Ultimaker-Ford

Ford: een efficiënte productie heruitvinden met behulp van 3D-printen

Auto-industrie/luchtvaartProductiehulpmiddelen

Sinds de oprichting in 1914 heeft Ford de innovatie in de automobielindustrie gestimuleerd. Ford denkt altijd vooruit om de productie van auto's te kunnen versnellen door verhoogde productiviteit, ergonomie en kwaliteitscontrole, van de uitvinding van de lopende band, 115 jaar geleden – ook bekend als 'Fordism' – tot het gebruik van additieve productie nu.

Terwijl veel bedrijven nog maar net begonnen zijn om de mogelijkheden van additieve productie te onderzoeken, loopt Ford ook hierin alweer voorop, met als doel hun voertuigen sneller van de productielijn te laten rollen.

Ultimaker-Ford-36
De video bekijken

Elk nieuw automobielontwerp wordt eerst geproduceerd door de pilotfabriek van Ford in Keulen, Duitsland, voordat het in massaproductie wordt genomen. Deze fabriek heeft een complete productielijn op kleine schaal, waarmee elk voertuig nog een paar jaar wordt doorontwikkeld voordat de productie start. Lars Bognar, Research Engineer bij het Ford Research & Advanced Engineering-team in Aken, heeft zich bezig gehouden met de ontwikkeling van een geoptimaliseerde workflow voor het produceren van mallen, tools en armaturen voor het productieproces van Ford.

Succesverhaal downloaden als pdf
Ultimaker-Ford-75
Op maat 3D-geprinte tools in de pilotfabriek

Toepassing van 3D-printing

De medewerkers van Ford gebruiken veel op maat gemaakte tools tijdens de productie van voertuigen. Deze tools worden vaak ontworpen voor één specifieke taak of één model. Externe vervaardiging van deze tools is tijdrovend en duur. Om sneller over tools te kunnen beschikken startte Ford een pilot met 3D-printing als mogelijke oplossing.

Er werd een speciaal team opgezet voor additieve productie, dat een succesvol project startte met behulp van SLS-technologie. De resultaten waren goed, maar de prints vereisten enige specifieke nabewerking. Daarom begon Ford met het gebruik van FFF-technologie van Ultimaker. Dit zorgde voor een nog snellere en voordeligere oplossing met minder 'gedoe'. Hiermee kunnen niet alleen ingenieurs maar ook lokale medewerkers de tools die ze nodig hebben produceren met een 3D-printer.

Ford koos voor Ultimaker omdat de prijs-kwaliteitverhouding uitstekend is. Bovendien is Ultimaker zeer betrouwbaar.

Ultimaker-Ford-16
Ford begon met Ultimaker 3 en voegde daarna de Ultimaker S5 toe
Ultimaker-Ford-29
Dankzij de eenvoudige interface van Ultimaker Cura kan iedereen zelf tools maken

Tools, mallen en armaturen maken vóór de productie

Veel productiebedrijven implementeren 3D-printing om hun huidige productieproces te optimaliseren. Maar doordat Ford een speciale 3D-werkplaats heeft ingericht in de pilotfabriek, kan het bedrijf alle correcte ontwerpen produceren voordat een nieuwe auto in massaproductie wordt genomen. Dit geeft ingenieurs bij Ford meer tijd om alle ontwerpen van alle aangepaste tools te itereren. Ford wil tools maken die niet alleen de productietijd van de voertuigen verkorten, maar de medewerkers ook ergonomische voordelen bieden. Daarom is het zo belangrijk dat Ford het juiste ontwerp kan maken voor de toepassing.

