Kaum kaputt, schon gedruckt

CAD CAM

3D-Druck – Siemens Mobility spart mit 3D-Druck von Stratasys Zeit und Kosten bei Kleinaufträgen für die deutsche Bahnindustrie. Ersatzteile für die Straßenbahnen in Ulm lassen sich so in wenigen Tagen herstellen.

01. Juni 2017

Im hektischen Verkehr der Städte nehmen Straßenbahnen recht häufig Schaden. Vor allem die Frontschürze ist oft betroffen. Um die Reparaturprozesse zu beschleunigen, ist jetzt eine spezielle Allianz entstanden: Hersteller Siemens Mobility setzt die FDM-3D-Drucktechnologie von Stratasys ein, um maßgefertigte Produktionsteile für das Ulmer Nahverkehrsunternehmen SWU Verkehr herzustellen.

Mit dem 3D-Drucker Fortus 900mc aus der Production-Serie von Stratasys meistert Siemens die Herausforderungen, die mit den typischerweise geringen Produktionsmengen in diesem Bereich einhergehen. Bauteile für Straßenbahnen sind per 3D-Druck binnen Tagen statt – wie bei herkömmlichen Fertigungsmethoden üblich – in Wochen verfügbar. Zudem ist die Produktion kostspieliger Werkzeuge nicht mehr notwendig.

Siemens Mobility, mit Standorten in Erlangen, Krefeld, Berlin und München, entwickelt Mobilitätslösungen für den Nah-, Fern- und Güterverkehr. Vor dem Einsatz der 3D-Drucktechnologie in der Produktion musste das Unternehmen große Herausforderungen stemmen, um die zunehmende Nachfrage nach maßgefertigten Einzelstücken zu befriedigen.

Für die Schienenverkehrsindustrie bedeutete dies: War ein Ersatzteil nicht vorrätig, musste Siemens Mobility zuerst die Maschinen oder Werkzeuge anschaffen, die zur Herstellung des Teils benötigt wurden. Dieser Prozess ist nicht nur langwierig, sondern auch kostenintensiv. Hinsichtlich der Herstellungskosten rechnen sich solche Projekte nur dann, wenn sich Aufträge an bauteilspezifische Mindestbestellmengen koppeln lassen, damit die Kleinserienfertigung die Produktionskosten rechtfertigen.

»Seitdem wir die Fortus 900mc in unseren Fertigungsprozess integriert haben, ist unsere Produktion weitaus flexibler und auch besser auf die Anforderungen unserer Kunden abgestimmt«, erklärt Tina Eufinger vom Business Development bei Siemens Mobility. »Vor der Integration des 3D-Drucks in die Produktion konnten wir aus Kostengründen oft nur Aufträge für größere Serien annehmen. Bei geringerem Bedarf des Kunden, haben wir die überschüssigen Teile gelagert, bis sie benötigt wurden oder veraltet und daher nicht mehr zu gebrauchen waren.«

Mit der Fortus 900mc ließe sich ein Design haargenau nach den Kundenvorgaben entwickeln und vor dem 3D-Druck noch mehrmals optimieren. »Dadurch hat sich unsere Produktionszeit von Wochen auf nur wenige Tage verringert, sodass wir jetzt individuelle Einzelteile in geringen Stückzahlen auf kostengünstige Weise fertigen können.«

Einsatz in Ulm

Die kosteneffiziente Art der Einzelstückfertigung kommt unter anderem bei den Aufträgen zur Geltung, die Siemens Mobility für die SWU Verkehr GmbH ausführt. Als Nahverkehrsdienstleister bietet die SWU Verkehr GmbH ein Streckennetz mit zehn Straßenbahnen in der Innenstadt von Ulm.

Zu den Teilen, die mit dem 3D-Drucker hergestellt werden, gehören individuell gefertigte Armlehnen für Fahrersitze sowie Kupplungsschürzen. Neben dem möglichen Druck von größeren Produktionsteilen auf der Fortus 900mc schätzt Siemens Mobility vor allem die FST- und brandschutzkonformen Leistungsmerkmale der synthetischen Materialien von Stratasys. Dadurch kann der Anbieter die im 3D-Druck erstellten Bauteile nach gängigen Normen testen, um dann die leichten und robusten Teile nach Beschichtung und Lackierung direkt in die Ulmer Straßenbahnen einzubauen.

