Azoth hat ein neues Unternehmen aufgebaut, das Fertigungskunden hilft, Maschinenteile pünktlich zu erhalten und dabei Tausende von Dollar zu sparen.
When engineers get enthusiastic on the topic of additive manufacturing, it can be compelling. Indeed, in the presence of Cody Cochran, Azoth’s general manager, and Ronnie Sherrer, polymers engineering lead at Azoth, you can’t be anything but a fan. Their expertise and energetic approach have been successful in consistently delivering new value propositions to their manufacturing customers through the intelligent application of additive manufacturing and 3D data for end-use parts.
Additive manufacturing and materials have recently evolved to the point where many end-use parts can be produced tool-free and at a lower cost than traditional methods. According to Cochran, it is all about identifying parts in their customers’ inventories that meet the specifications and having a clear business case. Then they are evolved into a digital inventory for immediate, on-demand part production.
“Not all parts are ideal for additive,” said Cochran. “We sort through and find where the complexities are in the supply chain, the overload of inventory, where parts often fail, and build a business case for each one.”
Azoth was formed by the EWIE Group of Companies (EGC) to bring the advantages of additive manufacturing to its customer base. EGC focuses on fulfilling the indirect manufacturing needs of its Fortune 500 customer base across 12 countries, with customers such as John Deere, GM, and Ford. Azoth also focuses on those indirect needs by applying additive manufacturing to machine parts.
Azoth hat für seine Kunden erhebliche Kosteneinsparungen bei Teilen erzielt, den Lagerbestand reduziert und die Teileversorgung rationalisiert
Der Ansatz von Azoth
Sobald die Arbeit für einen Kunden beginnt, verfolgt das Team von Azoth einen methodischen Ansatz, indem es die Beständedes Kunden durcharbeitet und zunächst Maschinenteile identifiziert, die aufgrund der Mindestbestellmengen einen Überbestand aufweisen, oder solche, die aufgrund der langen Produktionsvorlaufzeiten von fünf bis zehn Wochen – oder länger – oft nicht am Lager sind. Das Team sucht sodann nach Teilen, die eine hohe Fehlerrate aufweisen oder für die eine Neuentwicklung erforderlich ist, um die Effizienz zu steigern. All diese Teile bedeuten eine Verschwendung des Geldes und der Zeit des Kunden und verursachen unnötige Komplexität in der Lieferkette.
Das Azoth-Team ist mit 3D-Scannern und Software ausgestattet, so dass Teile ohne CAD-Daten zurückentwickelt und bei Bedarf neu konstruiert werden können, um die mittlere Betriebsdauer zwischen den Ausfällen (MTBF) zu verbessern. Es wird eine Materialanalyse durchgeführt, und es werden die betreffenden Toleranzen ermittelt. Sobald ein Teil validiert wird, wird eine Kostenanalyse – einschließlich Nachbearbeitung, Material, Druckzeiten und Teilegröße – aufgestellt und vorgelegt.
Die Auswahl des richtigen 3D-Druckers und der Materialien ist ebenfalls Teil dieser Gleichung. Azoth verwendet sowohl Metall als auch Kunststoff für die additive Fertigung und ist dabei besonders auf seine Ultimaker 3D-Drucker angewiesen. Die Ultimaker-Systeme nutzen die FFF-Technologie (Fused Filament Fabrication) und sind kompakt genug, um auf einen Schreibtisch zu passen, während sie großzügige Baugrößen bieten: Der S3 hat eine Baugröße von bis zu 230 x 190 x 200 mm, und der S5 kann bis zu 330 x 240 x 300 mm drucken – beide mit dualer Materialextrusion und Schichtstärken von nur 20 Mikrometern.
„Die Materialien und die Drucker von Ultimaker sind bei diesem Prozess entscheidend“, sagte Cochran. „Die niedrigen Betriebskosten und die hochwertigen Materialien haben unseren Erfolg möglich gemacht – und unseren Kunden eine deutliche Kostenreduzierung beschert.“
Das Team schaut sich auch Metallteile an, um zu sehen, ob sie effizienter aus Kunststoff hergestellt werden können, und behält dabei die Toleranzen und die Leistung bei.
„Die Ultimaker-Materialien sind preiswerter und übertreffen oft traditionelle Kunststoffe und sogar einige Metalle“, so Cochran. „Bei einigen Greiferfingerteilen, die ursprünglich aus Metall gefertigt wurden, konnten wir die Kosten von 350 $ auf 75 $ pro Teil senken, indem wir sie für die additive Fertigung aus Kunststoff umgestaltet haben. Und sie bieten die gleiche Leistung.“
Greiferfinger aus Aluminium, umgewandelt in 3D-gedruckte Polymer-Greiferfinger, die mit zusätzlichen gehärteten Dübelstiften versehen sind
Zu den Arten von Teilen, die das Azoth-Team analysiert, gehören Halterungen/Vorrichtungen, Greiferfinger, Abblasdüsen, Lehrengriffe und mehr. Sie suchen nach Teilen, die von der additiven Fertigung profitieren, denn ohne Werkzeugbau, Werkzeugeinrichtung oder Mindestbestellmengen können erstaunliche Zeit- und Kosteneinsparungen erzielt werden.
