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Expertenbeitrag

 Paul Heiden

Paul Heiden

Senior Vice President Product Management , Ultimaker

On-Demand-Printing 3D-Druck macht den Weg für Digital Warehousing frei

| Autor/ Redakteur: Paul Heiden / Stefan Guggenberger

In naher Zukunft wird die Fertigungsindustrie auf Lagerhallen mit stapelweise vorproduzierten Teilen verzichten können. 3D-Druck bietet Herstellern die Möglichkeit benötigte Teile auf Bedarf zu fertigen.

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3D-On-Demand-Druck kann das Risiko von Lieferengpässen und die Kosten für Lagerflächen und Überbestände minimieren.
3D-On-Demand-Druck kann das Risiko von Lieferengpässen und die Kosten für Lagerflächen und Überbestände minimieren.
(Bild: ultimaker)

On-Demand-Druck verringert die Lagerfläche um ein Vielfaches und erlaubt Unternehmen die Gemeinkosten zu reduzieren, zum Beispiel indem sie die Produktion näher zum Zielmarkt verlagern und damit die Supply Chain verkürzen. 3D-Druck eignet sich ideal für die digitale Lagerhaltung von Kleinserien, kundenspezifischen Artikeln und insbesondere Ersatzteilen. Worin liegen tatsächlich die Vorteile der digitalen Lagerhaltung und wo beginnt man am besten?

Lückenhafte Supply Chain in der Beschaffung von Ersatzteilen

Fehlende Ersatzteile können zu langen Ausfallzeiten von Maschinen führen. Hersteller müssen daher sicherstellen das Ersatzteile jederzeit und überall verfügbar sind. Klassischerweise werden die Ersatzteile in Serienfertigung produziert um Kosten zu sparen, Vorlaufszeiten zu verkürzen und der Nachfrage nachzukommen. Die Ersatzteile werden in einem Zentrallager oder einem regionalen Distributionszentrum gelagert, damit die schnelle Verfügbarkeit am Bestimmungsort gewährleistet werden kann. Diese Vorgehensweise ist mit hohem Aufwand und Kosten für Lagerhaltung und optimierter Bevorratung von Ersatzteilen verbunden

Durch die Einführung von 3D-On-Demand-Druck können Unternehmen das Risiko von Lieferengpässen und die Kosten für Lagerflächen und Überbestände minimieren. Im Gegensatz zum herkömmlichen Ablauf können Hersteller ihre Teile in regionaler Nähe des Kunden oder standortspezifisch fertigen. Über einen Werkzeugpfad können Ersatzteile im "digitalen Lager" abgerufen werden und lokal mit einem bereitstehenden 3D-Drucker produziert werden. Optimierte Lagerbestände und eine bedarfsgerechte Bevorratung von Ersatzteilen sind das Resultat.

Digital Warehouse für Funktionsteile

Die Gerhard Schubert GmbH ist ein Hersteller von Top-Loading-Verpackungsmaschinen (TLM). Die TLM-Verpackungsmaschinen werden eingesetzt, um Produkte vieler verschiedener Branchen, wie Lebensmittel, Süßwaren, Getränke, Pharmazeutika, Kosmetik und technische Artikel zu verpacken. Zur Verpackung der Produkte, in unterschiedlichen Einheiten, Losgrößen oder in Sondereditionen sind an den Maschinen maßgeschneiderte Formatteile erforderlich. Die Gerhard Schubert GmbH stellt seinen Kunden gemäß ihrer individuellen Anforderungen Formatteile über ein Digital Warehouse bereit. Das Unternehmen entwickelt die Designs von Formatteilen für die Kunden und zertifiziert die 3D-Druckvorgänge. Über die Part-Streaming-Plattform, dem Digital Warehouse, werden die Druckjobs und 3D-Modelle mit zertifizierten Arbeitsfolgen für die Kunden bereitgestellt. Der Kunde druckt das Formatteil anschließend lokal an einem 3D-Drucker, der von Gerhard Schubert GmbH zur Verfügung gestellt wurde.

Langsamdreher schneller verfügbar

Nur wenige Unternehmen haben bisher den 3D-Druck vollständig integriert, um ihre Lagerbestände zu reduzieren. Vor der Einführung des 3D-Drucks gilt es zunächst die geeigneten Teile zu identifizieren. Stücklisten müssen dafür sorgfältig geprüft und die Teile ermittelt werden, die sich für den 3D-Druck eignen. Denn mit jedem On-Demand gefertigten Teil lassen sich Kosten reduzieren.

