„In diesem Jahr wird Schneider 400 neue Lösungen launchen, das ist mehr als eine am Tag“, erklärt Sylvain Gire, Vice-President GSC Transformation-Industrialization bei Schneider Electric. „Deshalb ist es wichtig, dass wir Technologien einsetzen, die uns helfen, die Time-to-Market zu reduzieren.“ Schneider Electric ist ein börsennotierter Elektrotechnik-Konzern mit Hauptsitz nahe Paris, erzielte mit rund 160.000 Mitarbeitern weltweit über 27 Milliarden Euro Umsatz in 2015 und ist in 190 Ländern vertreten.

Schneider Electric nutzt mehrere 3D-Drucker für Prototyping- und Fertigungsanwendungen, um die Effizienz in der Produktion zu verbessern und Kosten- und Zeitaufwand zu reduzieren.

Der Konzern, der in der elektrischen Energieverteilung, der Automation und der Herstellung von Installationskomponenten für das Energiemanagement tätig ist, investiert in Forschung und Entwicklung, um Innovation und Differenzierung bei starkem Engagement für nachhaltige Entwicklung zu fördern. Dabei spielt die Zeit stets eine entscheidende Rolle.

Für die Produktentwicklung, für Produktprototypen und zur Produktindustrialisierung nutzt Schneider unter anderem eine Kombination aus PolyJet und FDM-basierten 3D-Drucklösungen von Stratasys.

Mithilfe der PolyJet-Matrix-Technologie druckt der Stratasys Objet Connex 3D-Drucker Spritzgussformen für Endbauteile innerhalb kurzer Zeit.

Bei der FDM-Technologie werden Bauteile schichtweise von unten nach oben aus Thermoplast-Filament, das erwärmt und extrudiert wird, erstellt. Ihr Vorteil: Die Technologie ist sauber, die für die Produktion verwendbare Thermoplaste sind beständig gegenüber mechanischen und umweltbedingten Einflüssen und es können komplizierte Konstruktionen und Hohlräume realisiert werden.

Der PolyJet-3D-Druck funktioniert ähnlich wie der Tintenstrahldruck. Statt jedoch Tintentropfen auf Papier zu sprühen, sprühen PolyJet-3D-Drucker Schichten aus vernetzbarem, flüssigen Fotopolymer auf eine Bauplattform. So punktet die PolyJet-Technologie mit einer hohen Detailliertheit, Oberflächenglätte und Präzision. Ebenso können eine Vielzahl von Farben und Materialien in ein einziges Modell effizient integriert werden. Schneider Electric nutzt die Technologien unter anderem für die Herstellung von Spritzguss- und Montagewerkzeugen sowie für die Konstruktion und Produktion von allem, was über die interne Modellwerkstatt Openlab verwaltet wird. Und das mit beachtlichem Erfolg: Durch die Implementierung von Stratasys 3D-Druck in die Produktion im französischen Grenobleden erreichte der Elektrotechnispezialist deutliche finanzielle Einsparungen und einen stark verbesserten Workflow. Resultate sind eine erhöhte Gesamtproduktionseffizienz und eine reduzierte Time-to-Market in den Schlüsselbereichen.

Beispielsweise werden im Prototypenbau nun 3D-gedruckte Spritzgussformen aus dem endgültigem Material anstatt aus Aluminium hergestellt. Während die Kosten für die Herstellung von Spritzgusseinsätzen aus Aluminium 1.000 Euro betragen, konnte Schneider Electric laut Sylvain Gire die Kosten im Prototypenbau mithilfe von Stratasys 3D-Druck auf nur 100 Euro senken.

3D-gedruckter Prototyp des Gehäuses eines elektrischen Bauteils (Mitte) – hergestellt mit einem Stratasys Objet Connex 3D-Drucker: Durch diese Art der Prototypen-Herstellung konnten bei Schneider Electric die Zeit- und Kostenaufwände minimiert und die Gesamteffizienz der Fertigung verbessert werden.

„Mit 3D-gedruckten Spritzgussformen konnten wir neben den erheblichen Kosteneinsparungen auch die Produktionszeit drastisch reduzieren – somit erzielen wir immer einen zweifachen Gewinn“, ergänzt Gire. „Die Herstellung von Prototypenformen aus Aluminium erfordert – in einigen Fällen – eine Vorlaufzeit von bis zu zwei Monaten. Mit 3D-Drucklösungen von Stratasys ist der gesamte Prozess innerhalb einer Woche abgeschlossen. Dies entspricht einer rund 90-prozentigen Einsparung, was mit jeder anderen Technologie eigentlich unerreichbar wäre.“

Werkzeuge schneller herstellen

Von diesen Vorteilen profitiert auch Schneider Electrics Mechanical-Design- und Engineering-Abteilung, die für die Herstellung von Montage-, Kontroll- und Einstellwerkzeugen verantwortlich ist. Sie stellt mithilfe der 3D-Drucker Prototypen von Haltevorrichtungen her, um die Ergonomie und Funktionalität der finalen Montagewerkzeuge zu überprüfen.

„Wir nutzen den 3D-Druck vermehrt für das Design und die Konstruktion von Montagewerkzeugen für die Validierung – und damit sparen wir Zeit bei der Herstellung der endgültigen Werkzeuge“, erklärt Abteilungsleiter Yann Sittarame. Durch den Einsatz der Stratasys Connex Multimaterial-3D-Drucktechnologie können Yann und sein Team in nur einer Woche Fertigungswerkzeug-Prototypen produzieren. In der Vergangenheit hat die Herstellung dieser Werkzeuge mittels konventioneller CNC-Bearbeitung mindestens drei Wochen gedauert, sodass eine Zeitersparnis von etwa 70 Prozent erreicht wird.

„Diese Technologie hat unsere Arbeitsweise verändert und verändert die Art, wie wir über unsere zukünftige Arbeitsweise nachdenken“, fügt er hinzu. „Zukünftig wollen wir auch die finalen Werkzeuge ausdrucken, was dank der Genauigkeit und Langlebigkeit unseres 3D-Druckverfahrens absolut machbar ist.“

„Fabrik der Zukunft“

Laut Sylvain Gire ist Schneider Electric fest entschlossen, die „Fabrik der Zukunft“ zu erschaffen und Stratasys ist ein wichtiger Partner, um dies zu ermöglich. „Wir haben vor ein paar Jahren begonnen, Stratasys 3D-Druck zur Herstellung von Prototypen von neuen Lösungen einzusetzen“, sagt er. „Darüber hinaus nutzen wir Stratasys 3D-Drucklösungen für die Weiterentwicklung unseres Werkzeugprozesses, vorwiegend für die Herstellung von kleinen Stückzahlen neuer Produkte. In Kürze wollen wir 3D-Drucklösungen von Stratasys auch zur Herstellung von Endprodukten verwenden – unter anderem für Ersatzteile oder Kleinserien.“ hs