Andreas Düvel, Vertriebsbeauftragter Customer Service von Siemens Mobility: »Aus Sicht der Kunden, wie SWU Verkehr, ist Verfügbarkeit die wichtigste Grundvoraussetzung für ihren Geschäftsbetrieb. Straßenbahnen müssen verfügbar und ganztägig zuverlässig und konstant im Einsatz sein, um die Rentabilität des Verkehrsbetriebs zu gewährleisten. Mit dieser Herausforderung sind wir regelmäßig konfrontiert.«

Schnell zum neuen Teil

Jetzt könnten solche Kunden eng in die konzeptionelle Entwicklung und Produktion der eigenen Bauteile involviert werden, die im 3D-Druck schnell und kostengünstig genau nach ihren Vorgaben maßgefertigt werden. »Durch die individualisierte additive Fertigung erzielen wir höchste Kundenzufriedenheit, weil der Kunde an der Entwicklung und Optimierung seiner Bauteile aktiv beteiligt ist. Das wäre mit der herkömmlichen Fertigungsmethode überhaupt nicht möglich«, ergänzt Düvel.

Der Geschäftsbereich Mobility von Siemens bietet nicht nur im 3D-Druck hergestellte Teile für Kunden in der Transportbranche, sondern hat auch seinen Service für Kunden erweitert, die jetzt im 3D-Druck maßgefertigte Teile auf einer Onlineplattform bestellen können. Anwender, die Ersatzteile benötigen oder Änderungen an vorhandenen Teilen vornehmen müssen, können diese heute online anfragen und sie anschließend für den 3D-Druck bei Siemens Mobility in Auftrag geben und bestellen.

Auf diese Weise ist ein neues Geschäftsmodell für die On-Demand-Teilefertigung entstanden – nach den individuellen Spezifikationen des Kunden und zu dem von ihm gewünschten Zeitpunkt.

»Siemens ist ein Paradebeispiel dafür, wie sich dank 3D-Druck auch die Produktion geringer Stückzahlen nach Maß für Unternehmen lohnen kann – in diesem Fall nicht nur für den Hersteller, sondern auch für den Endkunden aus der Bahnindustrie«, erklärt Andy Middleton, Präsident von Stratasys EMEA.

Durch individuelle Fertigung und bedarfsgerechten 3D-Druck lassen sich komplette Lieferketten neu definieren, da unnötige Lagerbevorratung vermieden wird. Schienenverkehrsunternehmen wie das in Ulm seien jetzt in der Lage, enger mit den Herstellern zusammenarbeiten, um die Teile aus dem 3D-Drucker nach Bedarf mitzugestalten und zu optimieren. So wird gewährleistet, dass die Züge betriebsbereit sind und der öffentliche Schienenverkehr reibungslos funktioniert. mk

3 Fragen an

Wolfgang Kochan, General Manager DACH, Stratasys - Herr Kochan, wo sehen Sie den größten Nutzen für Ihren Kunden?

Wir bieten unseren Kunden mit unseren Lösungen eine perfekte Ergänzung zu den konventionellen Fertigungsmethoden, wodurch Produktionsprozesse in vielen Bereichen vereinfacht und verbessert werden können – unter anderem weil der 3D-Druck vollkommen neue Möglichkeiten in puncto Konstruktion und Designs schafft. Ein schönes Beispiel haben wir hier mit Siemens aufgezeigt. Das Unternehmen nutzt additive Fertigungsverfahren um individualisierte Kleinserien zu produzieren. Und dies deutlich günstiger und schneller, als mit dem konventionellen Verfahren.

Welche Services und Features bekommt er nur von Stratasys?

Stratasys bietet Kunden umfassende Lösungspakete – nicht nur 3D-Drucktechnologien mit integrierter, cloudbasierter Software und einer breiten Auswahl an Materialien, sondern auch Beratungs- und Servicedienstleistungen.

Welche Möglichkeiten können 3D-Druck und Ihre Produkte in Zukunft bieten?

Zurzeit erleben wir, wie durch bahnbrechende Innovationen die wachsende Nach-frage nach Produktionssystemen der näch-sten Generation erfüllt wird. So beispielweise mit unseren Stratasys 3D-Demonstratoren, die in Zusammenarbeit mit Boeing und Ford entwickelt wurden.

Der Infinite-Build 3D Demonstrator stellt das Konzept des 3D-Drucks um. So können Fertigungsunternehmen per 3D-Druck aus hochwertigem Material Teile von praktisch uneingeschränkter Größe in horizontaler Richtung herstellen. Die Entwicklung des Robotic Composite 3D-Demonstrators er-folgte in enger Zusammenarbeit mit Siemens. Hier kommt ein achtachsiges Bewegungssystem zum Einsatz, das eine präzise, gerich-tete Platzierung des Materials für die Fes-tigkeit ermöglicht und gleichzeitig aufwän-dige Stützstrukturen überflüssig macht. Die Fertigung leichtgewichtiger Teile wird somit neu definiert. Und der Continuous Build 3D-Demonstrator hebt die Produktion auf ein quantitativ höheres Niveau als bisher mit additiver Fertigung möglich.

Erschienen in Ausgabe: 05/2017