Bentax: 3D-Druck wird kaputten Pumpen neues Leben einhauchen

Mit 3D-gedruckten Ersatzteilen aus Metall ist es möglich, teure, abgenutzte Milchpumpen wiederzuverwenden. Der Kaffeelieferant Bentax entdeckte dies in einem MADE-Materialdemonstrationsprojekt, bei dem er vom Dänischen Technologischen Institut unterstützt wurde. Die Technologie reduziert den Abfall und die Kosten in der Produktion und eröffnet auch eine Reihe von Anwendungen in anderen Bereichen.

Ein großer Haufen unbrauchbarer Milchpumpen liegt in einer Ecke und sammelt Staub. Vielleicht können die teuren, ausrangierten Teile von Kaffeemaschinen recycelt werden und ein neues Leben erhalten, anstatt weggeworfen zu werden?

Das Unternehmen Bentax, ein Komplettanbieter von Kaffeelösungen für Unternehmen und Einzelhandelsgeschäfte, ist dieser Frage in einem MADE Material Demonstrationsprojekt mit Sparring des Dänischen Technologischen Instituts nachgegangen.

Die Tests zeigen, dass man aus Metall 3D-Druck-Ersatzteile für die kaputten Pumpen herstellen kann, so dass sie fast wie eine neue Pumpe funktionieren. Der nächste Schritt ist, dass die Ersatzteile und die wiederverwendeten Pumpen in einem Unternehmen angepasst und gründlich getestet werden.

“Hier und jetzt ist es ein großer Erfolg, und wir sind sehr zufrieden damit, wo wir in Bezug auf den Preis stehen, so dass wir bereit sind für die nächste Runde mit dem 3D-Druck, und es ist auch eine fantastische Geschichte für uns, die wir unseren Kunden erzählen können”, sagt Anders Myrup, Bentax.

Milchpumpen sind die Wurzel allen Übels

Bei der Wartung von Kaffeemaschinen hat Bentax ein Problem mit der Milchpumpe festgestellt, bei der einige Teile schnell verschleißen. Das ist eine große Ausgabe, da man keine Ersatzteile für die Pumpe bekommen kann und daher eine neue Pumpe vom Lieferanten kaufen muss. Das hat dazu geführt, dass Bentax jetzt einen großen Haufen unbrauchbarer Milchpumpen hat, die eigentlich bis auf zwei verschlissene Teile gut funktionieren.

Diese Milchpumpen sind die Wurzel allen Übels in einer Kaffeemaschine, denn wenn sie nicht optimal funktionieren, leiden viele andere teure Teile rund um die Pumpe. Das erfordert viele Fahrten zu den Kunden und bedeutet, dass der einzelne Techniker nicht so viele Kunden bedienen kann, so dass mehr Mitarbeiter, mehr Servicefahrzeuge usw. erforderlich sind. Um diesen Teufelskreis zu stoppen, ist es wichtig, dass die Pumpe optimal funktioniert, sagt Anders Myrup, technischer Projektleiter bei Bentax.

Die Lösung sollte in einem MADE Material Demonstrationsprojekt zusammen mit dem Dänischen Technologischen Institut gefunden werden: Das Ziel war zu untersuchen, ob die kritischen Metallersatzteile 3D-gedruckt werden könnten, so dass Bentax die teuren Pumpen wiederverwenden könnte, anstatt neue kaufen zu müssen – und gleichzeitig zu sehen, ob die Pumpen länger halten könnten?

“Wir haben uns für die schwierigste Aufgabe entschieden, um den 3D-Druck zu testen, und für die, die uns die meisten Herausforderungen stellt. Wenn wir diese Aufgabe lösen können, können wir alles lösen. Außerdem haben wir eine “grüne Einstellung” und möchten unsere Aufgaben auf verantwortungsvollere und nachhaltigere Weise lösen. Es wäre also interessant, wenn wir das Inventar in größerem Umfang digitalisieren und gleichzeitig Komponenten vor Ort herstellen lassen könnten, anstatt sie vom anderen Ende der Welt zu schicken”, sagt Anders Myrup.

Moderne 3D-Drucktechnologie trifft auf traditionelle Handwerkskunst

Im Rahmen des Projekts hat sich Bentax speziell mit den 10 Prozent der Milchpumpe befasst, die normalerweise verschleißen. Das Problem ist, dass sich die Zahnräder mit der Zeit in das Gehäuse einschneiden und Spuren hinterlassen, so dass die Pumpe nicht mehr das gewünschte Ergebnis liefert.

