Neue Businessmodelle für den maritimen Sektor durch 3D-Druck

Nutzen Sie in der Maritimen Industrie das Potential Additiver Fertigung

3D-Druck: Eine disruptive und vielversprechende Technologie für den maritimen Sektor

 

Der 3D-Druck oder auch die Additive Fertigung (engl. Additive Manufacturing – AM) ist eine Herstellungsprozess, der dreidimensionale Funktionsbauteile auf Basis eines digitalen Modells schichtweise aufbaut. In den letzten 20 Jahren hat sich der 3D-Druck als zuverlässige Technologie für die Serien- und Kleinserienfertigung sowie im Prototyping etabliert. Industrielle Anwendungen finden sich im 3D-Druck in vielen Industrien. Momentan zählen zu den Hauptbranchen die Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Maschinen- und Werkzeugbau sowie die Automobilindustrie.


     Abbildung 1: Key industries using Additive Manufacturing (Bionic Production GmbH)

     Quellen: Bionic Production GmbH, LZN, RB Research, January 2019, * eigene Einschätzung nach Befragungen

 

Diese sich schnell entwickelnde Technologie wird wahrscheinlich einen disruptiven Einfluss auf die weltweiten Transport- und Logistikketten haben, denn 3D-Druck ermöglicht kosteneffiziente und zuverlässige lokale Produktionschargen – auch in Industrieländern. Möglicherweise könnte so ein Teil der ausländischen Produktion in Niedriglohnländern durch „near-sourcing“ in der Nähe der Kunden erfolgen. Der internationale Handel mit End- und Zwischenprodukten könnte somit in Zukunft erheblich zurückgehen.

Häfen und Reedereien haben die Möglichkeit, von dem enormen Potential Additiver Fertigung zu profitieren, in dem sie neue Betriebsstrategien entwickeln, neue Businessmodelle generieren oder sich sogar selbst zu einem 3D-Druck-Zentrum entwickeln. Einige Häfen haben das AM-Potential bereits frühzeitig für sich erkannt und damit begonnen, eigene Fähigkeiten und Kompetenzen zur Nutzung des 3D-Drucks aufzubauen. Der Hafen von Rotterdam hat beispielsweise Metalldrucker zugekauft und ein „FieldLab“ zur Wissensentwicklung im Bereich von Metall-3D-Druck, 3D-Scan, 3D-Design und Zertifizierungen eingerichtet (1). Deutschlands größter Hafenbetreiber, die Hamburger Hafen und Logistik AG  übernahm einen Full-Service 3D-Druck-Anbieter, um neue Geschäftsfelder rund um Logistikdienstleistungen rund um den 3D-Druck zu entwickeln (2). Die Schifffahrtsindustrie nimmt Additive Fertigung auch zunehmend an. Zum Beispiel enthüllte RAMLAB in 2017 den weltweit ersten, zugelassenen 3D-gedruckten Schiffspropeller (3). Anfang Februar 2020 erhielt der Frachter „Berge Mafadi“ als erstes Frachtschiff weltweit eine kommerzielle Lieferung an additiv hergestellten Ersatzteilen, die unter anderem Scupper-Plugs enthielt (4).


Abbildung 2: Ausgewählte Beispiele für die Maritime Industrie zur modellhaften Darstellung von Anwendungsfeldern und Vorteile

Identifizierung und Potentialnutzung des 3D-Drucks in der maritimen Industrie

Trotz der wachsenden Populariät Additiver Fertigung sind sich viele Akteure in der maritimen Industrie noch immer die des Potenzials bewusst, das sich aus dieser modernen Technologie ergibt. Daher ist es wichtig, dass sich der maritime Sektor auf dieses neue Zeitalter vorbereitet und dieses beträchtliche Potential nutzt, um die betriebliche Effizienz zu verbessern und neue Geschäftsfelder zu erschließen.

