So lassen sich Teile bedarfsgerecht und dezentral 3D-Drucken

Der Mannheimer 3D-Druckdienstleister Replique befähigt mit seinem Qualitätsmodul Rsure Unternehmen, ihre Produktionsprozesse zu verfolgen, zu optimieren und abzusichern. So wird dezentraler 3D-Druck zugänglicher und verlässlicher. Wie das Absichern von 3D-Druck-Prozessen damit gelingen kann und wie Unternehmen auf einfache Weise bedarfsgerecht und dezentral fertigen können, soll dieser Beitrag aufzeigen.

In globalen Lieferketten werden Teile traditionell zentral hergestellt und dann je nach Bedarf weltweit verschickt, um die Kosten zu senken. Wie die letzten Jahre jedoch gezeigt haben, hat dieser Ansatz viele negative Auswirkungen. Produkte sind plötzlich nicht mehr verfügbar, die Frachtkosten steigen rapide an - Unternehmen sind abhängig. Außerdem erfordert dieses Modell den Aufbau hochkomplexer Zentrallager und eine hohe Anfangsinvestition in Lagerbestände, was viel Kapital bindet. Mit dem 3D-Druck hingegen können Teile zu jeder Zeit und an jedem Ort hergestellt werden, wenn eine entsprechende Maschinendatei verfügbar ist. Dies verringert die Vorlaufzeiten, Transportkosten und den Bedarf an physischer Lagerung, benötigt jedoch spezialisierte 3D-Druckdienstleister, die die erforderlichen Ressourcen in Form von Material, Fähigkeiten und Druckkapazitäten anbieten. Und am wichtigsten: Es braucht einen sicheren Datentransfer und eine hohe Druckqualität, um industrielle Produktionsstandards zu gewährleisten.

Gerade im industriellen Bereich kann der Einsatz externer Druckdienstleister gelegentlich Bedenken hervorrufen, da Unternehmen befürchten, dass ihr geistiges Eigentum gestohlen wird oder es zu Qualitätsproblemen kommen könnte, wenn die Teile nicht mit den vorgegebenen Produktionsspezifikationen hergestellt werden. Unternehmen haben möglicherweise bereits negative Erfahrungen mit externen 3D-Druckdienstleistern gemacht, bei denen kleinere Defekte im Endprodukt auftraten. Um diesen Bedenken entgegenzuwirken, verlangen Unternehmen oft, dass Teile vor der Auslieferung an den Endanwender zuerst für eine Qualitätsprüfung an sie gesandt wird. Dies kann jedoch dazu führen, dass viele der Vorteile des dezentralen 3D-Drucks verloren gehen. Um industriellen Standards gerecht zu werden, ist ein reproduzierbarer und zuverlässiger 3D-Druck-Prozess unerlässlich, der eine vollständige Dokumentation und Rückverfolgbarkeit jedes Bauteils ermöglicht. Für 3D-Druckdienstleister kann dies eine scheinbar unüberwindbare Aufgabe sein. Dem will Replique mit der zweigeteilten Lösung Rsure entgegenwirken, die eine verschlüsselte Produktion und digital unterstützte Qualitätskontrolle unterstützt. Durch die Möglichkeit der verschlüsselten Datenübertragung wird die Sicherheit des geistigen Eigentums gewährleistet und gleichbleibende Teilequalität gewährleistet. Der 3D-Druckdienstleister stellt sicher, dass nur qualifizierte Produktionsparameter in einem digitalen Warenlager hochgeladen und anschließend festgesetzt werden. Wenn ein Unternehmen oder deren Anwender ein Teil bestellt, wird die Bestellung direkt in verschlüsselter Form an den richtigen 3D-Druckpartner gesendet. Das bedeutet, dass das Servicebüro die Druckdatei nicht modifizieren kann und das Teil nur entsprechend der angeforderten Menge und Qualität produziert wird. Dadurch bleibt das Design geschützt und die Qualität der Teile bleibt unabhängig von Ort und Zeit konstant. Sollte es aufgrund von Umwelteinflüssen dennoch zu leichten Abweichungen bei den 3D-
gedruckten Teilen kommen können, sorgt der Qualitätssicherungsprozess dafür, diese zu erkennen und zu beheben.

