Hurtig, målrettet produktudvikling inden for fremstilling af erhvervskøretøjer ved hjælp af 3D-printning

Fremstiller du et meget specifikt produkt, som du tilpasser til hver enkelt kundes behov og krav? Det indebærer som regel lange iterationscyklusser, der koster både tid og penge. Læs, hvordan ZOELLER-gruppen nu bruger dage i stedet for uger på at udvikle og optimere sine specialfremstillede komponenter.

Hvad er udfordringerne ved at fremstille kundespecifikke køretøjer?

Med sine 2.500 medarbejdere udvikler og fremstiller ZOELLER-koncernen køretøjer til affaldsindsamling med særligt fokus på de nødvendige løftesystemer. Deres produkter bruges over hele verden, så de skal opfylde en lang række krav. Ud over at håndtere forskellige typer skraldespande skal de overholde landespecifikke lovbestemmelser, der kræver forskelligt sikkerheds- og beskyttelsesudstyr. Dr. Bojan Ferhadbegović, Head of Engineering and Design hos ZOELLER, siger: "Disse maskiner bruges over hele verden. De skal ikke bare være hurtige, de skal også være meget pålidelige."

De deraf følgende kundekrav kræver konstant tilpasning. Kontrolelementer skal installeres i dæksler og kabinetter, lamper skal placeres korrekt, og adskillige sensorer til procesovervågning skal integreres. Produktudviklingsprocessen er lang, fordi løsninger skal udvikles, kontrolleres for egnethed og optimeres. Tidligere skulle sådanne komponenter møjsommeligt formes af stålplader og derefter diskuteres med kunden, når de var færdige. Ud over at tage lang tid at udvikle, var disse prototyper også ret begrænsede med hensyn til kompleksitet, præcision og materialeegenskaber. Og nogle af de ønskede funktioner var umulige at levere gennem denne proces. Derfor var det nødvendigt at skabe den første næsten-serie komponent for at få en reel fornemmelse af objektets geometri og haptik.

Hvordan kan 3D-print løse disse problemer?

For flere år siden besluttede ZOELLER at tackle dette problem og begyndte at bevæge sig væk fra traditionelle produktionsmetoder og i stedet 3D-printe sådanne prototyper. Virksomheden har draget fordel af denne beslutning på mange forskellige måder. Det tager nu kun et par dage, ikke uger, at forvandle et design til et håndgribeligt objekt. Designafdelinger, produktionsafdelinger og kunder kan koordinere hurtigere, hvilket giver betydeligt kortere iterationscyklusser. Ændringsønsker indarbejdes hurtigt i designet, og den ændrede del kan undersøges blot et par dage senere. Printede prototyper er også nemme at installere i køretøjer, så de kan testes under virkelige forhold. Marco Neuchel, Head of Development hos Zoeller, siger: "Det gode ved, at delene er tilgængelige så hurtigt, er, at vi kan afprøve dem med det samme i felttests og med vores produkt. Det betyder, at vi kan teste delene inden for et par dage og derefter hurtigt få feedback."

Ud over at fremskynde udviklingen har 3D-print udvidet mulighederne betydeligt med hensyn til geometri og materialer. ZOELLER kan nu f.eks. inkludere overflader og strukturer, som ikke kunne skabes med den traditionelle proces. Og det enorme udvalg af tilgængelige filamenter betyder, at selv de første prototyper er meget lig de dele, der produceres senere i serien, især med hensyn til udseende og materialets opførsel. Ved hjælp af ASA er det for eksempel muligt at printe objekter, hvis stivhed og haptik svarer til de seriedele, der i sidste ende produceres ved hjælp af rotationsstøbning.

Dr. Ferhadbegović: "Vores kunder har meget specifikke krav. Så vi er nødt til at producere meget specifikke dele utroligt hurtigt efter anmodning - og 3D-print er det perfekte værktøj!"

Hvordan har 3D-print udviklet sig hos ZOELLER?

I begyndelsen fik ZOELLER 3D-printede dele fremstillet af eksterne serviceudbydere. For at blive mindre afhængige af leverandører og samtidig spare tid og penge købte ZOELLER en BigRep ONE i juli 2019. Efter en kort oplæringsperiode var det hurtigt muligt at printe en række forskellige objekter, og antallet af printede dele voksede hurtigt. ONE blev snart opgraderet til tandemtilstand, så dele kunne printes på samme tid for at sætte yderligere fart på produktionen.

To år efter købet af den første ONE besluttede virksomheden at udvide sin printkapacitet ved at købe en BigRep PRO. Det gjorde det muligt for ZOELLER at printe mere end dobbelt så hurtigt som før og med forbedret præcision. BigRep PRO er helt lukket for at forbedre temperaturstyringen, og den kan også behandle et endnu bredere udvalg af forskellige materialer og har dermed endnu flere anvendelsesmuligheder.

I dag printer ZOELLER ikke kun prototyper, men også produktionsudstyr. Mængderne varierer fra 2 til 2.000 enheder, afhængigt af komponenten. En byggevolumen på 1 kubikmeter gør det muligt at printe store dele i ét stykke, så der ikke er behov for limning. Alternativt kan den store printoverflade bruges til at producere et større antal af flere små objekter efter hinanden. ZOELLER planlægger nu at printe dele til slutbrug i små serier i den nærmeste fremtid. Nogle dele bearbejdes, f.eks. grundes og males, og udsættes derefter for vejrbestandighedstest for at undersøge deres egnethed til brug i al slags vejr.

Hvilke erfaringer har ZOELLER gjort sig med 3D-print og sine BigRep-printere?

Det var ikke svært for ZOELLERs medarbejdere at sætte sig ind i 3D-print. De var hurtigt i stand til at lære, hvad de havde brug for at vide, og printerne blev problemfrit integreret i eksisterende produktionsprocesser. Det skyldes dels konstruktionen og designet af BigRep PRO og BigRep ONE, dels den support, som BigRep's kundeservice ydede. Marco Neuchel: "BigRep PRO har kørt i mere end 300 timer nu, og vi har ikke oplevet nogen problemer indtil videre. Det er en virkelig veldesignet maskine! Og når vi har et spørgsmål om printerne eller printprocessen, kan vi få hjælp på telefonen eller via e-mail. Vi er fuldt ud tilfredse med BigRep!"

3D-print har hurtigt slået rod hos ZOELLER og er nu en integreret del af produktionskæden. Så det er næppe overraskende, at Dr. Ferhadbegović er meget tilfreds: "3D-print er blevet en integreret del af vores udviklingsproces. 3D-print er helt sikkert fremtiden for os!"