Gerade die Bereitstellung von Ersatzteilen hat sich als vielversprechendes Anwendungsfeld für die maritime Industrie herauskristallisiert (5):

  • AM hat das Potential, Lieferzeiten und Logistikkosten durch On-Demand und dezentralisierte Produktionsstrategien erheblich zu reduzieren. Angesichts der Tatsache, dass am maritimen Instandhaltungsnetzwerk viele Akteure (z.B. OEMs, Dienstleister und Systemintegratoren) beteiligt sind, kann die Lieferkette dadurch erheblich optimiert werden. Hinzu kommt, dass die Schiffe in entlegenen Gebieten abseits der Basis operieren, was die Versorgung mit Ersatzteilen schwierig macht. Schließlich haben Häfen in Regionen, die weit vom ursprünglichen Ersatzteillieferanten entfernt sind (z.B. der Hafen von Dar es Salaam), regelmäßig Schwierigkeiten, Teile innerhalb einer angemessenen Zeit zu produzieren.
  • Durch eine Abkehr von einem „Make-to-Stock“ Ansatz hin zu einer effizienteren und nachhaltigeren „Make-to-Order“-Strategie können die Lagerkosten gesenkt werden. Das ist gerade für die maritime Industrie ein entscheidender Vorteil, da maritime Güter kapitalintensiv sind und der Platz in Häfen und auf Schiffen begrenzt ist.
  • Das Risiko von Ausfallzeiten aufgrund von Lieferengpässen wird gemildert, da 3D-Druck eine schnelle Produktin in Kundennähe ermöglicht. Die Coronakrise zeigte deutlich den notwendigen Bedarf an einer flexiblen und belastbaren Lieferkette für Ersatzteile. Viele Terminals berichteten über eine eingeschränkte Verfügbarkeit von Ausrüstungsersatzteilen als Folge von Grenzschließungen, die die Fähigkeit zur Produktivitätssteigerung für die Kunden beeinträchtigen. Dies führt unweigerlich zu einer Neubewertung der Ersatzteilstrategie (6). Die Implementierung von AM im täglichen Betrieb ermöglicht die Bereitstellung von Metall- und Polymer-Ersatzteilen vor Ort und auf Abruf und trägt somit zur Aufrechterhaltung der Geschäftskontinuität bei.

Neben Ersatzteilen gibt es zahlreiche andere vielversprechende Geschäftsmöglichkeiten für den maritimen Sektor, wie beispielsweise die schnelle Herstellung von Prototypen, die Bereitstellung von Produktionskapazitäten für externe Kunden („Manufacturing as a Service“) oder die Entwicklung neuer Logistiksegmente mit Additiver Feritung. Erwähnenswert ist dabei auch, dass der Einstieg in den 3D-Druck nicht zwangsläufig enorme Investitionen in Maschinen erfordert. Es kann auch bedeuten, wenige Teile zu identifizieren und zu optimieren und diese extern drucken zu lassen.

Unser Vorgehen

Wir haben uns das ehrgeizige Ziel gesetzt, die maritime Industrie auf den profitablen Einsatz von Additiver Fertigung vorzubereiten. Durch die Bündelung des Wissens in den Bereichen Additive Fertigung und dem maritimen Sektor unterstützen wir Sie zuverlässig auf Ihrem Weg, die Vorteile des 3D-Drucks zu identifizieren und im täglichen Betrieb umzusetzen. Unser Ziel ist es, profitable Geschäftsmöglichkeiten für Ihr Unternehmen zu finden, die zu Kosteneinsparungen, operativer Exzellenz oder sogar zusätzlichen Einnahmequellen führen.