Wird ein Bauteil regelmäßig und auch an verschiedenen Standorten benötigt, und/oder ist dieses Teil kritisch für die Funktionalität des Endproduktes, so kann der Einsatz der Plattform grundlegend werden. So können OEMs Qualitätsprüfungen wie Foto-Dokumentation, Gewichts- und Oberflächenrauheitsmessungen innerhalb der Plattform festlegen. Ebenso lassen sich andere, relevante Prüfungen mit Replique abstimmen. Im nächsten Schritt wählt der OEM aus, wie die Qualitätskontrollen durchgeführt werden sollen, mit welchen Toleranzen und in welcher Häufigkeit. Nachdem alle Daten gespeichert wurden, werden sie überprüft und genehmigt und der OEM kann das Teil innerhalb der Plattform oder über externe Bestellkanäle bestellen. Diese Informationen können dann vom 3D-Druckdienstleister abgerufen werden, der den Druckauftrag über die Plattform (bei Bedarf in verschlüsselter Form) erhält. Die Qualitätskontrolle kann über das Smartphone mit einem QR-Code oder am PC durchgeführt werden. Zunächst erfolgt eine visuelle Inspektion zur allgemeinen Qualitätsüberprüfung, gefolgt von den anderen vom OEM gewählten Inspektionen. Liegt ein Ergebnis außerhalb der Toleranz, wird eine Warnung ausgegeben. Das Servicebüro kontaktiert nun im nächsten Schritt Replique, um weitere Schritte zu vereinbaren. Durch die Verwendung einer spezifischen Checkliste kann das Servicebüro somit die Qualitätskontrollen effizienter und mit weniger Fehlern durchführen. Hat das Teil die Qualitätskontrolle bestanden, werden die Bauteile von dem 3D-Druckbüro direkt an den Endnutzer gesendet. Der OEM respektive der Endanwender kann jederzeit über die Plattform auf den finalen Qualitätsbericht zugreifen. Der Bericht enthält Daten aus dem Herstellungsprozess, verwendeten Materialien und die Ergebnisse der vom OEM vordefinierten Tests. Bei Bedarf kann sogar eine 3D-gedruckte Markierung in das Teil integriert werden, beispielsweise in Form eines QR-Codes. Die Markierung des Teils ermöglicht es Kunden, das Teil und dessen spezifische Eigenschaften schnell zu identifizieren und die Teilehistorie jederzeit während der Verwendungsphase zu verfolgen. Der digitale Zwilling jedes produzierten Teils ermöglicht eine teilespezifische Überwachung und eine lückenlose Dokumentation und bietet eine zuverlässige und effiziente Lösung für die Qualitätskontrolle in der dezentralen Fertigung.

Die Plattform bietet Unternehmen, die 3D-Druck zur Produktion nutzen, verschiedene Vorteile. Durch die vollständige Dokumentation und Rückverfolgbarkeit jedes Bauteils wird das Risiko von Fehlern oder Rückrufen reduziert und die Nachverfolgung des produzierten Teils erleichtert. Die Dokumentation gewährleistet gleichbleibende Qualität im Laufe der Zeit, da Änderungen an Produktionsparametern und Materialien verfolgt und bewertet werden können. Optimiert wird zudem der Qualitätskontroll- und Dokumentationsprozess. Qualitätsprüfungen werden durch eine spezifische Checkliste effizienter und schneller durchgeführt, wodurch die manuelle Aufzeichnung und Dokumentation auf Papier überflüssig wird. Informationen werden in Echtzeit hochgeladen, ohne dass E-Mails und andere zeitaufwendige Kommunikationsformen notwendig sind. Alle Daten sind für den OEM zentralisiert auf einer Plattform verfügbar. In Kombination mit dem digitalen Warenlager von Replique können Bauteile über das weltweite Netzwerk an Produktionspartnern auf Abruf produziert und direkt an den Endanwender versendet werden, wodurch die Notwendigkeit einer zentralen Lagerung entfällt und Vorlaufzeiten und Kosten reduziert werden. Anwendern wird es zudem ermöglicht, auf ein Netzwerk von spezialisierten Materialpartnern wie Evonik, der Lehvoss Group und Forward AM, Marke der BASF 3D Printing Solutions, zuzugreifen. So lassen sich für jeden Anwendungsfall die optimalen Materiallösungen wählen. Eine unabhängige Plattform bietet die Möglichkeit, die Infrastrukturkosten niedrig zu halten. Dies macht 3D-Druck für Unternehmen zugänglicher, die mit einer dezentralen Produktion beginnen möchten, und bietet eine zuverlässige Qualitätskontrolllösung für diejenigen, die bereits die 3D-Drucktechnologie nutzen.

Quelle: Replique