Door het open filamentsysteem kunnen we gebruikmaken van industriële materialen die ons helpen om nog duurzamere tools en armaturen te maken voor ons hoge productievolume

Ultimaker-Ford-9
Tools worden in de pilotfabriek gemaakt voordat ze in massaproductie worden genomen
Ultimaker-Ford-tooling
Eén voertuigmodel alleen gebruikt al meer dan 50 op maat gemaakte, 3D-geprinte tools

Locale productie

Door gebruik te maken van 3D-printers, kunnen ook lokale teams de tools printen die ze nodig hebben. Ford plaatst momenteel Ultimaker 3D-printers in fabrieken in heel Europa, zoals in Spanje, Italië en Roemenië. Het ontwerpteam in Duitsland levert de ontwerpen elektronisch aan en de tools kunnen dankzij 3D-printing al de volgende dag worden gebruikt.

Maar Ford gaat nog een stap verder. Met behulp van de generatieve softwareoplossing Paramate van Trinckle kunnen werknemers in deze fabrieken mallen genereren zonder enige ervaring met 3D-ontwerpen. Het team in Keulen maakt bijvoorbeeld componenten die ze kunnen gebruiken voor hulpmiddelen zoals handgrepen en magneethouders. De ingenieur laadt het ontwerp van de auto, voegt handgrepen toe en een open ruimte waar een onderdeel aan de auto moet worden toegevoegd, en de software genereert de mal. Dit ontwerp kan rechtstreeks naar Ultimaker Cura worden gestuurd en lokaal worden geprint met de interne Ultimaker S5-machines.

Tegenwoordig zijn alleen ervaren procesingenieurs nog in staat om complexe armaturen te ontwerpen. In de toekomst kan zelfs een ongetrainde werknemer zijn eigen tools maken met deze software.

Ultimaker-Ford-60
Met de software van Trinckle kunnen werknemers tools genereren die rechtstreeks naar de Ultimaker 3D-printer kunnen worden gestuurd

Voordelen van 3D-printen

De pilot is inmiddels al heel voordelig gebleken voor Ford. Per aangepaste tool bespaart het bedrijf een aanzienlijke hoeveelheid geld vergeleken met traditionele productiemethoden of uitbesteding. De Ford Focus alleen al wordt geproduceerd met meer dan 50 speciaal aangepaste tools, mallen en armaturen. Ford overweegt deze methode ook toe te passen op reserveonderdelen voor de productiemachines op de productielijn. Door deze onderdelen te printen wordt de uptime van de machines drastisch verlengd en hoeft de productielijn voortaan niet meer periodiek langdurig te worden stilgelegd.

Maar 3D-printen is niet alleen financieel voordelig. Veel tools hebben ook grote ergonomische voordelen voor de medewerkers van Ford. Traditionele metalen gereedschappen kunnen bij langdurig gebruik steeds zwaarder gaan aanvoelen, wat op den duur schadelijk kan zijn voor de gezondheid van de medewerkers. De materialen die Ultimaker-printers gebruiken zijn vaak sterk genoeg om metalen tools te vervangen, wat het leven van de assemblagemedewerkers een stuk gemakkelijker maakt.

Ultimaker-Ford-38
Verschillende 3D-geprinte mallen en armaturen ontwikkeld door de pilotfabriek van Ford

Toekomstige plannen

Ford breidt zijn 3D-printingcapaciteit snel uit. Terwijl het bedrijf de workflow voor het maken van tools, mallen en armaturen optimaliseert, leert het intussen ook steeds meer over de mogelijkheden van 3D-printen. Lars Bognar kijkt niet alleen naar de productie van tools en armaturen, maar onderzoekt ook de mogelijkheden om reserveonderdelen en eindonderdelen te maken met 3D-printers. "Wij willen de volgende stap zetten en ook reserveonderdelen 3D-printen. Wij willen ontwerpen voor additieve productie en wij willen productieonderdelen kunnen printen voor productievoertuigen."

Overweegt u een 3D-printer toe te voegen aan uw gereedschapskit? Krijg voor een beperkte tijd tot 6 maanden gratis 3D-printen door hieronder te klikken. Of bekijk onze pagina Automotive Application.

Bespaar 25% op een Ultimaker S5

Lees meer succesverhalen van klanten