Philips setzt 3D-Druck in der Produktion für Lichtlösungen ein

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Philips Lightning, die vergangenes Jahr abgespaltene Lichtsparte des Technologiekonzerns, hat in Zusammenarbeit mit dem Spezialist für 3D-Druck und –Software, Materialise, die Potentiale der 3D-Drucktechnologie für das Unternehmen ausgelotet. Bislang brachte die Innovation eines Lampenhalters bereits bedeutende betriebliche Vorteile und Kosteneinsparungen.

Philips wollte herausfinden, welches Potential – speziell Metall-3D-Druck – für seine Produktionsprozesse bereithält und hat sich damit an Materialise gewandt. Sven Hermans, Business Development Manager bei Materialise, erinnert sich an den Beginn der Zusammenarbeit:

„Sie müssen eine Produktionsanlage in Aktion sehen, um die Anforderungen und Belastungen bestimmter Baugruppenelemente zu verstehen, aber auch den Druck, der auf dem Personal lastet. Vor Ort sahen wir uns Bauteile an und sprachen mit Produktionsmitarbeitern, Fertigungsteams und Ingenieuren, um mehr über ihre Probleme und die Verbesserungsmöglichkeiten herauszufinden, für die 3D-gedruckte Lösungen infrage kommen.“

„Wo könnten sich leichtere Materialien positiv auswirken? Wo könnte strukturelles Design, das mit herkömmlichen Fertigungstechniken unmöglich oder zu teuer umzusetzen ist, die Leistung verbessern und Abfall reduzieren? An diesen Fragen arbeiteten wir mit dem Team von Philips.“

Bei dem ersten Bauteil, das durch die 3D-Drucktechnologie optimiert wurde, handelt es sich um eine Halterung für die Befestigung von Lampen und das Fernhalten der Drähte von Hitze, wenn Glasröhren geschmolzen und versiegelt werden. Das wiederholte Einwirken von hohen Temperaturen auf einer kontinuierlichen Produktionslinie sowie eine Struktur, die Bindenähte von einer vierteiligen Halterungsbaugruppe umfasst, führte häufig zu Rissen und Bruch mit einem oder zwei Ausfällen pro Woche.

Die Halterungen wurden vor Ort mit Ersatzteilen repariert, die Philips am Standort vorrätig halten musste. Doch die mehrteiligen Einheiten ließen sich nur schwer entfernen und demontieren – wobei durch Wärme erweiterte Verschraubungspunkte ein besonderes Problem darstellten. So dauerte die Reparatur bis zu zwei Arbeitsstunden. Darüber hinaus konnte nur eine begrenzte Anzahl von Reparaturen durchgeführt werden, bevor eine vollkommen neue Einheit benötigt wurde, was eine Vorlaufzeit von etwa 8 Wochen erforderte.

von links nach rechts: Originalteil, erster 3D-gedruckter Prototyp, endgültiges Design

Philips entwickelte zusammen mit Materialise eine neue Halterung, die nur aus einer Struktur besteht und mit Metall-3D-Druck-Verfahren gefertigt werden kann. Somit ist keine zeitaufwändige Montage sowie das Entfernen der Bindenahtdruckpunkte mehr notwendig. Während der ersten drei Monate ist die neue Halterung ein kein einziges Mal ausgefallen. Danny Van der Jonckheyd, Factory Engineering Designer bei Materialise, erzählt:

„Wir dachten, wenn wir Bauteile seltener und einfacher reparieren könnten, wäre das ein großer Vorteil, aber bisher musste noch nichts ausgetauscht werden. Selbst wenn wir das ausschließlich im Zusammenhang mit der reduzierten Wartungszeit betrachten, liegen die Einsparungen bereits bei etwa 9.000 € pro Jahr, und der Techniker kann sich jetzt auf die wirklichen technischen Probleme konzentrieren.“

Ein weiterer Vorteil hat sich in der Ersatzteillagerung ergeben. Da die neue Teile jetzt innerhalb von 10 Tagen gedruckt und geliefert werden können, muss vor Ort nur noch eine geringe Anzahl gelagert werden. Zudem konnte die Anzahl der Wartungen und der Aufwand dafür stark reduziert werden.

„Aber der größte Unterschied ist die Auswirkung auf die Arbeitsmoral unserer Mitarbeiter. Es ist der Gedanke entstanden, dass wir Dinge anders angehen können. Seit diesem ersten Projekt sind Mitarbeiter aus verschiedenen Bereichen der Produktion mit Ideen an uns herangetreten, wie wir 3D-Druck einsetzen können. Das hat unsere Mitarbeiter wirklich motiviert.“

Van der Jonckheyd erklärt abschließend:

„Durch die neuen Möglichkeiten des Greifers ist kein zeitaufwändiger manueller Austausch mehr erforderlich, wodurch wir im Jahr etwa 80.000 € und eine Vielzahl an Betriebsstunden einsparen. Darüber hinaus bedeutet die höhere Geschwindigkeit dank des geringeren Gewichts, dass unsere Zykluszeit verkürzt und die Produktion gesteigert wurde – eine optimale Gleichung. Der gesamte Prozess hat unsere Augen, Gedanken und Herzen für 3D-Druck in einem Maß geöffnet, dass diese Fertigungsmethode zu einem natürlichen Bestandteil unseres Repertoires geworden ist.“