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Heineken: Mit 3D-Druck die Kontinuität der Produktion sicherstellen

KonsumgüterFunktionsteile

Mit über 150 Brauereien auf der ganzen Welt ist Heineken einer der größten Bierproduzenten der Welt. Die Brauerei der Marke in Sevilla, Spanien, produziert berühmte Biermarken wie Cruzcampo, Desperados, Heineken und Amstel. Das Bier wird gebraut, abgefüllt und dann an Kunden in ganz Spanien und dem Ausland geliefert. Verpackungsmanager Juan Padilla González hat den 3D-Druck eingeführt, um die Betriebszeiten und die Effizienz des Standorts in Sevilla zu steigern.

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Optimierung der Fertigungslinie

Die Anlage in Sevilla ist in der Lage, jährlich bis zu 500 Millionen Liter Bier zu produzieren. Aber Heineken sucht immer nach neuen Möglichkeiten, seine bereits beeindruckende Effizienz zu steigern. Deshalb begann das Unternehmen, die Möglichkeiten des 3D-Drucks auszuloten, und richtete dazu ein 3D-Drucklabor ein.

Das Team steckte sich Ziele, den Output, die Betriebszeiten und die Sicherheit des Produktionsprozesses zu verbessern. Heineken begann, nach Möglichkeiten Ausschau zu halten, die Produktionsmaschinen zu optimieren. Das Team erkannte schnell, dass der 3D-Druck ihm die Flexibilität und Geschwindigkeit bietet die es braucht. Gleichzeitig ist er erschwinglich und die gefundenen Lösungen lassen sich leicht umsetzen.  

Wir befinden uns noch in den ersten Phasen des 3D-Drucks, haben aber bereits eine Kostensenkung bei den Anwendungen, die wir gefunden haben, um 70–90% und auch eine Verkürzung der Lieferzeit um 70–90% festgestellt.

Sicherheit geht vor

Die Sicherheit der Mitarbeiter hat bei Heineken oberste Priorität. Deshalb entwickelten zunächst bessere Sicherheitsverriegelungen, die bei der Wartung der Anlage zum Einsatz kommen. Sie werden für fast allen Maschinen der Anlage verwendet. Wenn die Maschinen stillstehen, werden die Verriegelungen eingesetzt, sodass

Die Sicherheitsriegel wurden in leuchtendem Rot gedruckt, um die Sichtbarkeit zu erhöhen. Diese Anwendung war nicht nur nützlich, sondern erhöhte auch die Sicherheit. Sie sorge so dafür, dass die Belegschaft auf den 3D-Druck aufmerksam wurde und die Wertschätzung dafür stieg.

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Heinekens maßgeschneiderter Schlüsselkasten aus dem 3D-Drucker
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3D-gedrucktes Sicherheitsschloss, das verhindert, dass Maschinen während der Wartung anlaufen

Funktionsteile für die Produktionslinie

Nach einem ersten Erfolg mit Sicherheitsverriegelungen, wurden weitere Anwendungsmöglichkeiten für den 3D-Druck identifiziert.  

Verschiedene Ideen wurden unter die Lupe genommen und neue Teile entworfen. Im ersten Schritt wurden Ersatzteile von Komponenten gedruckt, die sich als schwer ersetzbar erwiesen hatten. Das Outsourcing der Fertigung oder des Imports von Teilen, deren Produktion eingestellt wurde, ist kostspielig und zeitaufwändig. Das Team erkannte sofort, dass der 3D-Druck nicht nur Zeit und Geld spart, sondern dass als Ersatz für Metallteile auch Kunststoffteile gedruckt werden können.

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Ultimaker-Heineken-3D-gedruckte-Funktionsteile-ersetzen-Metallteile
Dank 3D-Druck gehören die Konstruktionseinschränkungen herkömmlicher Fertigungsverfahren beim Design von Funktionsteilen der Vergangenheit an
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Ersatzteile für Funktionsteile können einfach 3D-gedruckt werden und müssen nicht gelagert werden

Das Design von Bauteilen optimieren

Der große Vorteil des 3D-Drucks: Er macht es einfach, Designs bis zur Perfektion zu iterieren. Ingenieure können schnell alternative Designs erstellen und Teile vor Ort testen. Die Kosten und die Produktionszeit fallen dabei niedrig aus. Kunststoffe sind leichter als die meisten Metalle und relativ stabil, wenn die richtigen Konstruktionsprinzipien angewendet und die richtigen Materialien verwendet werden. Es ist auch sehr einfach, Teile so umzugestalten, dass sie noch besser funktionieren, ohne dabei den Einschränkungen zu unterliegen, die mit dem Outsourcing einhergehen.

Padillas Team in der Brauerei in Sevilla konnte das Design verschiedener neu gestalteter Teile optimieren. Zum Beispiel wurde die Halterung eines Qualitätssensors auf dem Förderband oft von Flaschen umgestoßen. So kam es zu Blockaden oder dazu, dass gute Flaschen auf den Boden geschleudert wurden. Mithilfe neu entworfener 3D-gedruckter Teile konnte das Problem verhindert werden. Das spart Flaschen, Zeit und Geld.

