EOS GmbHKrailling bei München21.06.2018

Die additiv gefertigten Ersatzteile erfüllen die Kriterien, die Premiummarken an Bauteile im sichtbaren Bereich stellen. (Bild: Daimler Buses, EOS)

Weltpremiere: Der neue Setra Doppelstockbus S 531 DT der TopClass 500

Dank 3D-Druck stehen Ersatzteile, zum Beispiel für den Innenraum von Bussen, kostengünstig und schnell zur Verfügung. (Bildquelle: Daimler Buses)

Evobus ist einer der weltweit führenden Hersteller von Omnibussen mit mehr als 8 t Gewicht. Um ihre Vorreiterrolle in Zeiten des zunehmenden Wettbewerbsdrucks weiter auszubauen, verfolgt die Daimler-Tochter strategische Ziele, wie beispielsweise die nachhaltige Erhöhung der Profitabilität und Wirtschaftlichkeit sowie die Steigerung der Innovationskraft. Der Bereich Customer Services and Parts (CSP) von Evobus steht der Herausforderung von steigenden Kosten für Lagerung und Logistik sowie langen Lieferzeiten gegenüber. Grund dafür ist ein immer breiter werdendes Portfolio, verbunden mit der Zusicherung an die Kunden, ihnen über einen Zeitraum von mehr als 15 Jahren nach Serienauslauf Ersatzteile für ihre Busse zur Verfügung zu stellen. Derzeit verwaltet CSP mehr als 300.000 aktive Ersatzteile, von denen eine Vielzahl auf Lager gehalten werden – Tendenz steigend. Aufgrund von Mindestabnahmemengen kommt es zudem häufig zur Überproduktion: Oft müssen 15, 20 oder sogar 100 Teile abgenommen werden, selbst wenn nur eines benötigt wird.

Mit konventionellen Produktionsverfahren kann Evobus diesen Herausforderungen nur schwer begegnen. In der Produktionsflexibilität der additiven Fertigung sieht das Unternehmem hingegen großes Potenzial: „Durch die Implementierung des 3D-Drucks in unser CSP-Geschäftsmodell erhoffen wir uns, die steigenden Lager- und Werkzeugkosten aufgrund des zahlenmäßigen Anstiegs der unterschiedlichen Omnibus-Ersatzteile zu reduzieren und zugleich unsere Lieferleistung an unsere Endkunden weiter zu verbessern“, erklärt Ralf Anderhofstadt, Projektleiter CSP 3D-Druck.

Dabei setzt Evobus auf die Expertise von Additive Minds. Die Beratereinheit von EOS beschäftigt nach Firmenangaben das weltweit größte Team von Experten für die additive Fertigung und hat bereits an mehr als 250 industrieübergreifenden Projekten mitgewirkt. Die Unterstützung für Evobus erfolgt auf unterschiedlichen Ebenen: Im Rahmen von Workshops und mittels Off-Site-Support wurde die gesamte Lieferkette beleuchtet und ermittelt, wie der CSP-Bereich das Potenzial des industriellen 3D-Drucks bestmöglich nutzen kann. In enger Zusammenarbeit konnte die technische und wirtschaftliche Machbarkeit des Projekts innerhalb weniger Monate sichergestellt werden.

Mehr als 2.000 Bauteile identifiziert

EOS GmbHKrailling bei München21.06.2018Foto: Tobias Hase

Die additiv gefertigten Ersatzteile erfüllen die Kriterien, die Premiummarken an Bauteile im sichtbaren Bereich stellen. (Bildquelle: Daimler Buses, EOS)

In einem ersten Workshop ging es um die systematische Auswahl geeigneter Bauteile für die additive Fertigung. Mithilfe der von Additive Minds entwickelten Methodik „Part Screening and Selection“ identifizierte Evobus mehr als 2.000 Teile. Von diesen sollen zunächst einige Metall- und Polymer-Bauteile umgesetzt werden. Da für viele Ersatzteile keine digitalen Baupläne vorliegen, beleuchteten die Projektpartner die Möglichkeiten zur Digitalisierung mittels Reverse Engineering und analysierten potenzielle Dienstleister. Dabei entstand ein eigenes Unterprojekt mit der Fragestellung: Wie erreichen wir mit additiver Fertigung die typischen Haptik- und Oberflächenvorgaben von Interieurteilen? Bei der Auswahl des Materials arbeiten EOS und Evobus bereits gemeinsam an der Qualifizierung eines neuen Werkstoffs, der die strengen Brandschutzbestimmungen im Fahrzeugbau erfüllt.

