Case Study: Ersatzteile für die Kaffeemaschine aus dem 3D-Drucker

Bentax hat in einem Projekt herausgefunden, dass man teure, abgenutzte Milchpumpen wiederverwenden kann, indem man dafür Ersatzteile aus Metall 3D druckt. Diese Technologie reduziert Abfall und Ausgaben in der Produktion und eröffnet auch Möglichkeiten für andere Bereiche. Tests zeigen, dass die Ersatzteile beinahe wie neue Pumpen funktionieren. 

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

Bei der Wartung von Kaffeemaschinen hat Bentax die Erfahrung gemacht, dass einige Teile der Milchpumpe 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. Dies 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-Materialdemonstrationsprojekt in Zusammenarbeit mit dem Dänischen Technologischen Institut gefunden werden: Ziel war es, zu untersuchen, ob die kritischen Metallersatzteile im 3D-Druckverfahren hergestellt werden können, so dass Bentax die teuren Pumpen wiederverwenden kann, anstatt neue kaufen zu müssen – und gleichzeitig zu sehen, ob die Pumpen länger halten können?

“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.

Im Rahmen des Projekts wurde die gesamte Pumpe gescannt und im Dänischen Technologischen Institut vermessen, das eine identische digitale Kopie anfertigte. 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 und wurden stattdessen mit einer herkömmlichen CNC-Fräsmaschine in Peek ausgefräst.

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

Skepsis in den Wind geschlagen

Im Rahmen des Projekts war Bentax von den Möglichkeiten des 3D-Drucks von Metall 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 auch das MADE-Demonstrationsprojekt als eine fantastische Gelegenheit hervor, eine neue Technologie zu testen und Zweifel auszuräumen:

“Wenn man ein altmodisches Unternehmen wie wir ist, steht man neuen Technologien immer skeptisch gegenüber und stürzt sich auf sie. 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 überprüft 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 man ist 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 damit, wo wir in Bezug auf den Preis stehen. Wir sind also bereit für die nächste Runde mit dem 3D-Druck, und dann ist es eine fantastische Geschichte, die wir unseren Kunden erzählen können”, sagt Anders Myrup.

Bentax hat bereits damit begonnen, andere Komponenten, die für den 3D-Druck geeignet sein könnten, für zukünftige Projekte zu kartieren.

“Wir sehen jetzt viel mehr Möglichkeiten, auch über die Teile hinaus, die wir in die Maschinen einbauen. Es könnten speziell entwickelte Werkzeuge oder angepasste Halterungen und Haken für die Arbeitstische in der Werkstatt sein, damit 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 Basis dafür sein.”

Mehr über Bentax finden Sie hier, und mehr über das Danish Technological Institute finden Sie hier.