Mark3D: Drastische Reduktion von Halbzeugen mit 3D-Druck

Als weltweit führender Anbieter von nachhaltiger und innovativer Architekturbeleuchtung mit über 1000 Mitarbeitern in mehr als 55 Ländern hat sich das traditionsreiche Unternehmen ERCO dem zeitlosen Design und modernster Technologie verschrieben, insbesondere der 100%igen Nutzung der LED-Technologie.

Die Herausforderung: Individuell angepasste Vorrichtungen
In der Betriebsmittelfertigung von ERCO stand Stephan Jungkurth mit seinen Kollegen unter anderem vor der anspruchsvollen Aufgabe, individuell angepasste Vorrichtungen für Platinenleuchten herzustellen, bei denen gewährleistet sein musste, dass diese sich nicht statisch aufladen würden. Dies ist von entscheidender Bedeutung, denn bisher erfolgte
die Fertigung dieser Bauteile mit großem Aufwand in der mechanischen Bearbeitung von Aluminium-, PVC- oder Polyethylen-Halbzeugen, dazu kamen steigende Lieferzeiten und Preise für ESD-sichere Platten was wiederum zu einem stetig wachsenden Lagerbestand an Halbzeugen führte.

Lösung: Additive Fertigung mit ESD-sicheren Materialien
Im Frühjahr 2021 initiierte eine Fachgruppe des ERCO-Technologiemanagements die Suche nach einem industriellen 3D-Drucker, der ESD-sicheres Druckmaterial zuverlässig und prozesssicher verarbeiten kann. Diese Bedingung wurde gestellt da die Montage von Platinenleuchten und anderen Produkten ausschließlich unter Ausschluss jeglicher statischer Aufladung funktioniert. Nur so können sowohl die Produkte als auch die Bearbeiter vor eventuellen Schäden geschützt werden. Nach einem sorgfältigen Leistungsvergleich fiel die Wahl auf einen industriellen 3D-Drucker der Markforged X-Serie.

Realisierung eines neuen Fertigungsverfahrens
Die Beschaffung erster 3D gedruckter Bauteile, begann über einen Mark3D-Dienstleister und entwickelte sich von einer Testphase zu einem entscheidenden Baustein im Auswahlprozess. Diese Phase ermöglichte nicht nur den Wissensaustausch, sondern auch den gezielten Aufbau von Fachkenntnissen in die verfahrensgerechte Konstruktion, dem sogenannten Designs für Additive Manufacturing (DfAM). Die Ergebnisse zeigten die mögliche Qualität und die Erwartungen an die Technologie konnten so klar abgesteckt werden. Im Mai 2022 wurde dann in einen industriellen Markforged 3D-Drucker der X-Serie investiert. Die Inbetriebnahme durch die Mark3D GmbH erfolgte in kürzester Zeit und innerhalb von nur zwei Stunden war die Technologie betriebsbereit.

Anwendungen
Heute liegt der Fokus auf der industriellen Herstellung von Vorrichtungsbau-Komponenten. Immer mehr Bauteile, wie Montagevorrichtungen, Auflagen, Einlagen, Klemmen, Arretier-Vorrichtungen, Prüfvorrichtungen oder Ausricht-Vorrichtungen werden für die Montage mannlos gefertigt. Aber auch weitere Betriebsmittel wie individuelle Greifer und Handlingssysteme für die Automatisierung der Spritzgussmaschinen und schnelle Ansichtsmuster und Prototypen werden nun regelmäßig gedruckt. In kürzester Zeit wurde eine große Anzahl an Bauteilen auf den industriellen 3D-Druck und somit auch auf die digitale Lagerhaltung umgestellt. „Der Prozess funktioniert einfach und zuverlässig“, erklärt Herr Onjanov aus der
Vorrichtungs-Konstruktion.

Der industrielle 3D-Druck hat die interne Prozesskette bei ERCO gravierend verändert
Die Lernkurve im Team steigt stetig und so konnte die interne Prozesskette mehr als halbiert werden. Von der Beschaffung bis zur Nachbearbeitung. Das Team in der Konstruktion profitiert von vorher nie da gewesenen Freiheiten sowie kurzfristiger Verfügbarkeit und Unabhängigkeit gegenüber Dritten. Seit der Inbetriebnahme im Mai 2022 lief der industrielle Markforged 3D-Drucker bis Juli 2023 bereits rund 7.500 Betriebsstunden, das bedeutet rund 17,5 Stunden pro Tag. In einigen Monaten herrscht eine Auslastung von 80% bezogen auf 24 Stunden an 7 Tagen die Woche. Durch den störungsfreien Lauf, konnte sich der 3D-Drucker bereits nach 1 1/2 Jahren vollständig amortisieren.

Die Zukunft: Maschinen-Instandhaltung
In der Zukunft sollen weitere Anwendungsmöglichkeiten im Unternehmen gefunden und geprüft werden um den aktuellen 3D-Drucker noch weiter auszulasten.

Auch wird ein Einsatz des industriellen 3D-Drucks in der Maschinen-Instandhaltung geprüft. Da hier besonders mechanisch belastbare Bauteile benötigt werden, wäre das ein potentielles Einsatzgebiet für Bauteile, verstärkt mit der Markforged Carbon-Endlosfaser. Des Weiteren sollen weitere Werkstoffe wie Smooth TPU95A getestet werden.