Im Rahmen eines Pilotprojekts wurden im Juni 2017 die ersten Bauteile bei EOS eingehend beleuchtet und gefertigt. Ein wichtiger Meilenstein ist damit erreicht – und das schneller als erwartet: „Durch die Zusammenarbeit mit Additive Minds im Projekt CSP 3D-Druck konnten wir unser Projekt bis zum technischen und wirtschaftlichen Proof of Concept erheblich beschleunigen, da wir hierbei unterschiedlichste Themenschwerpunkte fokussieren und angehen konnten“, resümiert Anderhofstadt. Das nächste Projektziel ist der Einsatz additiv gefertigter Bauteile beim Endkunden. Ausgehend von einer zunächst zentralisierten Produktion wird auch explizit der zukünftige Einsatz der Drucker direkt bei den Außenorganisationen geprüft.

Digitalisierung steigert Effizienz

EOS GmbHKrailling bei München21.06.2018Foto: Tobias Hase

Auch die typischen Haptik- und Oberflächenvorgaben von Interieurteilen können mit additiver Fertigung erfüllt werden. (Bildquelle: Daimler Buses, EOS)

Im weiteren Projektverlauf wird das additive Fertigungsportfolio laufend um andere Ersatzteile aus Kunststoff und Metall erweitert. Ein nächster Schritt wird die vollständige Digitalisierung der analogen Bauteile sein, um das gesamte Ersatzteilgeschäft effizienter zu gestalten. Auch die Endkunden profitieren: Dank verkürzter Lieferzeiten können sie unproduktive Ausfallzeiten ihrer Busse auf ein Minimum reduzieren. Zudem lassen sich Bauteile mittels additiver Fertigung auch hinsichtlich ihrer Komplexität und Funktionsintegration optimieren. Dadurch kann Evobus mit Hauptsitz in Stuttgart in Zukunft noch besser auf individuelle Kundenanforderungen eingehen.

 

Interview

3D-Druck ist im Kommen

Um die Potenziale der additiven Fertigung im Fahrzeugbau zu erschließen, bedarf es genauer, auf den Anwendungsfall bezogener Analysen.  “Die richtige Teile-Auswahl ist das A und O“, erklärt Dr. Marius Lakomiec, Strategic Account Manager bei EOS, im Interview mit PLASTVERARBEITER.

Wie steht es mit der additiven Fertigung im Fahrzeugbau? Ist das Thema in der Industrie angekommen?

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Dr. Marius Lakomiec, Strategic Account Manager bei EOS: “Der industrielle 3D-Druck und E-Mobiltät können voneinander profitieren.” (Bildquelle: EOS)