Um dies zu erreichen, haben wir einen bewährten und strukturierten Ansatz entwickelt, um Häfen, Reedereien und intermodale Terminals bei der Verbesserung von Geschäftsprozessen und der Steigerung von Gewinnen zu unterstützen. Unser umfassender Beratungsansatz umfasst die gesamte Prozesskette der AM-Aktivitäten, von der Ideenfindung, Machbarkeitsanalyse, Marktanalyse, Geschäftsmodellerstellung bis hin zur tatsächlichen Einführung Additiver Fertigung in Ihrem Unternehmen. Dabei nutzen wir die effizienten und fortschrittlichen Methoden, wie z.B. Design Thinking, Lebenszyklus-Rentabilitätsanalyse oder automatisierte Suchalgorithmen zur Analyse Ihres Produktportfolios.

Gemeinsam mit uns können Sie das notwendige Know-how in Ihrem Unternehmen aufbauen, Ihre individuelle AM-Einführungsstrategie festlegen und den 3D-Druck effektiv in Ihren Prozessen verankern. Um maximale Kundenzufriedenheit zu erreichen, entwickeln wir alle Strategien und Prozesse maßgeschneidert auf die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden und stellen sicher, dass alle angebotenen Lösungen auf wirtschaftlichen Überlegungen basieren.

Warum die Bionic Production GmbH?

Wir verstehen uns als Full-Service-Dienstleister im Bereich Additive Fertigung und unterstützen Sie in jeder Entwicklungs- und Umsetzungsphase. Unsere Mission ist es, die Wettbewerbssituation unserer Kunden zu verbessern. Dabei profitieren Sie von unserem technologischen und wirtschaftlichen Know-how, das wir in Industrieprojekten für namhafte Kunden gesammelt haben. Neben der Expertise im 3D-Druck verfügen unsere Experten auch über fundierte Kenntnisse im Logistikbereich. Seit 2019 gehört unser Unternehmen zu einem der führenden europäischen Hafen- und Transportlogistikunternehmen, der Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA).

Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen!

Dr. Johannes Schmidt

Telefon: +49 (0) 4131 2300 163
E-Mail: johannes.schmidt@bionicproduction.com

 

 

(1) https://www.portofrotterdam.com/en/business-opportunities/innovation-smartest-port/cases/3d-printing-in-the-port-of-rotterdam

(2) https://www.dvz.de/rubriken/see/haefen/detail/news/hhla-investiert-in-3d-druck.html

(3) https://ramlab.com/updates/ramlab-unveils-worlds-first-class-approved-3d-printed-ships-propeller/

(4) https://www.dnvgl.com/expert-story/maritime-impact/3D-printed-spare-parts-revolutionize-maritime-supply-chain.html

(5) Heinen, J. and Kai H. (2019): Assessing the potential of additive manufacturing for the provision of spare parts, Journal of Operations Management (in press).

(6) https://www.hamburgportconsulting.com/news-en/virtual-chat-for-terminal-operators-on-the-impact-of-covid-19

Erfolgsprojekt Einspritzdüse

Leistungsfähige Maschinenbauteile in Serie

Der 3D-Druck bietet Maschinenbauern Designfreiheit bei der Konstruktion von Bauteilen. So lassen sich effizientere Komponenten gestalten, die kosten- und ressourcenschonend gefertigt werden. So auch bei den Einspritzdüsen der SBM Maschinen GmbH. Die Komponenten bestanden aus mehreren Einzelteilen, waren sehr komplex aufgebaut und wurden aus Guss gefertigt.

Die Ingenieure der Bionic Production GmbH konzipierten die Einspritzdüse neu und setzten im Engineering den Fokus auf:

– die Funktionsintegration,

– die Integration von mehreren Bauteilen sowie

– ein fertigungsgerechtes Design

Nach der erfolgreichen Erprobung aller Bauteile in der Anwendung bei SBM wurde die Serienfreigabe erteilt.

Durch die Substitution des Fertigungsverfahrens von Guss auf 3D-Druck werden nun 70 Einspritzdüsen auf einer Bauplatte in einer qualitätsgesicherten Fertigung aufgebaut. Insgesamt konnten die Kosten für die Komponenten um 10 % gesenkt werden. Bionic Production begleitete den bayrischen Maschinenbauer auf dem Weg vom Prototypen bis hin zur additiven Serienfertigung. Aktuell werden jährlich rund. 1.500 Düsen produziert.