„Der Durchschnittsmensch würde diese Teile in keiner Weise sexy finden“, sagt Cochran, „aber das sind die Arbeitspferd-Teile, die eine weiterführende Produktion ermöglichen. Wir arbeiten daran, Maschinenausfallzeiten auf den Fertigungsflächen unserer Kunden zu vermeiden, die Komplexität zu reduzieren, die Kosten zu senken und den physischen Bestand zu verkleinern. Und wir waren damit erfolgreich!“
Azoth steigerte die Leistung durch die Konstruktion einer Düse, die das Teil genau dort trifft, wo es hingehört – vorher war dies nicht herstellbar
Eines entnehmen, eines fertigen
Sobald das digitale Inventar des Kunden im Spiel ist, verwendet Azoth ein Modell namens „Take One, Make One“. Dies ist eine direkte Form der On-Demand-Produktion, bei der ein neues Teil hergestellt wird, sobald ein Ersatzteil abgenommen wurde. Azoth führt dies mittels einer Synchronisierung mit Teile-Verkaufsmaschinen und ERP-/MRP-Systemen durch, die eine Bestellung an Azoths Kompetenzzentrum senden. Das neue Teil wird in der Regel innerhalb von 24 Stunden fertiggestellt und versandt.
„Die Implementierung der Verkaufsautomaten kann sofortige Arbeitsaufträge generieren“, sagte Sheerer. „Das bedeutet, dass der Kunde einen begrenzten Bestand unterhält, der sich nach der tatsächlichen Nutzung richtet und nicht auf willkürlichen Anforderungen, wie z. B. Mindestbestellmengen, basiert. Das spart Geld und erhöht die Effizienz des Herstellers.“
Dynamism, ein Anbieter von 3D-Drucklösungen, Materialien und Beratungsleistungen mit Sitz in Chicago, Illinois, war einer der Hauptbeteiligten an der TOMO-Initiative des Unternehmens. Das Azoth-Team wurde von Dynamism mit den Ultimaker-Plattformen bekannt gemacht, und beide Teams pflegen eine strategische Beziehung, um die Grenzen des 3D-Drucks zu erweitern.
„Die kontinuierliche Unterstützung, das Know-how und die Kreativität des Dynamik-Teams ermöglichen es uns, die Bedürfnisse unserer Kunden zu erfüllen“, sagte Cochran. „Ihre Hilfe führt dazu, dass wir immer die besten Lösungen, Materialien und Ergebnisse anbieten können.“
This automotive fixture is 3D printed with magnet inserts for self-locating the component
Falls ein Stahlinjektorstift nicht mehr vorrätig ist, kann innerhalb von zwei Tagen ein Ersatz aus Polymer 3D-gedruckt werden
Die Ergebnisse
Jedes von Azoth produzierte Teil wird mit einem nachgewiesenen Business Case für die Kunden geliefert. Je nach Teil kann der Business Case ziemlich unterschiedlich sein.
„Unser Ansatz unterbricht den Status quo auf positive Weise für unsere Kunden“, so Sheerer. „Als wir ein einfaches Verschleißteil mit Ultimaker auf additive Fertigung umstellten, brachte das dem Kunden Kosteneinsparungen in Höhe von 30.000 Dollar. Das ist es, was wir einen Business Case nennen.“
Die Fähigkeit, schnell Prototypen von Teilen anzufertigen, ist ebenfalls ein Teil der Arbeit des Azoth-Teams. Einige Prototypen von Fräserteilen ließ der Kunde mittels CNC in Stahl bearbeiten, was 12–14 Wochen dauerte. Das Azoth-Team hatte Kunststoffprototypen, die zur direkten, genauen Ermittlung der Passform verwendet und innerhalb eines Tages überprüft werden konnten. Die Ergebnisse von Azoth sprechen für sich selbst. Sie erreichen regelmäßig Kostensenkungen von 50–90 %.
Die Vorlaufzeit für diesen Prototyp eines Fräserteils beträgt einen Tag mit 3D-Druck, im Vergleich zu 12–14 Wochen mit CNC-Bearbeitung
„Bei einem Greiffingerteil produzieren wir etwa 30 pro Monat zu ca. der Hälfte der Kosten des traditionell hergestellten Teils“, so Cochran. „Wir haben das neue Teil mit SLS-Nylon und SLA-basiertem Harz getestet, aber letztendlich PA 4035 auf den Ultimaker-Druckern verwendet. Es hat Delrin ersetzt, und das ist in unserer Welt ein zähes Arbeitspferd.“
Das Azoth-Team ist auch in der Lage, Notfallteile zu produzieren, um Maschinenstillstandszeiten zu reduzieren. Ein Beispiel war ein Injektorstift aus Werkzeugstahl, der im Lager auslief. Das Team hatte einen Polymer-Ersatzstift in 48 Stunden, während der 3D-Metall-Ersatz eine Woche benötigte.
Azoth ist in der Lage, jeden Monat 30 dieser Greiferfinger für End-of-Arm-Tools mit 3D-Druckern von Ultimaker zu produzieren
Mit den entsprechenden Werkzeugen und Fachkenntnissen ist das Azoth-Team auch in der Lage, Teile für eine bessere Leistung zu überarbeiten. Komplexe Abblenddüsen mit Designs, die genau auf den Luftstrom ausgerichtet sind, sind hervorragende Beispiele – und lassen sich einfach mit der additiven Fertigung herstellen.
Das Azoth-Team hat sich und seinen Kunden bewiesen, dass die additive Fertigung einen wertvollen und wichtigen Platz in der Fertigungskette hat. Sowohl Cochran als auch Sherrer wollen weiterhin Führung übernehmen, Innovationen vorantreiben und Kunden dabei unterstützen, erfolgreicher zu sein.
„Täglich verändern wir die Denkweise unserer Kunden, da wir relevante Business Cases für ihren Teilebestand durch additive Fertigung liefern“, so Cochran. „Bei den Ultimaker 3D-Druckern und ‑Materialien stimmen die Kosten – sie bieten eine leicht skalierbare Produktion und eine Zuverlässigkeit, die wir nicht voraussehen konnten.“
