Azoth creëert nieuwe bedrijfsactiviteiten door klanten in de productiesector te helpen om hun machineonderdelen precies op tijd te produceren en zo duizenden dollars te besparen.
Als engineers enthousiast raken over additieve productie, is het onmogelijk om daar weerstand aan te bieden. In het gezelschap van Cody Cochran, algemeen manager van Azoth, en Ronnie Sherrer, hoofd polymeerengineering bij Azoth, kun je alleen maar een fan zijn. Door hun expertise en energieke aanpak zijn zij erin geslaagd om consistent nieuwe waardeproposities te leveren aan hun productieklanten via de intelligente toepassing van additieve productie en 3D-gegevens voor onderdelen voor eindgebruik.
De ontwikkeling van additieve productie en de daarbij gebruikte materialen heeft intussen het stadium bereikt dat veel onderdelen voor eindgebruik zonder tools kunnen worden geproduceerd, tegen lagere kosten dan met de traditionele methoden. Volgens Cochran draait alles om de identificatie in de voorraden van de klant van onderdelen die aan de specificaties voldoen en waarvoor een duidelijke businesscase aanwezig is. Die worden verder ontwikkeld tot een digitale voorraad voor onmiddellijke productie op aanvraag.
"Niet alle onderdelen zijn geschikt voor additieve productie", zegt Cochran. "Wij nemen alle onderdelen onder de loep en kijken of er problemen in de toevoerketen zitten, of er sprake is van een te hoge voorraad en of een onderdeel vaak stuk gaat. Als dat het geval is, creëren we een businesscase voor het onderdeel."
Azoth is opgericht door de EWIE Group of Companies (EGC) om zijn klantenbestand te informeren over de voordelen van additieve productie. EGC richt zich op het vervullen van de indirecte productiebehoeften van zijn Fortune 500-klantenbestand in 12 landen, met klanten als John Deere, GM en Ford. Azoth richt zich op diezelfde indirecte behoeften door de toepassing van additieve productie op machineonderdelen.
Azoth heeft aanzienlijke kostenbesparingen gerealiseerd voor zijn klanten, voorraden gereduceerd en dankzij deze kostenbesparingen de levering van onderdelen kunnen stroomlijnen
De Azoth-aanpak
Bij elke nieuwe klant gaat het Azoth-team heel methodisch door de voorraad heen. Om te beginnen identificeert het machineonderdelen waarvan er teveel voorraad is als gevolg van minimale bestelhoeveelheden of die juist vaak niet voorradig zijn als gevolg van lange productietijden – vijf tot tien weken of meer. Vervolgens identificeert het team onderdelen die een hoog uitvalpercentage hebben of die opnieuw moeten worden ontworpen om de efficiency te vergroten. Al deze onderdelen verspillen geld en tijd en veroorzaken onnodige complexiteit in de toeleveringsketen.
Het Azoth-team beschikt over 3D-scanners en -software, zodat onderdelen zonder CAD-gegevens kunnen worden onderworpen aan reverse-engineering en vervolgens (indien nodig) opnieuw kunnen worden ontworpen om de Mean Time Between Failure (MTBF) te verbeteren. Het team analyseert het materiaal en onderzoekt de toleranties die mogelijk een rol spelen. Bij de validatie van een onderdeel hoort ook een kostenanalyse, inclusief nabewerking, materiaal, bouwtijd en onderdeelgrootte.
Het selecteren van de juiste 3D-printer en materialen is ook een essentieel onderdeel van het proces. Azoth gebruikt zowel metaal als kunststoffen als grondstof voor additieve productie en vertrouwt hierbij volledig op zijn Ultimaker 3D-printers. De Ultimaker-systemen werken met de FFF-technologie (Fused Filament Fabrication). Ze passen gemakkelijk op een bureau, maar kunnen niettemin objecten afleveren van een behoorlijke omvang: de S3 print formaten tot 230 x 190 x 200 mm en de S5 formaten tot 330 x 240 x 300 mm, beide met dubbele materiaalextrusie en laagdiktes tot slechts 20 micron dik.
"De materialen en de printers van Ultimaker zijn de sleutel tot dit proces", aldus Cochran. "De lage bedrijfskosten en de hoge kwaliteit van de materialen hebben ons succes mogelijk gemaakt: ze leverden onze klanten aanzienlijke kostenbesparingen op."
Het team onderzoekt ook of metalen onderdelen efficiënter kunnen worden geproduceerd in kunststof met behoud van toleranties en prestaties.
"De Ultimaker-materialen zijn voordeliger en presteren vaak beter dan traditionele kunststoffen en zelfs dan sommige metalen", zegt Cochran. "Van sommige grijpervingeronderdelen hebben we de kosten kunnen reduceren van $ 350 naar $ 75 per onderdeel door ze opnieuw te ontwerpen voor additieve productie in plastic in plaats van metaal. En ze bleken even goed te functioneren."
Aluminium grijpervingers die zijn geconverteerd naar 3D-geprinte grijpervingers van polymeer, ontworpen met extra, geharde plugpennen
Het type onderdelen dat het Azoth-team analyseert omvat mallen en armaturen, grijpervingers, afblaasnozzles, handvatten en meer. Het team zoekt naar onderdelen die baat hebben bij additieve productie: zonder tooling, het configureren van tools en minimale orderhoeveelheden kunnen verbluffende tijds- en kostenbesparingen worden gerealiseerd.
