Vollautomatisierter 3D-Druck in Losgröße 1

Yizumi hat nun in Deutschland einen ganz anderen, digitalen Ansatz gewählt und ein hoch automatisiertes System realisiert, bei dem Roboter die Seitenwände aus PMMA auf eine dünne PMMA-Bodenplatte 3D-drucken. Der Return on Invest der hochflexiblen Fertigungsanlage ist sensationell niedrig, die Fertigungszeit für einen Buchstaben liegt nicht mehr bei Stunden, sondern im Schnitt bei sechs Minuten.

Was das Besondere an dem von Yizumi konzipierten, neuen Ansatz zur Herstellung der Leuchtbuchstaben ist, erklärt Nicolai Lammert, Geschäftsführer von Yizumi Deutschland: „Durch die Möglichkeit unserer SpaceA C-Line Serie, gestalten wir unsere Anlagen genau passen zum Projekte des Kunden, dazu gehört auch eine spezielle Spannvorrichtung entwickelt für den Transport der PMMA Platten innerhalb der Anlage. Auf diese Platten werden dann die Konturen der Buchstaben 3D-gedruckt. Dies ist im Vergleich zu vorher extrem materialsparend. Beim 3D-Druck selbst arbeitet die Anlage relativ grob und damit schnell, denn die Buchstaben werden nach dem 3D-Druck an der Außenkontur überfräst.“

Ein Highlight des Systems – neben dem hochproduktiven 3D-Druck – ist zweifellos die automatisierte Programmierung und Steuerung. Dazu erhält die übergreifende Gesamtsteuerung der Anlage aus dem SAP-System heraus die Auftragsdaten und generiert daraus die einzelnen Druckaufträge und sämtliche für die Herstellung der Buchstaben nötigen Programme. Die verschiedenen Buchstaben werden dabei automatisch und verschnittoptimiert auf den PMMA-Platten platziert. Zudem werden automatisch alle von der Anlage benötigten CAM-Codes erzeugt, also für den 3D-Druck, für das Eingießen des Harzes und für das Überfräsen der Buchstaben.

Nicolai Lammert: „Hier bewegen wir uns auf einem Automatisierungslevel, das weit über dem Teachen von Anlagen mit dem anschließenden, immer gleichen Abfahren der programmierten Bahnen liegt.“ Lammert weiter: „Das Automatisieren einer Spritzgießmaschine ist ja schon alles andere als trivial, aber das hier ist nochmal eine ganz andere Hausnummer. Beim Spritzguss werden immer wieder die gleichen Bauteile entnommen. Diese Anlage produziert mit jedem Auftrag andere Teile, die aber trotzdem komplett automatisiert hergestellt werden. Wir arbeiten hier mit einer Vielzahl an Sensoren und Überwachungsfunktionen und einer übergeordneten Sicherheitstechnik.“

Jeder Fertigungsauftrag besteht aus dem Vorwärmen der Bodenplatte, mehreren Folgen von 3D-Druck und Harzverguss, Fräsen, manuellen Bearbeitungen und Ausleitung. Nicolai Lammert: „Die Prozesse wie 3D-Druck, Fräsen und Vergießen funktionieren einzeln – die Herausforderung und bislang schwierigste Aufgabe für unser junges Unternehmen war die flexible Automatisierung dieser Prozesse. Wir haben hier einen echten USP geschaffen und wir haben mit diesem System so viel gelernt, dass wir für alles, was in Zukunft auf uns zukommt, sehr gut aufgestellt sind.“

Einen großen Teil der Entwicklungszeit investierte Yizumi Germany auch in das Auftragsdatenmanagement – und das aus gutem Grund: Lammert: „Wenn bei großen Serien – zum Beispiel beim Spritzgießen – das Auftragsdatenmanagement nicht effizient funktioniert, schlägt sich dies durch die großen Stückzahlen nicht so auf den Stückpreis nieder. Aber wenn ein Fertigungsunternehmen nur 50 Stück eines Bauteils herstellt oder wie in diesem Fall sogar mit Losgröße 1 produziert, ist der Anteil der Lohnkosten an den Gesamtkosten bei einem hohen Aufwand für das Auftragsdatenmanagement extrem hoch. Deshalb ist es uns so wichtig, dass die Herstellung der Teile und die Bedienung der Anlage nur wenige Eingriffe erfordern und möglichst einfach und damit zeitsparend sind. Denn unser Ansatz zur Kostensenkung in der Additiven Fertigung ist es einerseits die Anlagen günstig zu machen und anderseits das gesamte Umfeld zu vereinfachen.“

Genau in solchen Lösungen sieht Lammert, der durch das Mutterunternehmen Yizumi weiß, welche Stärken und Schwächen eine Produktion in China hat, eine große Chance für das deutsche Tochterunternehmen: „Wenn wir uns in Europa weiter behaupten wollen, müssen wir unsere Stärken ausspielen und dafür ist diese Anlage ein Musterbeispiel. Denn so etwas ist in China schon rein kulturell schwierig. Dort herrscht eine ganz andere Fehlerkultur und Risiken werden nicht von unten getragen oder agil eingegangen.“

Ein Beispiel aus der Praxis: In China wird nach Erfahrung von Nicolai Lammert häufig auf solche Automatisierungen, mit vielfältigen Parallelbewegungen und von der Hauptsteuerung vorgegebenen Prozessabläufen in kleinen und mittleren Unternehmen verzichtet. Denn niemand möchte die Verantwortung übernehmen, dass die parallel bewegten Systeme nicht doch irgendwann zusammenstoßen. Lammert: „Wenn man ehrlich ist – so ein Fall lässt sich aber nie ganz ausschließen. Doch wir hier in Europa gehen auf breiter Basis das Risiko ein, lernen dabei und kommen damit im Engineering zu wesentlich effizienteren Automatisierungslösungen“ Das ist dann die Stärke, die das Ingenieursteam von Yizumi Germany bieten kann. Dieses Ingenieursteam konzeptioniert die Automatisierungsanlagen, legt diese aus und übernimmt dann auch die Verantwortung.