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Heineken optimierte die Flaschenführung des Förderbands mit 3D-gedruckten Teilen, sodass Verstopfungen verhindert werden.

Werkzeuge für Qualitätskontrolle und Wartung

Unternehmen drucken in der Regel individuelle Werkzeuge, Vorrichtungen und Halterungen in 3D. Heineken hat verschiedene Werkzeuge entwickelt, um die Wartung seiner Maschinen einfacher und schneller zu gestalten. Diese Werkzeuge werden in der Regel aus Tough PLA gedruckt, das einfach zu drucken ist und eine ähnliche Strapazierfähigkeit und Flexibilität wie ABS aufweist. Eines dieser Werkzeuge ist der Stopper, der die Säulen der Führungsräder, die die Flaschenetiketten auftragen, lockert und strafft. Vor der Einführung des 3D-Drucks musste dieses Werkzeug mit CNC-Maschinen gedruckt werden.

Mithilfe des 3D-Drucks konnten die Produktionskosten des Werkzeugs um 70 % und die Lieferzeit von drei Tagen auf einen Tag gesenkt werden. Ein einfaches Werkzeug wie der ringförmige Gummischneider wird in weniger als einer Stunde gedruckt. Bei Outsourcing muss man im Schnitt mit 10 Tagen rechnen.

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3D-Druckwerkzeuge erleichtern die Wartung und reduzieren den Zeitaufwand
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Mit dem 3D-Drucker fertigt Heineken individuelle Qualitätsprüfungswerkzeuge

Das richtige Material auswählen

Die  Materialpalette von Ultimaker hat sich für Heineken Spanien als nützlich erwiesen. Viele der gedruckten Teile werden über einen langen Zeitraum hinweg Stress, hohen Temperaturen, Feuchtigkeit oder zahlreichen Stößen ausgesetzt sein. Deshalb ist es so wichtig, für jede Anwendung das richtige Material zu haben.

Heineken Spanien verwendet eine Vielzahl von Ultimaker-Materialien wie Tough PLA, Nylon und das halbflexible TPU 95A-Material. Diese Materialen weisen hervorragende mechanische Eigenschaften auf und können dem Verschleiß durch die Fertigungslinie standhalten. Tough PLA wird häufig für Schieber und Werkzeuge verwendet, während Nylon für Teile eingesetzt wird, die mit Metallteilen zusammenarbeiten müssen. TPU 95A ist dank seiner Flexibilität ideal für Stoßfänger und Sicherheitsteile.

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Teile, die im 3D-Labor von Heineken entwickelt und gedruckt wurden

Erste Ergebnisse der Pilotanlage

Heineken setzte in seinem Werk in Sevilla ein Jahr lang Ultimaker S5 -Drucker ein. Dieses Pilotprojekt war ein voller Erfolg. Die Sicherheit der Mitarbeiter konnte gesteigert und die Vorlaufzeit gesenkt werden. Außerdem haben die gedruckten Teile Kosteneinsparungen ermöglicht. 

Durch den 3D-Druck von funktionalen Endverbrauchsteilen für die Fertigungslinie konnte Heineken die Funktionalität der Teile und die pünktliche Verfügbarkeit optimieren. Das Team steigerte auch die Effizienz seiner Produktionslinie, indem es das Design der funktionalen Maschinenteile anpasste. Die individuell gefertigten Werkzeuge haben den Mitarbeitern die Wartung und die Umstellung der Produktion erleichtert.

Heineken hat die erforderlichen Teile um durchschnittlich 80 % schneller zur Verfügung als bei externer Beschaffung. Im Vergleich zu Teilen, die in der Vergangenheit eingekauft wurden, sind die Kosten für gedruckte Teile um durchschnittlich 80 % niedriger.

Der 3D-Druck hat sich als Technologie erwiesen, die uns hilft, uns einen Mehrwert bringt und es unseren Mitarbeitern ermöglicht, effizienter zu arbeiten.

Der weltweite Siegeszug des 3D-Drucks

Sevillas Erfolg mit dem 3D-Druck ist nicht unbeachtet geblieben. Das Unternehmen legt die nächsten Schritte fest, um das Potenzial der Skalierung der Vorteile des 3D-Drucks zu ermitteln. Die additive Fertigung ermöglicht es Ingenieuren und anderen Mitarbeitern, Herausforderungen und Chancen aus verschiedenen Perspektiven zu betrachten. 

Designs und Lösungen können einfach digital über das Netzwerk geteilt werden. Somit können neue Anwendungen schneller eingesetzt werden, da Teile nicht physisch gesendet werden müssen. Außerdem werden Versandkosten gespart und Transportbewegungen reduziert, wodurch die Umweltbelastung sinkt.

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