Komplexe Maschinen, die in kleinen Serien gefertigt werden, profitieren ebenfalls von dieser Technologie. Oftmals werden Ersatzteile benötigt, die selten angefordert werden und lange im Lager auf ihren Einsatz warten. Wenn beispielsweise ein Maschinenteil beim Kunden ausfällt, muss der Hersteller dieses Ersatzteil nicht mehr im Warenlager vorrätig halten, sondern kann es auf Nachfrage zum sofortigen Einsatz in 3D drucken. Und zwar nicht beim Hersteller, sondern in lokaler Nähe des Kunden.

Ein Vorteil des 3D-Drucks ist die garantierte Produktverfügbarkeit von langsam drehenden Teilen durch On-Demand-Fertigung. Untersuchungen des MIT haben ergeben, dass Unternehmen durch den Einsatz von 3D-Druckern die Ersatzteilhaltung um 90% reduzieren und dennoch eine 100 prozentige Verfügbarkeit gewährleisten können. Und wenn man bedenkt, dass Langsamdreher etwa 80% aller Ersatzteile für die Automobilindustrie ausmachen, würde der Einsatz von 3D-Druck eine disruptive Auswirkung innerhalb dieser Branche bedeuten. Just-in-time-Bestände werden durch virtuelle Lagerhäuser ersetzt und 3D-Modelldateien können an den nächstgelegenen 3D-Drucker gesendet werden.

3D-gedruckte Erweiterungen für Barrierefreiheit

Eine On-Demand-Ersatzteilproduktion ermöglicht auch eine stärkere Individualisierung vorproduzierter Produkte. Waren, die ein kundenspezifisches Design erfordern, können mit wenig bis gar keiner Vorlaufzeit individualisiert werden.

Das von IKEA Israel ins Leben gerufene Projekt ThisAbles,ThisAbles, ist ein hervorragendes Beispiel für die Individualisierung durch digitales Warehousing. Die im Projekt enthaltenen „Smart Hacks“ sind Erweiterungen, die an bestehenden IKEA-Möbeln oder Produkten angebracht werden können, um sie für Menschen mit Behinderungen zugänglich zu machen. Diese 3D-Druck-Modelle können auf der Website von ThisAbles heruntergeladen werden und stehen weltweit jeder Person zum Druck zur Verfügung.

Vorteile vom Digital Warehouse

Die Möglichkeiten sind endlos. Ersatz- und langsam drehende Teile eignen sich am besten, um den Wandel zum Digital Warehouse anzustoßen. Bei digitalen Lagerverwaltungslösungen wird auf ein zentrales Warenlager verzichtet und zugunsten der On-Demand-Produktion in der Nähe vom Ort, an dem das Ersatzteil benötigt wird, eingerichtet. Vom Hersteller weltweit sicher verschickte digitale Dateien, gewährleisten OEM-Designs, unabhängig von ihrem globalen Ursprung. Die 3D-Druckindustrie befindet sich für die Realisierung digitaler Lager derzeit auf Hochtouren. Hardware-bezogen ist FFF eine zuverlässige Methode, die wenig bis gar keine Nachbearbeitung erfordert und ein müheloses Drucken ermöglicht. Neben der Software und der Hardware sind auch die Materialien entscheidend für die schnelle Beschleunigung der Produktion von Ersatz- und langsam drehenden Teilen. Deshalb arbeiten die Material- und 3D-Druckindustrie derzeit zusammen, um eine volle Materialfreiheit für Nutzer mit spezifischen Anforderungen zu gewährleisten.

Die Industrie hat noch einen langen Weg vor sich bis zur vollständigen Auslagerung aller beweglichen Teile aus den Lagerhallen. Die lokale Fertigung durch 3D-Druck ist jedoch ein wichtiger Schritt, den Unternehmen tätigen müssen, bevor es die Konkurrenz macht. Letztendlich müssen bestehende Teile für den 3D-Druck überdacht und neugestaltet werden, um das physische Lagerhaus in ein digitales zu überführen. Dieser spannende Prozess beflügelt Innovation und Fortschritt durch maßgeschneiderte Designs und Individualisierungen und hat das Potential die Supply Chain maßgeblich zu verändern.

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