 

Sie möchten auch Ihre Produkte optimieren oder benötigen Hilfe in der Identifizierung möglicher Bauteile?
Sprechen Sie uns an!

Bionic Production
Patrick Folkert
Leiter BU Manufacturing
Telefon: 0049 (0) 4131 2300 111

E-Mail: patrick.folkert@bionicproduction.com

 

 

3D-Druck als digitale Transformationsmöglichkeit für die Bahnindustrie

3D-Druck: Eine disruptive und erfolgsversprechende Technologie für die Bahnindustrie

3D-Druck und Additive Fertigung (AM) ist ein Produktionsprozess, dass dreidimensionales Objekt auf Basis eines digitalen Modells schichtweise aufbaut. AM hat sich in einigen Branchen, wie zum Beispiel der Medizintechnik, im Bereich Luftfahrt oder im Maschinen- und Werkzeugbau, etabliert.

Es wird erwartet, dass diese sich schnell entwickelnde Technologie einen disruptiven Einfluss auf die weltweiten Transport- und Logistikketten haben wird. Sie ermöglicht eine kosteneffiziente dezentrale Fertigung – auch in Industrieländern. Im Zusammenhang mit der Wartung und Reparatur von Zügen und Ausrüstung sind benötigte Komponenten oft nicht mehr als Ersatz verfügbar oder der Bestellvorgang ist sehr langwierig. Zudem sind oft hohe Kosten mit kleinen Abnahmemengen verbunden. So entstehen entweder hohe Beschaffungskosten verbunden mit einem hohen Risiko langer Fahrzeugausfallzeiten, oder es müssen noch höhere Kosten für die Lagerung getragen werden, wenn eine große Anzahl verschiedener Ersatzteile in Kombination mit seltenen und unvorhersehbaren Nutzungsmustern auf Lager gehalten werden.

Im Gegensatz dazu ermöglicht AM die Erschließung neuer Wertschöpfungspotenziale für den Eisenbahnsektor. Wir können Sie dabei unterstützen, die Potenziale für Ihr Unternehmen zu identifizieren und voll auszuschöpfen.

Jüngste Anwendungsfälle aus dem Bahnbereich zeigen, dass es möglich ist Stillstandszeiten, Lagerkosten und Vorlaufzeiten für ein Ersatzteil um jeweils 90 % zu reduzieren.

 

Unsere Lösung – Identifizieren und nutzen Sie das Potential des 3D-Drucks im Bahnsektor

Wir bereiten die Bahnindustrie auf den profitablen Einsatz von Additiver Fertigung vor und unterstützen Sie zuverlässig auf Ihrem Weg, die Vorteile des 3D-Drucks zu erkunden und umzusetzen. Gemeinsam mit Ihnen entwickeln wir eine geradlinige und maßgeschneiderte Strategie. Wenn Sie diesen Weg gemeinsam mit uns beschreiten, können Sie neue und profitable Geschäftsmöglichkeiten generieren.

Wir bieten Unterstützung entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Additiven Fertigung – von der Ideengenerierung und Machbarkeitsanalyse über die Marktanalyse und Strategieentwicklung bis hin zur tatsächlichen Implementierung von AM in Ihrem Unternehmen. Gemeinsam mit uns können Sie das notwendige Know-how in Ihrem Unternehmen aufbauen, Ihre individuelle Einführungsstrategie festlegen und den 3D-Druck effektiv in Ihren Prozessen verankern.

Es gibt Dutzende von vielversprechenden AM-Geschäftsmöglichkeiten für den Bahnbereich, wie z.B. die Produktion eigener Ersatzteile vor Ort, die schnelle Herstellung von Prototypen, Performancesteigerungen von Teilen, die Aggregation von Baugruppen zu einer integrierten Fertigung als Einzelkomponente oder Leichtbauansätze, die Material und damit Kosten sparen.

