Siemens bietet 3D-Druck-Service – auch für Serien

Die Mobility-Sparte von Siemens fertigt beispielsweise Teile für die Straßenbahnen der Ulmer Stadtwerke auf dem eigenen 3D-Drucker. Dabei bietet Mobility seine Dienste auch anderen Branchen an.

Mit Standorten in Erlangen, Krefeld, Berlin und München entwickelt der Geschäftsbereich Mobility von Siemens Technologien für Fahrzeuge und Infrastrukturlösungen für Transportfahrzeuge. Dabei legt das Unternehmen großen Wert auf die ständige Optimierung seiner Services, um den steigenden Kundenanforderungen gerecht zu werden.

Ein sehr gutes Beispiel ist das Projekt mit der SWU Verkehr GmbH der Stadtwerke Ulm. Der Nahverkehrsdienstleister bietet ein Streckennetz mit 10 Straßenbahnlinien in der Innenstadt von Ulm. Vor kurzem erhielt Siemens die Aufgabe, die Armlehne für den Fahrersitz einer innerstädtischen Straßenbahn neu zu entwickeln und zu optimieren. SWU Verkehr benötigte drei zusätzliche Bedienelemente in der Armlehne für ein Kontrollsystem. In letzter Zeit nehmen solche individuellen Kundenanfragen zu.

Für die Fertigung der individualisierten Einzelteile entschied sich Siemens für eine FDM-3D-Drucklösung von Stratasys, um die mit der herkömmlichen Kleinserienfertigung einhergehenden Zeit- und Kostenbarrieren zu überwinden.

Individualisierte Kleinserie

Man könnte meinen, dass die Entwicklung einer Armauflage für den Sitz eines Straßenbahnfahrers keine allzu herausfordernde Aufgabe sei. Doch mit dem herkömmlichen Fertigungsprozess lässt sich ein solches Projekt nicht so einfach bewältigen. Ist ein vom Kunden gewünschtes Bauteil nicht vorrätig, muss Siemens die für die Bauteilefertigung notwendigen Maschinen oder Werkzeuge kaufen, wodurch hohe Kosten für die Produktion von Einzelteilen anfallen. Die Teile werden in der Regel mit herkömmlichen Verfahren, wie Spritzgießen, Schweißen und Fräsen, mit glasfaserverstärkten Kunststoffen maschinell und unter Einsatz teurer Werkzeuge gefertigt. Daher werden solche Kleinserienteile oft extern in Auftrag gegeben. Nach der Anlieferung bei Siemens werden sie dann nach den Vorgaben des Kunden weiter bearbeitet, der dann einige Wochen später das maßgefertigte Bauteil erhält.

Dieser Prozess ist nicht nur zeitaufwändig. Auch hinsichtlich der Herstellungskosten rechnen sich solche Projekte nur dann, wenn Siemens Aufträge an bauteilspezifische Mindestbestellmegen koppelt, damit die Kleinserienfertigung die Produktionskosten rechtfertigen. Um sowohl eine Kosten- und Zeitreduktion sowie seinen Kunden Einzelteile anbieten zu können, investierte der Geschäftsbereich Mobility in einen Stratasys Fortus 900mc 3D-Drucker.

„Seitdem wir den Fortus in unseren Fertigungsprozess integriert haben, ist unsere Produktion weitaus flexibler und auch besser auf die Anforderungen unserer Kunden abgestimmt“, erklärt Tina Eufinger, Business Development, Siemens Mobility Division. „Vor der Integration des 3D-Drucks in die Produktion konnten wir aus Kostengründen oft nur Aufträge für größere Serien annehmen. Bei geringerem Bedarf des Kunden, haben wir die überschüssigen Teile gelagert, bis sie benötigt wurden oder veraltet und daher nicht mehr zu gebrauchen waren. Mit dem 3D-Drucker können wir jetzt ein Design haargenau nach den Kundenvorgaben entwickeln und vor dem 3D-Druck noch mehrmals optimieren. Dadurch hat sich unsere Produktionszeit von Wochen auf nur wenige Tage verringert, sodass wir jetzt individuelle Einzelteile in geringen Stückzahlen auf kostengünstige Weise fertigen können.“

