North American Lighting nutzt MakerBot 3D-Drucker zur Beschleunigung der Fließbandproduktion

North American Lighting (NAL), ein Unternehmen der Koito-Gruppe, stellt seit 1983 Beleuchtungssysteme für Fahrzeughersteller her. Mit acht Werken in den USA bietet NAL fortschrittliche Beleuchtungstechnologie, technisches Design-Know-how und modernste Produktionsmöglichkeiten.

Für einen Hersteller wie NAL, der mit einigen der größten Automobilhersteller Amerikas wie Ford und GMC zusammenarbeitet, sind Schnelligkeit und Präzision entscheidend. Zu diesem Zweck sind Produktionswerkzeuge für die Montage unerlässlich, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten. Wenn ein Teil kaputt geht, kann das zu längeren Vorlaufzeiten und zusätzlichen Kosten führen.

Joey Carpenter, Techniker in der Produktionstechnik, begann mit dem 3D-Druck, um die Werkzeugproduktion ins Haus zu holen und mögliche Störungen zu reduzieren. Carpenter war neu im 3D-Druck, als er Anfang 2022 die MakerBot METHOD X-Serie kennenlernte. Seitdem ist Carpenter, der sich um den Bau von Robotern kümmert und neue End-of-Arm-Werkzeuge für die Produktion von neuen Produkten einführt, zum Experten geworden.

Vor dem 3D-Druck waren Carpenter und sein Team auf externe Anbieter angewiesen, um benötigte Teile zu entwickeln, zu produzieren und zurückzuschicken. Es konnte mehrere Wochen dauern, bis sie ein neues Teil erhielten. Dies war alles andere als ideal, da die Bestellungen häufig verspätet eintrafen und sie gezwungen waren, ihre Zeitpläne neu zu erstellen.

“Jetzt, wo wir eine METHODE X im Haus haben, gibt es nur noch minimale Wartezeiten”, sagt Carpenter. “In 12 Stunden haben wir das, was wir brauchen, um ein End-of-Arm-Werkzeug zu bauen. Dadurch werden nicht nur unsere Wartezeiten drastisch reduziert, sondern wir sehen auch eine massive Kostenreduzierung. Die Kosten für den 3D-Druck eines Teils aus Nylon-Kohlefaser liegen bei einem Drittel des Preises, den wir für ausgelagerte Aluminiumteile zahlen mussten.”

“Seit wir mit dem 3D-Druck begonnen haben, sind außerdem unsere Gemeinkosten um die Hälfte gesunken, weil wir keine überschüssigen Teile mehr auf Lager halten müssen”, fuhr er fort. “Wir haben den Teilebestand um 50 % reduziert. Alle unsere Werkzeugkonstruktionen sind jetzt digital, so dass wir leichter und schneller darauf zugreifen, sie iterieren und nach Bedarf drucken können. Anstatt wochenlang zu warten, können wir Teile innerhalb von fünf Tagen liefern, vom Entwurf bis zur Montage.”

NUTZBARMACHUNG DER VIELSEITIGKEIT VON METHOD X

In der Flora-Fabrik verwenden die Roboter jährlich etwa 200 End-of-Arm-Werkzeuge, die intern hergestellt werden. Durch die Verlagerung der Werkzeugproduktion ins Haus kann das Team die Kosten erheblich senken und gleichzeitig enorm viel Zeit sparen.

Carpenter druckt zwar hauptsächlich Werkzeugteile, hat aber auch neue Anwendungen gefunden, bei denen er die Vielseitigkeit von METHOD X nutzen kann.

“Wir haben auch hausinterne Mockups und Prototypen für Wasseranschlüsse und ähnliche Teile für die zukünftige Verwendung verwendet. Wir haben innerhalb von drei Tagen einen Prototyp aus Kohlefaser hergestellt, anstatt ihn auszulagern, was einen Monat dauern kann”, sagt er.

“Wir haben festgestellt, dass es sehr einfach ist, Aluminium durch Karbonfaserteile zu ersetzen. Was Gewichtsreduzierung und Haltbarkeit angeht, ist Kohlefaser mit Aluminium vergleichbar”, so Carpenter. “Mit dem LABS-Extruder, MakerBot und den Jabil-Materialien, die auf der METHOD X angeboten werden, sind die Toleranzen und die Konsistenz der Drucke viel besser, als man sich vorstellen kann.”

Carpenters Team ist nicht das einzige, das die METHOD X in der Flora-Anlage nutzt. Das Team für Montage und Beleuchtung bei NAL hat ebenfalls begonnen, den Drucker für die Herstellung von Nestblöcken für die Montagelinie einzusetzen. Die Nistblöcke werden in die Werkzeuge der Montagelinie eingesetzt und dienen dazu, die Teile an ihrem Platz zu halten, während die Maschine an ihnen arbeitet. Vor der Einführung von METHODE X musste das Team einen seiner Werkzeuglieferanten einschalten, um den Bedarf zu decken. Es musste dann warten, bis der Lieferant das Teil entworfen und gebaut hatte, und es musste warten, bis ein Kostenvoranschlag für das Teil genehmigt war, bevor es das Endprodukt erhielt.

“Es würde vier bis sechs Wochen dauern, bis man ein Teil zurückerhält”, sagte Dee Jay Griffith, Techniker in der Fertigungstechnik. “Und die Kosten wären ziemlich hoch. Mit METHOD X können wir ein komplettes Nest für weniger als 10 % der Kosten drucken, und wir können das schneller machen.

“METHOD X und der 3D-Druck haben meinen Arbeitsablauf verbessert, indem sie kürzere Vorlaufzeiten und Kosteneinsparungen ermöglichten, die sich daraus ergaben, dass ich meine eigenen Dinge drucken konnte”, so Griffith. “Wir sind jetzt in der Lage, unsere Aufgaben an den Montagelinien schneller zu erledigen, ohne uns auf die Zeitpläne der Zulieferer verlassen zu müssen.”

Die hauptsächlich aus Kohlefaser und PolyMax PC gedruckten Nestblöcke sind leicht und haltbar. Seit sie vor Monaten gedruckt wurden, hat Griffith noch keine Abnutzung festgestellt. Er experimentiert auch mit anderen Materialien und findet immer wieder Dinge, die sie gerne drucken würden. Zum Beispiel Kamerahalterungen, Fettspitzen, Dichtungen für Lecktests und vieles mehr.

Während die Teams bei NAL durch den Einsatz des 3D-Drucks erhebliche Kosten- und Zeiteinsparungen erzielen, sind dies nicht die einzigen Faktoren, die für den Einsatz von METHOD X sprechen. Die einfache Handhabung und die nahtlose Fähigkeit, mit dem MakerBot LABS Experimental Extruder Kohlefaser sowie andere industrietaugliche Materialien zu drucken, haben METHOD X zu einem Muss in ihrer Einrichtung gemacht.

“Wir haben mit dieser Maschine bereits einen ROI erzielt, und wir haben sie erst seit ein paar Monaten. Allein durch die Einsparungen bei dem, was wir bereits gedruckt haben, ganz zu schweigen von der Zeit, die wir gespart haben, indem wir es selbst gemacht haben, anstatt auf ein Geschäft zu warten, um es zu erledigen”, sagte Griffith.

“Ich arbeite für ein Multi-Milliarden-Dollar-Unternehmen und kann mir jeden 3D-Drucker leisten, aber wir haben fünf MakerBots im Haus, und das hat seinen Grund”, schloss Carpenter.

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