Dr. Marius Lakomiec: Ja, ganz generell sehen wir bereits seit einiger Zeit eine deutliche Zunahme des 3D-Druck-Einsatzes im Automobilbereich. Der Unterschied zu Anwendungen in der Vergangenheit: Mittlerweile reden wir nicht mehr nur über additive Fertigung (Additive Manufacturing  = AM) im Prototypen- oder Racing-Bereich, sondern auch bei Serienfahrzeugen.  Wichtig ist dabei aber immer, die einzelne Anwendung zu betrachten. Um zu entscheiden, ob ein 3D-Druckverfahren sinnvoll ist, schauen wir uns im Kundenprojekt jedes Bauteil sehr genau an. Die richtige Teileauswahl ist das A und O. Es geht um Themen wie Qualitätskontrolle, Skalierbarkeit, Automatisierung, Bauteilklassen, Wirtschaftlichkeit und somit auch Total Cost of Ownership. Es muss also stets genau analysiert werden, welche Anforderungen und Eigenschaften erforderlich sind und wie sich dies technisch und von der Kostenseite her darstellt. Selbstredend ist auch eine hohe und wiederholbare Bauteilqualität entscheidend, gerade im Serienumfeld. Die drei technologischen Elemente des 3D-Drucks, die einen unmittelbaren Einfluss auf die Qualität eines Bauteils haben, sind Prozess, System und Werkstoff. Mit umfassenden QS-Maßnahmen in allen drei Bereichen etabliert EOS einen ganzheitlichen Qualitätsansatz, der die Anforderungen im Automobilbereich erfüllt.

Gibt es aktuelle Anwendungsbeispiele?

Lakomiec: Ein wachsendes Anwendungsgebiet ist der Interieurbereich. Grundlage hierfür ist die Möglichkeit zur „Customization“ mittels AM. Die Individualisierung von massenproduzierten Gütern ist allgemein ein wachsender Markt – so auch im Automobilbereich. Der industrielle 3D-Druck ist hier als Technologie sehr gut geeignet, denn es macht keinen Unterschied, ob in einem Bauzyklus 50 identische oder 50 individuelle Teile produziert werden. Die Marke Mini beispielsweise bietet unter anderem individuelle Dekorleisten für das Armaturenbrett und Blenden für die Blinker an, die der Kunde über einen Onlineshop konfigurieren kann. Das ist nicht nur attraktiv für den Konsumenten, sondern auch ein entscheidendes Signal zum Stand der AM-Technologie insgesamt: Das Projekt ist Beleg dafür, dass die EOS-AM-Systeme in Sachen reproduzierbarer Bauteilqualität, Funktionalität und Sicherheit auch die strikten Produktionsrichtlinien von Automobilisten erfüllen.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist Spare Parts On Demand. Gerade für die Mobilitätsbranche ist eine über viele Jahre gesicherte Lieferkette mit bedarfsgerechter Ersatzteilfertigung elementar. Gleichzeitig resultiert ein Großteil an Ersatzteilkosten aus Logistik- und Supply-Chain-Kosten. Vor diesem Hintergrund kann die additive Fertigung klare wirtschaftliche Vorteile bringen, indem die Technologie eine schnelle Ersatzteilfertigung kleiner Losgrößen nach Bedarf ermöglicht. Das sorgt im Ergebnis für wegfallende Werkzeug- sowie verringerte Lagerhaltungskosten und vermeidet im Umkehrschluss die Produktion nicht benötigter Ersatzteile.

 Wie ist das Thema 3D-Druck in Bezug auf E-Mobilität zu bewerten?

Lakomiec: Entwickler können mittels 3D-Druck Bauteile konstruieren, die mit konventionellen Methoden gar nicht oder nur mit erheblichem Aufwand machbar sind. Ich denke hier an Teile mit Hohlräumen, integrierten Funktionen oder komplexen geometrischen Strukturen. Im Hinblick auf Materialauswahl − beispielsweise ist Kunststoff auch für Strukturkomponenten interessant − und  funktionalen Mehrwert macht additives Fertigen schnell Sinn. Auch E-Autos basieren auf radikal neuen Konzepten, beispielsweise bei der Fahrzeugarchitektur. Das eröffnet dem 3D-Druck vielfältige Möglichkeiten, seine Vorteile auszuspielen. So kann die Technologie bereits im Produktentstehungszyklus mitwirken. Gemeinsam mit einem Hersteller evaluieren wir gerade die AM-Nutzung für Achskomponenten bei E-Autos. Es geht dabei auch um die Herstellung kompletter Baugruppen. Der industrielle 3D-Druck und E-Mobilität können also stark voneinander profitieren.

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Unternehmen

EOS GmbH – Electro Optical Systems

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