Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Anwendbarkeit und den Vorteilen des konventionellen 3D-Drucks in Bezug auf die bedarfsgerechte Fertigung von Ersatzteilen. Dazu werden Ersatzteile als entscheidende Produkte in ihren Eigenschaften definiert. Ergänzend wird das Ersatzteilmanagement als verantwortlicher unternehmerischer Bereich analysiert, die daraus hervorgehenden technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen werden identifiziert sowie die Anforderungen an den 3D-Druck abgeleitet.
Basierend auf einer detaillierten Betrachtung der prozessualen Leistungsfähigkeit verschiedenster 3D-Druck-Technologien werden sämtliche Einflussfaktoren strukturiert erfasst. Die konkrete Tauglichkeitsprüfung des 3D-Drucks zur Herstellung von Ersatzteilen geschieht in zwei Stufen mit unterschiedlichen Schwerpunkten.
Damit werden sowohl das druckbare Spektrum an Ersatzteilen als auch die geeigneten Technologien identifiziert. Auf den erzielten Ergebnissen aufbauend wird abschließend ein praxistaugliches Ablaufmodell zur Überprüfung des eigenen Ersatzteilspektrums auf die Anwendung von 3D-Druck-Technologien zur Eigenversorgung entwickelt.
Die bedarfsgerechte Ersatzteilversorgung stellt für viele Unternehmen eine große wirtschaftliche Herausforderung dar. Bedarfe sind schwierig zu prognostizieren, Lager- und Kapitalbindungskosten beeinflussen die Handlungsfähigkeit. Abschreibungen und Verschrottung belasten zusätzlich die Bilanzen.
Eine mögliche Lösung liefert der 3D-Druck. Sowohl die Entwicklung in den letzten Jahren als auch die Zukunftsprognosen stellen diese Technologie als valide Option zur industriellen Fertigung im konkreten Bedarfsfall dar. Eine solche Möglichkeit würde das Ersatzteilwesen vollständig revolutionieren.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation und Problemstellung
1.2 Zielsetzung der Arbeit
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Grundlagen
2.1 Ersatzteile und Ersatzteilmanagement
2.1.1 Ersatzteile
2.1.2 Ersatzteilmanagement
2.2 Grundlagen des 3D-Drucks
2.2.1 Einordnung des Fertigungsverfahrens 3D-Druck
2.2.2 Technologisches Grundprinzip des 3D-Drucks
2.2.3 Vor- und Nachteile des 3D-Drucks
2.2.4 Auswahl spezieller 3D-Druckverfahren
2.3 Make-or-Buy Entscheidungen
3 Identifizierung der Einflussfaktoren
3.1 Verfügbarkeit der CAD-Zeichnung
3.2 Parametrierung des 3D-Druckers
3.3 Rechtliche Aspekte
3.4 Technologische Kriterien
3.5 Ersatzteilspezifische Kriterien
3.6 Wirtschaftliche Kriterien
3.7 Organisatorische und prozessuale Kriterien
3.8 Weiche Faktoren
3.9 Zwischenfazit Bewertungskriterien
4 Bewertung der Tauglichkeit
4.1 Eigenfertigung vs. Fremdbezug
4.2 Fokuskategorien von Ersatzteilen im 3D-Druck
4.3 Eignung verschiedener 3D-Druck-Technologien
4.3.1 Stereolithographie
4.3.2 Selektives Lasersintern und Selektives Laserstrahlschmelzen
4.3.3 3D-Printing
4.3.4 3D-Druck mit gezieltem Materialauftrag
5 Vorgehensmodell zur individuellen Prüfung
6 Abschlussbetrachtung
6.1 Zusammenfassung
6.2 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit verfolgt das Ziel, eine qualitative Eignungsprüfung für den 3D-Druck von Ersatzteilen zu entwickeln, um die konventionelle Bevorratung durch eine bedarfsgerechte Eigenfertigung zu ersetzen. Dabei steht die systematische Identifizierung technischer, wirtschaftlicher und organisatorischer Einflussfaktoren im Mittelpunkt, um Unternehmen einen strukturierten Ansatz für die Praxistauglichkeit an die Hand zu geben.
- Analyse von Ersatzteilmanagement und 3D-Druck-Prozessen
- Identifikation relevanter Einflussfaktoren für die Eigenfertigung
- Bewertung verschiedener 3D-Druck-Technologien hinsichtlich ihrer Eignung
- Entwicklung eines Vorgehensmodells zur individuellen Prüfung des Ersatzteilspektrums
Auszug aus dem Buch
2.2.3 Vor- und Nachteile des 3D-Drucks
Aufbauend auf der Einführung in den prinzipiellen prozessualen Ablauf des 3D-Druck-Fertigungsverfahrens werden in diesem Abschnitt die technologischen und prozessbedingten Vor- und Nachteile des 3D-Drucks in Relation zu konventionellen Fertigungsverfahren dargelegt. Dabei werden zunächst jeweils die prozessimmanenten Eigenschaften erläutert, bevor auf die technologischen Charakteristika eingegangen wird.
