Kalkulationssoftware

Ökonomische Transparenz beim 3D-Druck

Vielen Entscheidern fällt es schwer, fundiert zu kalkulieren, ob sich der Einsatz Additiver Fertigungs-Technologie tatsächlich lohnt. Die Technologieberatung Altran berät und unterstützt Unternehmen im gesamten Prozess des 3D-Drucks.

Beim 3D-Druck muss die Wirtschaftlichkeit kritisch betrachtet werden. Noch ist die Fertigung mit dem neuen Verfahren deutlich teurer als die konventionellen Methoden. Daher ist es umso wichtiger, die Vorteile so gut wie möglich auszunutzen, um die höheren Herstellkosten an anderer Stelle zu kompensieren. Unbestritten ist auch, dass der 3D-Druck insbesondere bei der Serienfertigung noch schnell an seine Grenzen stößt. Die Entscheidungsfindung, welches Herstellungsverfahren für einzelne Komponenten ökonomisch am sinnvollsten ist, ist aufgrund der Vielzahl von Einzelteilen manuell kaum mehr durchführbar. Altran hat dafür eine Software entwickelt, die ein bestehendes Produkt nach Optimierungsmöglichkeiten mittels 3D-Druck anhand eines mehrstufigen Filters durchsucht und Empfehlungen gibt, welche Bauteile durch additive Fertigung optimiert werden können.

Grundlage für diese Berechnung ist eine Vielzahl von Daten, mit denen die Software arbeiten kann. Das Tool ist in der Lage, Baugruppen z. B. aus Catia auszulesen, in denen Informationen zu Material und Abmaßen hinterlegt sind. Auch eine Aufstellung der Ist-Kosten einzelner Komponenten sowie Kennzahlen zur Belastung sind für die Analyse erforderlich.

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Schon auf Anhieb können erste Bauteile bei der Berechnung ausgeklammert werden, nämlich solche, die für die Herstellung in 3D-Druckern zu groß sind. Die Berechnungssoftware berücksichtigt die Bauraumgrößen aktueller 3D-Drucker und erkennt, welche Bauteile für die weitere Untersuchung ungeeignet sind. Auch DIN-Teile wie beispielsweise Schrauben, Unterlegscheiben oder Muttern müssen im weiteren Verlauf nicht näher betrachtet werden. Bei diesen Bauteilen sind herkömmliche Verfahren nach wie vor konkurrenzlos.

Nach der geleisteten Vorarbeit durch das Einspeisen der Daten kann die Vergleichsanalyse starten. Anhand klarer Zielvorgaben und Randbedingungen ist das Tool in der Lage, bestmögliche Kombinationen von gedruckten und konventionell hergestellten Bauteilvarianten zu berechnen. Eine mögliche Zielvorgabe könnte etwa lauten, dass das Gesamtgewicht um 20 Prozent reduziert werden soll, die Kosten aber nur um maximal 10 Prozent steigen dürfen. Letztlich ergibt sich eine optimale Mischkalkulation, welche zum einen die Kosten begrenzt und auf der anderen Seite die Vorteile (z. B. Gewichtsersparnis) maximiert. Vorteil des Tools ist, dass die Einzelteile des gesamten Endprodukts während der Optimierung nicht isoliert voneinander, sondern im holistischen Zusammenhang betrachtet werden.

Die Software ist ebenso in der Lage, Teile anzuzeigen, bei denen sich schon mittelfristig die Umstellung auf additive Fertigungsverfahren lohnen könnte. Aufgrund der zu erwartenden Preissenkungen sowie den verbesserten Machbarkeiten hinsichtlich der Druckformate, werden die Kosten für das Verfahren stetig sinken.

Da sich der 3D-Druck noch nicht für jedes Bauteil lohnt, bietet Altran auch die Optimierung von Bauteilen für konventionelle Herstellmethoden an. Aber nicht nur bestehende Produkte bzw. Bauteile können für 3D-Druck optimiert und ausgelegt werden. Besonders bei der Neuentwicklung ergeben sich durch die neue Technologie zahlreiche Potentiale.

Um abschließend beantworten zu können, ob und in welchem Umfang sich die eigene additive Fertigung tatsächlich lohnt, ist es erforderlich, den gesamten betriebswirtschaftlichen Rahmen unter die Lupe zu nehmen. Unter anderem werden die Transport- und Logistikkosten in der Software berücksichtigt. Darüber hinaus betrachtet sie den gesamten Entwicklungsprozess. ee

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