Ist Additive Fertigung die Antwort auf Obsoleszenz?

Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Additiven Fertigung (Additive Manufacturing, AM) haben zu der Auffassung geführt, dass es bald möglich sein wird, per 3D-Druck aus jedem beliebigen Material jedes beliebige Teil in jeder beliebigen Form herzustellen und so das Problem der Beschaffung und des Kaufs von obsoleten Bauteilen zu lösen. Doch ist das wirklich so einfach?

Additive Fertigung (AM) ist ein Produktionsprozess zur Herstellung von Bauteilen mittels verschiedener 3D-Druck-Techniken. Das zunächst pulverförmige Material wird schichtweise mit einem Laser geschmolzen, bis es die gewünschte Form annimmt. Im Gegensatz zur herkömmlichen mechanischen Fertigung, bei der während des Herstellungsprozesses Material entfernt wird, geschieht dies bei AM durch das Hinzufügen von Material.

Die Bandbreite an verwendbaren Materialien ist nahezu unendlich – von innovativem Kunststoff und Metalllegierungen bis hin zu Beton, Wachs, Harzen und sogar menschlichem Gewebe. Einer der neuesten Fortschritte in diesem Sektor, wie vor Kurzem von Sandvik Coromant entdeckt, ist die Möglichkeit, mit Diamantenpuder zu drucken, wobei das härteste Material der Erde in die gewünschte Form gebracht wird.

AM verfügt über zahlreiche Vorteile im Vergleich zur mechanischen Fertigung. Es ist beispielsweise möglich, komplizierte und hohle Formen ohne Ausschuss zu drucken, da für den Prozess lediglich die notwendige Materialmenge hinzugefügt wird. Damit wurde sie zu einer beliebten Technik in Bereichen, die die Produktion von hoch spezialisierten Komponenten in einem kleinen Produktionslauf erfordern, wie etwa in der Luftfahrt oder der Biomedizin, und hat zu kontinuierlichen Investitionen geführt, wenn es darum geht zu erforschen, wie AM dazu beitragen könnte, die Obsoleszenz von Bauteilen zu managen.

Das Problem der Obsoleszenz

Unsere Gesellschaft ist durch schnelle Technologieentwicklungen in Bezug auf die Nutzung von Big Data, Automation und Informatik gekennzeichnet. Diese Technologien hatten positive Auswirkungen auf die Fertigung, was es Anlagenmanagern ermöglichte, die Produktivität zu maximieren, Ausschuss zu reduzieren und eine sichere Arbeitsumgebung für ihre Mitarbeiter zu schaffen. 

Technologische Komponenten, sowohl Hardware als auch Software, tendieren allerdings zu einer kürzeren Lebensdauer. Wenn neue Versionen derselben Bauteile vertrieben werden, beendet der Originalhersteller (OEM) möglicherweise die Produktion der vom Hersteller gekauften Version, wodurch sie obsolet wird.

Wenn obsolete Bauteile kaputt gehen, kann es schwierig sein, identische Ersatzteile zu finden. Obsoleszenzmanagement ist daher entscheidend, da kaputte oder nicht funktionierende obsolete Bauteile das Unternehmen vor kostenintensive Ausfallzeiten stellt oder ein Upgrade des gesamten Systems erforderlich werden kann.

AM – eine sinnvolle Alternative?

Materialingenieure untersuchen gegenwärtig das Potenzial von AM, um einige Aspekte der Obsoleszenz zu managen. Die Kernidee besteht darin, dass wenn eine Komponente nicht mehr vom OEM erhältlich ist, könnte sie einfach 3D-gedruckt werden.

Für Stakeholder, die in stark regulierten Branchen arbeiten, wo ein Upgrade auf neuere Komponenten viel Papierarbeit und Bürokratie bedeutet, ist es besonders wichtig, diese Möglichkeit zu erforschen. Mehrere Regierungen, wie z. B. in den USA und der Schweiz, haben bereits Forschungsprogramme ins Leben gerufen, um das Potenzial von AM zu untersuchen, Obsoleszenz innerhalb der Verteidigungsindustrie zu managen.