Unser Vorgehen

Wir wenden unseren bewährten und strukturierten Ansatz an, um Bahnbetreiber sowie Wartungs- und Reparaturwerkstätten dabei zu unterstützen, ihre Geschäftsprozesse zu verbessern und ihre Gewinne zu steigern.

Um eine maximale Kundenzufriedenheit zu erreichen, entwickeln wir alle Strategien und Prozesse in einer maßgeschneiderten Art und Weise, um die Bedürfnisse unserer Kunden zu befriedigen und sicherzustellen, dass alle angebotenen Lösungen auf wirtschaftlichen Überlegungen basieren.

Unser umfassendes Angebot an Beratungsdienstleistungen deckt den gesamten Lebenszyklus der AM-Aktivitäten ab.

Um eine hohe Qualität unserer Dienstleistungen zu gewährleisten, setzen wir bei Bedarf ausgefeilte Werkzeuge und Methoden ein, die von der Lebenszyklus-Rentabilitätsanalyse bis hin zur Neukonstruktion und (FEM-basierten) Teileoptimierung reichen.

Kontaktieren Sie uns für weiterführende Informationen!

Dr.-Ing. Christian Daniel

Telefon: +49 (0) 4131 2300 164
E-Mail: christian.daniel@bionicproduction.com

 

Erfolgsprojekt Kühlschmierstoff-Düse

Erfolgreiches Engineering einer Kühlschmierstoff-Düse für den 3D-Druck
Funktionsintegration trotz beengter Platzverhältnisse

Additive Fertigung ist eine disruptive Technologie, die die Produktion von passgenauen, hoch effizienten und individuellen Produkten ermöglicht. Das 2017 gestartete Düsen-Projekt der Grindaix GmbH und TRUMPF sowie Bionic Production zeigt die Möglichkeiten des 3D-Drucks auf.

Beim Innenrundschleifen ist die größte Herausforderung für die Düsen die beengten Platzverhältnisse zwischen Bauteil und Werkzeug. Deshalb wird normalerweise der Kühlschmierstoff von außen eingespritzt. Hierfür suchten die Experten bei Grindaix nach einer Optimierungsmöglichkeit und fanden Sie in der 3D-Konstruktion der Düse.

Die Ingenieure von Bionic Production erhielten die Spezifikationen von Grindaix und überarbeiteten und optimierten die erste Konstruktion 3D-Druck-gerecht. Durch die Prototypenproduktion konnte das Team zeit- und kosteneffizient die Kühlschmierstoff-Düsen weiter optimieren.

Dies resultierte in einer signifikanten Kostenersparnis von 51 % und einer Gewichtsersparnis von 25 %.

Folgen Sie diesem Link https://www.trumpf.com/de_DE/magazin/form-folgt-funktion-3d-druck-beginnt-im-gehirn/, um den kompletten Artikel zu lesen.

Der 3D-Druck ermöglicht es Ingenieuren, in völlig neuen Möglichkeiten zu denken. Eine der Stärken ist die Funktionsintegration. Natürlich heißt das aber auch, bewährte Denkmuster zu verlassen und ein Umdenken zuzulassen. Bionic Production hilft Ihnen dabei!

Ob Sie einen Partner suchen, der herstellerunabhängig das Know-how Additiver Fertigung in Ihrem Team aufbaut, Sie bei dem Designprozess unterstützt oder ob Sie einen zuverlässigen Partner beim 3D-Druck Ihrer Bauteile suchen – sprechen Sie uns an!

Bionic Production
Patrick Folkert
Leiter BU Manufacturing
Telefon: 0049 (0) 4131 2300 111

E-Mail: patrick.folkert@bionicproduction.com

 

 

Kostenfreier AM-Workshop „Unser Wissen für Ihren Erfolg“

Unser Wissen für Ihren Erfolg!

Unter diesem Motto bieten wir einen Workshop zum Auf- und Ausbau von 3D-Druck-Expertise an – kostenfrei für die ersten 10 Anmeldungen.

