Serien-Ersatzteile auf Knopfdruck aus den Markforged-Druckern

Markforged Printfarm der mayer-technology GmbH & Co. KG.

Ralph Schneider
Head of mayer-technology GmbH & Co. KG

„Die Möglichkeiten, die sich uns mit der Markforged-Technologie bieten, haben das Ersatzteilgeschäft gravierend revolutioniert.“

Im März 2020 stand eine der führenden europäischen Unternehmensgruppen im Bereich Herstellung und Vertrieb von Versand- und Verpackungslösungen vor der Herausforderung einer unterbrochenen Lieferkette. Ein gigantisches Volumen an Ersatzteilen konnte nicht mehr bedient werden, was wiederum zu Maschinenausfällen führte.

Das Digitale Lager. On-Demand können sämtliche Standorte auf das interne Ersatzteillager zugreifen.

Infos zum Anwender

Die mayer-technology aus Heilbronn ist ein Unternehmen der Mayer-Gruppe und bündelt innerhalb der Gruppe das Know-how im Bereich Produktion und Maschinen. Die Mayer-Gruppe ist mit über 35 Firmen in 14 Ländern einer der größten europäischen Hersteller im Bereich Briefumschläge sowie Versand- und Verpackungslösungen. In der gesamten Gruppe werden jährlich auf 136 Rollen- und 59 Blattmaschinen rund 16 Milliarden Briefhüllen hergestellt. Die Mayer-Gruppe beschäftigt ca. 1.700 Mitarbeiter in ganz Europa.

Projektziel

Als führender Hersteller, der unter anderem für global agierende Versandhändler Produkte herstellt, kann der Ausfall einer Produktionsmaschine zu sehr großen Herausforderungen führen. Jährlich werden auf 136 Rollen- und 59 Blattmaschinen rund 16 Milliarden Briefhüllen hergestellt. Über ein Partnerunternehmen stieß Ralph Schneider, Head of mayer-technology, auf die innovative Technologie der industriellen Markforged 3D-Drucker. Er hatte die Vision, mit Hilfe dieser Technologie mindestens zehn Prozent des Maschinenersatzteil-Volumens der Unternehmensgruppe abdecken zu können.

Basismaterial ist ein PA6 mit 15 Prozent Carbon-Kurzfaser-Anteil. Zusätzlich können die Bauteile mittels einer Endlosfaser aus Carbon, Aramid oder Glasfaser verstärkt werden.

Lösung

Das Ergebnis hat dann doch die Erwartungen übertroffen. Die mayer-technology steht mit voller Expertise für alle Produktionsstandorte der Gruppe in Europa mit Rat und Tat zur Seite. Ein Ziel des Unternehmens ist die zentrale Beschaffung, Vereinfachung und Standardisierung aller Ersatzteile. Daraus entstand wiederum ein Technikhub, ein Onlineshop, über den sämtliche Maschinenersatzteile bereits heute europaweit allen Standorten der Mayer-Gruppe zur Verfügung stehen. Die additiv gefertigten Maschinenersatzteile sind dabei bereits nach Verpackungseinheit geordnet und können auf Knopfdruck bestellt werden.

Auf einem Markforged X7 additiv gefertigtes Maschinenersatzteil.

Verfügbarkeit, Unabhängigkeit und Innovation

Die mayer-technology steht nun selbst vor gigantischen Einsparungen. Zahlreiche Bauteile erreichen eine Reduktion der Kosten von bis zu 90 Prozent. Die Verfügbarkeit, Unabhängigkeit und Innovationsmöglichkeiten des Unternehmens sind so nun auf einem völlig neuen Level. Fehlende Konstruktionsdaten werden dabei mittels Reverse-Engineerings oder manuellem Nachkonstruieren erstellt. Die Markforged 3D-Drucker bieten besonders für abgekündigte oder schwer beschaffbare Maschinenersatzteile eine ideale Lösung. Mit der Präzision, Zuverlässigkeit und den Festigkeiten lassen sich bereits heute mehrere Hunderte Bauteile sinnvoll substituieren. Die Additive Fertigung geht bei der mayer-technology also bereits weit über das Rapid-Prototyping hinaus und ist schon heute eine vollwertige Fertigungstechnologie.

Auf einem Markforged X7 additiv gefertigtes Maschinenersatzteil mit integrierten Zukaufteilen.

Wie können Kunststoff-Bauteile die notwendigen Festigkeiten erreichen?

Die mayer-technology setzt auf die Composite-Technologie aus den Markforged 3D-Druckern Mark Two und X7. Dabei ist das Basismaterial Onyx, ein PA6 mit 15 Prozent Carbon-Kurzfaser-Anteil. Über eine zweite Düse im Druckkopf können die Bauteile mittels einer Endlosfaser aus Carbon, Aramid (Kevlar®) oder Glasfaser verstärkt werden. Je nach Anwendung bieten die verschiedenen Fasern einen anderen Mehrwert. Dabei hat die Endlosfaser pro Schicht nur einen Anfangs- und einen Endpunkt. Die Lage der Faser kann in der Eiger-Software von Markforged individuell ausgewählt werden. Dank den industriellen 3D-Druckern von Markforged kann der Werkstoff Carbon jetzt also wie ein Klötzchen Aluminium genutzt werden und dabei Festigkeiten erreichen, die über den von Aluminium liegen, bei hervorragender Oberflächengenauigkeit. Für größere Bauteile und jenen aus Ultem™ 9085-Filament greift Ralph Schneider in Zukunft auf den neuen Markforged FX20 zurück.

Für alte oder abgekündigte Maschinen gibt es häufig keine Ersatzteile mehr. Für den industriellen 3D-Druck kein Problem.

Heavy Metal aus dem Markforged Metal X

Mit dem System des Markforged Metal X können Bauteile aus verschiedenen Metallen in einer völlig neuen Form gefertigt werden. Das System setzt ebenfalls auf das klassische Schichtverfahren. Die Bauteile werden im Anschluss gewaschen und gesintert. Neben 1.4542 Edelstahl (17-4), Kupfer (99,8 Prozent) und 1.7744 Inconel (625) stehen auch verschiedene Werkzeugstähle zur Verfügung. Noch größere Bauteile, noch kürzere Lieferzeiten. Die Printfarm der mayer-technology wächst stetig und umfasst aktuell bereits knapp 20 3D-Drucker.

Die Digital Forge

Wenn man durch die Fertigung bei der mayer-technology läuft, fällt ganz schnell auf, dass jedes einzeln gedruckte Bauteil eine Seriennummer oder Bauteilkennung trägt. „Sollte ein Bauteil oder ein Teil einer Baugruppe beschädigt oder verschlissen sein, kann ein Ersatzteil On-Demand nachgedruckt werden. So können lange Lieferzeiten und Lagerhaltungskosten vermieden werden“, erklärt Ralph Schneider. „Außerdem fallen Lagerhaltungskosten weg. Das Lager befindet sich nun auf der Filamentrolle. Dazu kann das ganze System im Plug-&-play-Verfahren super einfach bedient werden“, ergänzt er.

Die Zukunft

Zeit ist Geld. Ab sofort stellt die mayer-technology ihren additiven Maschinenpark und ihr Know-how nicht mehr nur intern, sondern auch externen Unternehmen zur Verfügung. Das bedeutet, dass lange Lieferzeiten und Abhängigkeiten der Supply-Chain der Vergangenheit angehören. Für fast jede Ausgangslage kann eine Lösung gefunden werden – bei Einsparungen bis zu 90 Prozent. Auch in Zukunft wird das Volumen der additiv gefertigten Ersatzteile bei der mayer-technology weiter erhöht.