Die Ergebnisse sind zwar vielversprechend, es gibt jedoch noch technische und bürokratische Fragen, die beantwortet werden müssen, bevor AM in großem Umfang genutzt werden kann, um die Obsoleszenz von Fertigungsbauteilen zu managen.

Eine dieser Fragen ist die Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen Aus rechtlicher Sicht ist es unklar, welche Bedingungen 3D-gedruckte Bauteile erfüllen müssen, um sicherzustellen, dass sie sicher für die Nutzung in bestimmten Anwendungen sind. Das gilt insbesondere für stark regulierte Bereiche, wie die Nuklear-, Pharmazie- oder der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, wo die Nutzung der Komponenten und die Häufigkeit des Austauschs gesetzlich vorgeschrieben sind.

Aus rein technischer Sicht liegt der größte Nachteil von AM darin, dass trotz der Tatsache, dass diese Technologie bei Obsoleszenz mechanischer Bauteile hilfreich sein könnte, nicht klar ist, ob dies auch bei anderen Bereichen der Fall wäre, bei denen Obsoleszenz eine Rolle spielt, wie z. B. der Elektrotechnik. Mechanische Bauteile, Elektronik, Kabel, Software und Know-how können alle der Obsoleszenz unterliegen und Lösungen, die nur einen Aspekt davon bewältigen, sind nur teilweise hilfreich.

Aus diesen Gründen kann AM einen proaktiven Obsoleszenzmanagementplan nicht ersetzen, was zurzeit die beste Möglichkeit darstellt, die negativen Auswirkungen von Obsoleszenz zu minimieren.

Ein holistischer Ansatz

Obsoleszenz ist die natürliche Folge von technologischem Fortschritt und der Vermarktung von immer effizienteren Lösungen. Deshalb ist sie nicht vollständig vermeidbar. Ihre Auswirkungen auf das Unternehmen können jedoch drastisch reduziert werden.

Es gibt zwei wesentliche Ansätze für Obsoleszenzmanagement: die reaktive und die proaktive. Der reaktive Ansatz besteht darin, Maßnahmen zu ergreifen, um Teile zu ersetzen oder zu reparieren, sobald eine Störung auftritt, während der proaktive Ansatz auf einer konstanten Überwachung und Planung basiert, um zu vermeiden, dass Störungen überhaupt erst auftreten.

Der proaktive Ansatz ist natürlich vorzuziehen, da er es den Herstellern ermöglicht, vorauszuplanen, die günstigsten Ersatzteile zu beschaffen, sie notfalls zu lagern und Ausfallzeiten aufgrund unerwarteter Stillstandszeiten zu vermeiden oder zu minimieren. 

Um diesen Ansatz zu implementieren, müssen die Hersteller den erwarteten Lebenszyklus ihrer Ausrüstung kennen und auf dem Laufenden sein, welche Komponenten in naher Zukunft aus der Produktion fallen. In kleinen und mittleren Anlagen mag es genügen, eine Tabelle mit den Lebenszyklen der Ausrüstung zu erstellen und zu aktualisieren; in größeren Anlagen kann das Obsoleszenzmanagement zu einem Vollzeitjob werden.

Zu diesem Zweck kann die Einstellung eines Obsoleszenzmanagers eine gute Lösung darstellen. Diese Experten können helfen, die Lebenszyklen von Herstellungskomponenten zu verfolgen, den Zustand der Maschinen und Tools zu überwachen, Daten von Sensoren für die prädiktive Wartung zu erfassen und notwendige Reparaturen zu planen, bevor eine Störung überhaupt auftritt.

Zudem ist es wichtig, Partnervereinbarungen mit einem zuverlässigen Anbieter zu schließen, der Teile schnell und effizient liefern kann, um Ausfallzeiten zu minimieren. EU Automation liefert eine breite Auswahl an neuen, instand gesetzten und obsoleten Teilen, die innerhalb von Europa in nur neun Stunden und weltweit innerhalb von 48 Stunden geliefert werden können.

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