Damit möchten wir kleinen und mittelständischen Maschinen- und Anlagenbauern helfen, Optimierungspotenziale zu identifizieren und so das Unternehmen agil und innovativ aufzustellen.

Alle Informationen zu den Workshop-Inhalten und -Vorteilen sowie das Anmeldeformular finden Sie hier.

 

Neue Geschäftsmodelle für Logistiker

Mit dem 3D-Druck eröffnen sich für Logistiker viele neue Geschäftsmöglichkeiten. Frau Dr. Grund zeigt im Interview mit der Hamburger Hafen und Logistik AG Möglichkeiten und Grenzen der additiven Fertigung auf.

Dabei geht sie den Fragestellungen nach, wie bionische Konstruktion ein Bauteil optimieren kann, welche Vorteile additive Fertigung gegenüber konventionellen Herstellungsmethoden hat und wie sich 3D-Druck positiv auf die Supply Chain auswirken kann.

Das ganze Interview können Sie hier nachlesen.

 

Erweiterung unseres Maschinenparks

Investition in die Zukunft!

Sowohl im Februar als auch im April haben wir unseren Maschinenpark weiter aufgestockt, um für die zukünftigen Anforderungen bereit zu sein.

Seit zwei Monaten haben wir eine FANUC Europe ROBOCUT 2-C600iB Drahterodiermaschine. Damit können wir einen weiteren Teil des Post-Processings unserer 3D-Druck-Teile bei uns im Haus abbilden und so noch flexibler produzieren.

Mit einer weiteren Lasertec 30 SLM von DMG MORI haben wir im April unsere Produktionskapazitäten erweitert. Gleichzeitig reduzieren wir so nun den Aufwand für Materialwechsel in den einzelnen Maschinen. Dadurch können wir 3D-Druck-Aufträge noch flexibler abarbeiten und sind damit bestens für die Zeit nach COVID-19 gerüstet.

Außerdem steht uns ein X7 3D-Drucker von Markforged zur Verfügung. Damit können wir unsere Kunden nun noch schneller mit extrem steifen und damit hoch belastbaren Ersatzteilen beliefern.

Bestellen Sie Ihre Ersatzteile auf Abruf

Unser „Parts on demand“ Service ist eine gute Alternative gegenüber der regulären Lagerhaltung!

Nachdem wir Ihre Ersatzteile durch unser Part Screening identifiziert haben, erstellen wir Testdrucke zur Validierung der Produktionsparameter und um relevante Informationen zu Kosten und Lieferzeiten zu erhalten.

Anschließend katalogisieren wir Ihre Bauteile, sodass Sie diese direkt online bestellen können. Auf diese Weise vermeiden Sie eine überschüssige Lagerhaltung und umgehen lange Lieferzeiten.

Für weitere Informationen klicken Sie hier!

 

Bauteil-Analyse für einen erfolgreichen 3D-Druck

Eignen sich meine Komponenten für den 3D-Druck?

Mit unserem systematischen „Part Screening“ analysieren wir Ihr Portfolio.
Anhand von CAD-Daten, Materialinformationen, Kostenangaben sowie Bauteilabmessungen und -funktionen identifizieren wir geeignete bauteile und/oder Baugruppen. Für weitere Details klicken Sie hier!

 

Entwicklungspotenziale für die maritime Industrie


Mit additiver Fertigung hat die maritime Industrie die Möglichkeit, neue Betriebsstrategien zu entwickeln, innovative und profitable Geschäftsmodelle zu generieren oder sogar zu einem 3D-Druckzentrum zu werden.

Neben der Expertise im bereich der additiven Fertigung, verfügen unsere Experten auch über fundierte Kenntnisse im Logistiksektur.

Bionic Production bietet Häfen udn Reedereien Unterstützung bei der Vorbereitung für den profitablen Einsatz von additiver Fertigung. Sprechen Sie uns an!

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