170




Schneider Electric entwickelt und 3D-druckt die Halterung und das obere Werkzeug einer Handpresse – und optimiert so die Wirtschaftlichkeit des Montagebands

www.se.com

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