Die internen 3D-Druckkapazitäten haben die Produktionsflexibilität des Mobility-Teams von Siemens und seine Reaktionsfähigkeit auf individuelle Kundenanforderungen deutlich erhöht. „Die individualisierte Kleinserienfertigung mit dem FDM-3D-Druck hat unser Serviceangebot für Kunden sowie unsere Lieferkette von Grund auf verändert“, erläutert Michael Kuczmik, Siemens Mobility, Head of Additive Manufacuring – Spare Parts. „Der 3D-Druck ermöglicht uns nicht nur die Annahme von On-Demand-Aufträgen, sondern auch die nötige Flexibilität, um Kundenanforderungen schneller zu erfüllen und Lagerhaltung zu vermeiden.“

Materialmerkmale

Neben dem möglichen Druck von größeren Produktionsteilen auf dem Fortus 900mc schätzt Siemens insbesondere die FST- (Flame, Smoke, Toxicity; Flamm- und Rauchverhalten und Toxizität) und brandschutzkonformen Leistungsmerkmale der synthetischen Materialien von Stratasys. Dadurch kann das Unternehmen die im 3D-Druck hergestellten Bauteile, nach gängigen Normen testen. Einem Einbau der leichten und robusten Teile spricht nach Beschichtung und Lackierung nichts gegen den Einbau in die Ulmer Straßenbahnen.

Kundenanforderungen erfüllt

Abgesehen von der Armauflage für den Fahrersitz hat Siemens auch die Kupplungsschürze (eine Abdeckung der Verbindung zwischen zwei Straßenbahnwagen) für die Ulmer Straßenbahn additiv gefertigt und arbeitet derzeit an der Entwicklung eines Bauteils für die Bughaube einer Straßenbahn. Ein Kriterium des Kunden ist, dass die Spaltmaße der Bughaube exakt passen müssen – eine Anforderung, die sich mit den bislang verwendeten Materialien, wie glasfaserverstärkten Kunststoffen, nicht erfüllen lässt.

„Früher haben wir dafür glasfaserverstärkte Kunststoffe verwendet, in denen sich nach einiger Zeit Wasser ansammelte. Dadurch verformten sich die Bauteile, was sich natürlich negativ ausgewirkt hat“, erklärt Michael Kuczmik. „Die Präzision unseres 3D-Druckers ist ideal für solche Anwendungen. Da die Toleranz im Zehntelbereich liegt, können wir Teile genau nach den vom Kunden gewünschten Abmessungen fertigen, was bei anderen herkömmlichen Fertigungsverfahren einfach nicht möglich ist.“

Kuczmik fährt fort: „Für uns ist die Wiederholgenauigkeit außerordentlich wichtig, da Kunden zu einem späteren Zeitpunkt oft angepasste oder modernisierte Bauteile benötigen. Wir mit 3D-Druck solche Teile jederzeit identisch herstellen, was notwendig ist, damit wir unseren Kunden Bauteile mit der von ihnen erwarteten konstanten Qualität und Präzision liefern können“.

Andreas Düvel, Vertriebsbeauftragter im Customer Service von Siemens Mobility, erläutert: „Aus Sicht von Kunden wie der SWU Verkehr GmbH ist die Verfügbarkeit die wichtigste Grundvoraussetzung für ihren Geschäftsbetrieb. Straßenbahnen müssen verfügbar und ganztägig zuverlässig und konstant im Einsatz sein, um die Rentabilität des Verkehrsbetriebs zu gewährleisten. Mit dieser Herausforderung sind wir regelmäßig konfrontiert. Jetzt können Kunden eng in die konzeptionelle Entwicklung und Produktion der eigenen Bauteile involviert werden, die im 3D-Druck schnell und kostengünstig genau nach ihren Vorgaben maßgefertigt werden. Durch die individualisierte Additive Fertigung erzielen wir höchste Kundenzufriedenheit, weil der Kunde an der Entwicklung und Optimierung seiner Bauteile aktiv beteiligt ist. Das wäre mit der herkömmlichen Fertigungsmethode überhaupt nicht möglich“

Teile online bestellen

Siemens Mobility bietet nicht nur im 3D-Druck hergestellte Teile für Kunden in der Transportbranche, sondern hat seinen Service auch auf andere Kunden ausgeweitet, die jetzt im 3D-Druck maßgefertigte Teile auf einer Online-Plattform bestellen können. Kunden, die Ersatzteile benötigen oder Änderungen an vorhandenen Teilen vornehmen müssen, können diese online anfragen und sie anschließend für den 3D-Druck in Auftrag geben und bestellen. Auf diese Weise ist ein neues Geschäftsmodell für die On-Demand-Teilefertigung entstanden – nach den individuellen Spezifikationen des Kunden und zu dem von ihm gewünschten Zeitpunkt.