2.2.3.1 Vorteile des 3D-Drucks
Prozessseitig betrachtet ergeben sich sowohl in der digitalen als auch in der realen Arbeitsvorbereitung Vorteile für den 3D-Druck gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren. Die unmittelbare Generierung des herzustellenden Werkstücks aus einem virtuellen 3D-CAD-Modell ohne weiteren manuellen Programmieraufwand resultiert in einem geringeren Zeitbedarf der Arbeitsvorbereitung sowie in einer Vereinfachung des Prozesses. Dies liegt darin begründet, dass der 3D-Druck als universelles Fertigungsverfahren werkstückunabhängig Anwendung findet, wohingegen herkömmliche Fertigungsverfahren eine klassische Arbeitsvorbereitung einschließlich der Auswahl der zu durchlaufenden Arbeitsfolgen, der Bestimmung geeigneter Werkzeuge und Werkzeugmaschinen sowie eine dezidierte Programmierung der Maschinen- und Anlagen im Hinblick auf die ausgewählten Werkzeuge und das zu fertigende Werkstück erfordern [vgl. ZÄH 2006, S. 4].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der Ersatzteilversorgung im Kontext des 3D-Drucks ein, definiert die Problemstellung und legt die Zielsetzung sowie den Aufbau der Arbeit dar.
2 Grundlagen: Hier werden zentrale Begriffe wie Ersatzteile, Ersatzteilmanagement und die verschiedenen 3D-Druck-Technologien theoretisch fundiert und Make-or-Buy Entscheidungen erläutert.
3 Identifizierung der Einflussfaktoren: Dieses Kapitel identifiziert acht Kategorien von Kriterien, die als absolute Voraussetzungen und Bewertungsfaktoren für die Tauglichkeitsprüfung von Ersatzteilen im 3D-Druck dienen.
4 Bewertung der Tauglichkeit: Hier wird die Eignung des 3D-Drucks unter Anwendung der zuvor erarbeiteten Kriterien auf verschiedene Ersatzteilkategorien und Drucktechnologien detailliert bewertet.
5 Vorgehensmodell zur individuellen Prüfung: In diesem Kapitel wird ein praxistaugliches Ablaufmodell entworfen, das Unternehmen bei der strukturierten Entscheidung für oder gegen eine 3D-Druck-Eigenfertigung unterstützt.
6 Abschlussbetrachtung: Dieses abschließende Kapitel fasst die zentralen Erkenntnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen im Ersatzteilwesen durch 3D-Druck.
Schlüsselwörter
3D-Druck, Ersatzteilmanagement, Additive Fertigung, Eigenfertigung, Make-or-Buy, Ersatzteile, Reserveteile, Prozessoptimierung, Tauglichkeitsprüfung, Instandhaltung, Materialeffizienz, Rapid Manufacturing, Ersatzteillogistik, CAD, Produktionsprozess.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung, ob und wie 3D-Druck-Technologien genutzt werden können, um Ersatzteile bei Bedarf selbst zu fertigen, anstatt sie konventionell auf Lager zu halten.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die zentralen Felder sind das Ersatzteilmanagement, die technologischen Grundlagen und Verfahrensweisen des 3D-Drucks sowie die wirtschaftliche Bewertung von Eigenfertigung gegenüber dem Fremdbezug.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Entwicklung eines strukturierten Vorgehensmodells, das Unternehmen erlaubt, ihre Ersatzteile auf 3D-Druck-Tauglichkeit zu prüfen und ökonomisch sinnvolle Entscheidungen zu treffen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es erfolgt eine detaillierte Literaturanalyse und Systematisierung von Einflussfaktoren, gefolgt von einer qualitativen Eignungsbewertung verschiedener Drucktechnologien anhand spezifischer Kriterien.
Welche Inhalte umfasst der Hauptteil?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen, die Identifikation relevanter Prüfkriterien für den 3D-Druck sowie die Anwendung dieser Kriterien auf verschiedene Ersatzteilgruppen und Druckverfahren.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie 3D-Druck, Ersatzteilmanagement, Eigenfertigung, Additive Fertigung und Tauglichkeitsprüfung definiert.
Wie unterscheidet sich der 3D-Druck von konventionellen Fertigungsverfahren für Ersatzteile?
Im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren ermöglicht der 3D-Druck eine werkzeuglose und generative Herstellung, die besonders bei komplexen Geometrien und geringen Stückzahlen ökonomische Vorteile bieten kann.
Welche Rolle spielen "Reserveteile" in diesem Konzept?
Reserveteile werden als die am besten geeignete Kategorie identifiziert, da sie oft komplex sind, nur in kleinen Mengen benötigt werden und hohe Lager- und Kapitalbindungskosten verursachen.
- Quote paper
- Sven Wojciechowski (Author), 2015, Der 3D-Druck zur Erzeugung von Ersatzteilen in Unternehmen. Eine Revolution im Ersatzteilwesen?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/315666