"De meeste mensen vinden deze onderdelen niet erg spannend", zegt Cochran, "maar dit zijn wel de werkpaarden die de productie op gang houden. Wij spannen ons in om machinestilstand op de werkvloer van onze klanten te elimineren, de complexiteit en de kosten te reduceren en de fysieke voorraad in te perken. En daarmee hebben we succes gehad!"
Azoth verhoogde de prestaties door een nozzle te ontwerpen die het onderdeel precies op de juiste plek raakte – iets wat daarvoor niet kon worden geproduceerd
'Take One, Make One'
Zodra het gaat om de digitale voorraad van een klant, gebruikt Azoth een model dat ze 'Take One, Make One' noemen. Dit is een vorm van productie op aanvraag waarbij er een nieuw onderdeel wordt gemaakt zodra er een vervangend onderdeel uit de voorraad wordt gehaald. Azoth doet dit via synchronisatie door middel van onderdelenautomaten en ERP/MRP-systemen die een bestelling sturen naar het Competency Center van Azoth. Het nieuwe onderdeel wordt meestal binnen 24 uur geproduceerd en verzonden.
"Dankzij de implementatie van de onderdelenautomaat kunnen we kant-en-klare werkorders genereren", zeg Sheerer. "Dit betekent dat de klant een beperkte voorraad aanhoudt die is gebaseerd op feitelijk gebruik en niet op willekeurige vereisten, zoals minimale bestelvereisten. Dit bespaart geld en verhoogt de efficiëntie voor de fabrikant."
Dynamism, een leverancier van 3D-printoplossingen, materialen en consultancy-expertise in Chicago, Illinois, leverde een belangrijke bijdrage aan het TOMO-initiatief van het bedrijf. Het Azoth-team werd door Dynamism op de Ultimaker-platforms opmerkzaam gemaakt en beide teams onderhouden een strategische relatie om de grenzen van 3D-printen te verleggen.
"De voortdurende ondersteuning, de deskundigheid en de creativiteit van het team van Dynamism stelt ons in staat aan de behoeften van onze klanten te voldoen", zegt Cochran. "Hun hulp betekent dat we altijd de beste oplossingen, materialen en resultaten kunnen aanbieden."
Dit automotiveonderdeel wordt geprint met magnetische inzetstukken om de component automatisch te lokaliseren
Als de voorraad stalen injectorpennen opraakt, kan een vervangend onderdeel van polymeer in twee dagen geprint worden
De resultaten
Elk onderdeel dat Azoth produceert, wordt geleverd samen met een bewezen businesscase voor de klanten. De businesscases verschillen, afhankelijk van het onderdeel.
"Onze aanpak verstoort de status quo ten voordele van onze klanten", zegt Sheerer. "Toen we voor een eenvoudig onderdeel van een slijtagekussen overstapten op additieve productie, leidde dat tot een kostenbesparing van $ 30.000 voor de klant. Dat noemen we nu een businesscase."
De mogelijkheid om snel prototypen te maken van onderdelen is ook onderdeel van het werk van het Azoth-team. Bepaalde prototypen van snijmachineonderdelen liet de klant bijvoorbeeld meestal via CNC-bewerking in staal vervaardigen. Dat duurde 12 tot 14 weken. Het Azoth-team gebruikte plastic prototypen die binnen een dag passend gemaakt en gecontroleerd konden worden. De resultaten van Azoth spreken voor zichzelf. Ze realiseren regelmatig kostenbesparingen van 50-90%.
De productiedoorlooptijd voor dit prototype van een snijmachineonderdeel is één dag bij 3D-printen, vergeleken met 12-14 weken bij CNC-bewerking
"Van één grijpervingeronderdeel produceren we er zo'n 30 per maand tegen ongeveer de helft van de kosten van traditioneel geproduceerde onderdelen", zegt Cochran. "We hebben het nieuwe onderdeel getest met SLS-nylon en op SLA gebaseerde hars, maar kwamen uiteindelijk uit bij PA 4035 op de Ultimaker-printers. Het verving Delrin, en dat staat bekend als een sterk materiaal, een echt werkpaard in onze wereld."
Het Azoth-team kan ook noodonderdelen produceren om de stilstand van machines te beperken. Een voorbeeld is de stalen injectorpen van een stuk gereedschap. Hiervan raakte de voorraad op. Het team kreeg binnen 48 uur de beschikking over een vervangend onderdeel van polymeer, terwijl productie van een 3D-geprint metalen onderdeel een week kostte.
Azoth kan met Ultimaker 3D-printers 30 van deze grijpervingers voor end-of-arm tooling per maand maken
Met de tools en expertise kan het Azoth-team ook onderdelen opnieuw ontwerpen voor betere prestaties. Complexe afblaasnozzles met ontwerpen die nauwkeurig zijn afgestemd op de luchtstroom zijn goede voorbeelden – en ze zijn eenvoudig te produceren met additieve productie.
Het Azoth-team heeft bewezen, zowel voor zichzelf als voor zijn klanten, dat additieve productie een waardevolle en belangrijke plek heeft in de productieketen. Zowel Cochran als Sherrer willen graag voorop blijven lopen, innoveren en klanten helpen om nog succesvoller te zijn.
"We bieden onze klanten dagelijks nieuwe inzichten wanneer we geldige businesscases presenteren over hun onderdelenvoorraad op basis van additieve productie", zegt Cochran. "Ultimaker 3D-printers en -materialen maken het opschalen van de productie eenvoudig. Ze bieden een betrouwbaarheid die we niet voor mogelijk hielden tegen lagere kosten."