“Zunächst geht es darum, den kaputten Pumpen etwas Leben einzuhauchen, damit wir sie recyceln können. Langfristig möchten wir in der Lage sein, die Ersatzteile selbst herzustellen, anstatt neue Pumpen vom Lieferanten zu kaufen, und wir möchten auch eine längere Lebensdauer und einen niedrigeren Preis im Vergleich zu einer neuen Pumpe erreichen”, sagt Anders Myrup, Bentax.

Im Rahmen des Projekts wurde die gesamte Pumpe gescannt und im Dänischen Technologischen Institut vermessen, das eine identische digitale Kopie erstellt hat. Das Gehäuse wurde dann in 3D aus rostfreiem Stahl gedruckt und bis zu den gewünschten Toleranzen nachbearbeitet, die sehr fein sind. Auch für die Zahnräder wurde der 3D-Druck getestet, aber sie waren nicht stark genug. Stattdessen wurden sie mit einer herkömmlichen CNC-Fräse aus einem Material namens Peek gefräst.

Im Laufe des Projekts kam es zu Auseinandersetzungen zwischen Bentax und dem Dänischen Technologischen Institut, die zu drei verschiedenen Designversionen führten, die getestet wurden. Am Ende des Projekts ist Bentax nicht weit vom Ziel entfernt, wenn es darum geht, das gewünschte Ergebnis der Pumpe zu erreichen. Das 3D-gedruckte Gehäuse ist bereits fertig, aber es müssen noch einige Feineinstellungen an den Zahnrädern vorgenommen werden.

Langfristig müssen die Bauteile mit Chromnitrid oberflächenbehandelt werden, damit die Oberfläche nicht bricht, wenn die Zahnräder dagegen arbeiten.

Skepsis über Bord geworfen

Im Rahmen des Projekts war Bentax von den Möglichkeiten des 3D-Metalldrucks angenehm überrascht.

“Die Ergebnisse, die wir gesehen haben, übertreffen alle Erwartungen, und als wir die Teile in der Hand hielten, konnte niemand wirklich glauben, dass sie 3D-gedruckt waren. Es ging weit über das hinaus, was wir für möglich hielten. Wir hatten also eindeutig nicht genug Einblick in die Technologie”, Anders Myrup, Bentax.

Anders Myrup hebt das MADE-Demonstrationsprojekt auch als eine fantastische Gelegenheit hervor, eine neue Technologie zu testen und Zweifel zu beseitigen:

“Wenn man ein altmodisches Unternehmen wie wir ist, steht man neuen Technologien immer skeptisch gegenüber und ist nicht bereit, sich auf sie einzulassen. Daher ist es absolut fantastisch, dass man sie in einem solchen Projekt aufdecken und finanzieren kann. Wir hatten jetzt die Möglichkeit, eine Technologie zu verifizieren, mit der wir sonst nicht angefangen hätten – dann wären wir wahrscheinlich andere Wege gegangen oder wären geblieben, wo wir waren. Auf jeden Fall hätten wir es nicht in dem Umfang und mit der Eile getan, wie wir es jetzt tun. Die Skepsis, die wir hatten, wurde also in den Schatten gestellt”, betont er.

“Wir hören hier nicht auf”

Das MADE Material-Demonstrationsprojekt ist nun abgeschlossen, aber Bentax arbeitet noch an der endgültigen Ausrichtung der Zahnräder. Danach muss der gesamte Satz bearbeitet werden, damit die Leistung verifiziert werden kann, und dann muss er in die Maschine eines Kunden eingebaut werden, wo Bentax ihn über einen Zeitraum von 15 Monaten überwachen wird. Aber sie sind bereits bereit, mit dem 3D-Druck fortzufahren.

“Wir hören hier nicht auf, auch wenn das Projekt abgeschlossen ist und wir noch nicht alle Antworten haben, denn das Projekt hat gezeigt, dass der 3D-Druck sinnvoll ist. Hier und jetzt ist es ein großer Erfolg, und wir sind recht zufrieden mit dem Preis. Wir sind also bereit für die nächste Runde mit dem 3D-Druck, und dann können wir unseren Kunden eine fantastische Geschichte erzählen”, sagt Anders Myrup.

Bentax hat bereits damit begonnen, weitere Komponenten zu kartieren, die sich für den 3D-Druck für zukünftige Projekte eignen könnten.

“Wir sehen jetzt viel mehr Möglichkeiten, auch über die Teile hinaus, die wir in die Maschinen einbauen. Es könnte sich um speziell entwickelte Werkzeuge oder angepasste Halterungen und Haken für die Arbeitstische in der Werkstatt handeln, so dass wir unsere Prozesse optimieren können – und das ergibt sich aus diesem Projekt”, sagt Anders Myrup und fügt abschließend hinzu: “Ich denke, wenn wir unser Inventar weiterentwickeln und weiter digitalisieren müssen, wird auch der 3D-Druck die Grundlage dafür sein.”

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