4 manieren waarop 3D-printen de onderhouds- en reparatiewerkzaamheden verbetert 

Sneller doorlooptijd, on-demand productie en grotere flexibiliteit in reparatieservices - dit zijn slechts enkele van de voordelen die 3D-printen biedt voor onderhouds-, reparatie- en revisieactiviteiten (MRO).

Het is dan ook geen wonder dat de technologie wordt gebruikt in MRO in meerdere industrieën, waaronder de lucht- en ruimtevaart, de spoorwegen, de olie- en gassector en de automobielsector.

In het artikel van vandaag gaan we dieper in op de voordelen van 3D-printen voor MRO, terwijl we voorbeelden van de technologie in actie onderzoeken.

1. 3D-printen helpt een asset sneller weer in gebruik te nemen

Onderhoudsteams staan ​​altijd onder druk om snel, efficiënt en tegen lage kosten service te verlenen. De belangrijkste taak van onderhoud is het verminderen van ongeplande uitvaltijd en daarmee het verhogen van de Overall Equipment Effectiveness (OEE).

3D-printen helpt onderhoud bij het verminderen van uitvaltijd door de beschikbaarheid van vervangende onderdelen of reparatievoorzieningen te vergroten – in veel gevallen tegen lagere kosten en met een snellere doorlooptijd.

Voor de industrie betekent het sneller produceren van reserveonderdelen en gereedschappen een hogere machine-uptime en minder productieonderbrekingen. Voor consumenten betekent dit minder wachttijd voor iemand om een ​​auto of apparaat te repareren.

In een voorbeeld gebruikte Ding Tool LLC, een bedrijf dat gespecialiseerd is in verfloze deukhersteltools, 3D-printen om nieuwe deukreparaties te ontwikkelen oplossingen om autodeuken sneller en efficiënter te kunnen repareren.

Traditioneel vertrouwden verfloze deukhersteltechnieken voor auto's op een gereedschap, dat in wezen een metalen staaf of bodypick is, die deuken uit de onderkant van een carrosseriepaneel duwt.

Dergelijke gereedschappen gebruiken één enkel contactpunt met de deuk. Hoewel deze benadering in sommige gevallen effectief was, was deze enigszins beperkt en kan deze het proces vertragen.

In samenwerking met B9Creations, een bedrijf in 3D-printoplossingen, heeft Ding Tool een verbeterde 3D-geprinte deuktool ontwikkeld die in staat is tot 19 contacten te voorzien van een deuk, waardoor de reparatiesnelheid wordt verhoogd. Het stelt gebruikers ook in staat om de hoeveelheid veerbelaste kracht die wordt geleverd bij het repareren van deuken nauwkeurig af te stemmen.

Volgens het bedrijf kan het nieuwe gereedschap een snelheidstoename van 20 tot 30 procent bieden voor deukreparaties – wat betekent dat een klant zijn auto binnen een veel korter tijdsbestek kan terugkrijgen.

2. 3D-printen kan de levensduur van verouderde of beschadigde activa verlengen 

Als ze goed worden onderhouden, kunnen activa vele jaren meegaan. Maar het is onvermijdelijk dat een machine verouderd raakt en reserveonderdelen moeilijk te vinden zijn of te duur om te bestellen.

Neem als voorbeeld de spoorwegindustrie. De levensduur van treinen varieert doorgaans van 35 tot 45 jaar. Treinoperators worden daarom geconfronteerd met verschillende uitdagingen als het gaat om voertuigonderhoud en vervanging van oudere treinonderdelen, die moeilijk te vinden kunnen zijn.

Een van die uitdagingen zijn de kosten van stilstand per dag voor een trein, die kan behoorlijk hoog zijn. Geschat wordt dat een treinonderdeel dat moet worden vervangen en dat minder dan € 100 kost, een enkele grote Amerikaanse forenzentrein vaak € 18.000 kan kosten voor elke dag dat het onderdeel een trein buiten dienst houdt.

Om dergelijke uitdagingen het hoofd te bieden, zoeken bedrijven – niet alleen in de spoorwegindustrie, maar ook in andere sectoren, waar activa doorgaans vele jaren dienst doen, zoals ruimtevaart en olie en gas – nieuwe manieren om het sneller en voordeliger produceren van verouderde reserveonderdelen.

3D-printen wordt een van de technologieën die dergelijke problemen kunnen oplossen. Het is een digitale productietechnologie, wat betekent dat het afhankelijk is van digitale workflows en geen extra hulpmiddelen, zoals mallen, nodig heeft om een ​​onderdeel te maken.

Zonder dergelijke hulpmiddelen kan 3D-printen de productietijd van verouderde reserveonderdelen aanzienlijk verkorten, in sommige gevallen met wel 95 procent. Het proces gaat ook vaak gepaard met reverse engineering, vooral wanneer het oorspronkelijke ontwerp van een onderdeel verloren is gegaan.

Een 3D-geprint reserveonderdeel houdt de oude trein op het goede spoor 

De Duitse spoorwegmaatschappij Deutsche Bahn is een voorbeeld van hoe 3D-geprinte reserveonderdelen oude activa ten goede kunnen komen.

De afgelopen jaren heeft Deutsche Bahn de mogelijkheid geïdentificeerd om 3D-printen te gebruiken voor meer dan 100 use-cases. De meeste onderdelen zijn relevant voor de beschikbaarheid, wat betekent dat ze moeilijk te verkrijgen kunnen zijn, waardoor het voertuig een maand lang stilstaat.

Een voorbeeld van zo'n onderdeel is een wielstellagerdeksel voor een locomotief van de serie 294. Dit model is in de jaren '60 en '70 in gebruik genomen en reserveonderdelen voor sommige componenten, zoals deze kap, zijn niet beschikbaar.

Traditioneel, wanneer Deutsche Bahn nieuwe onderdelen moet laten produceren, gaat het om een ​​gietproces. Bij deze methode zijn echter doorgaans hoge minimale aankoophoeveelheden nodig en kan een gedeeltelijke levering enkele maanden duren. Voor eenmalige onderdelen, zoals het wielstellagerdeksel, blijkt deze aanpak inefficiënt en kostbaar.

3D-printen lijkt een natuurlijk alternatief, waardoor het onderdeel sneller en on demand kan worden geprint. Het bedrijf wendde zich tot een servicebureau dat een lagerdeksel in 3D printte met behulp van Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)-technologie. Het WAAM-proces gebruikt draad als grondstof. De draad wordt door een mondstuk gevoerd en laag voor laag in het uiteindelijke werkstuk gelast.

Het onderdeel, dat 13 kg weegt, werd in slechts 7 uur bedrukt, wat Deutsche Bahn voordelen opleverde zoals verhoogde beschikbaarheid van onderdelen en aanzienlijk lagere productiekosten. Uiteindelijk heeft het bedrijf door het gebruik van 3D-printen de trein veel sneller weer op de rails kunnen zetten en langdurige en kostbare stilstand kunnen voorkomen.

Beschadigde onderdelen repareren met 3D-printen

Een andere manier om reparatiewerkzaamheden te versnellen en activa weer in gebruik te nemen, is door 3D-printen te gebruiken om componenten rechtstreeks te repareren. Onderhoudsteams in de lucht- en ruimtevaart, scheepsbouw en industriële goederen beginnen AM-processen te gebruiken, zoals Direct Energy Deposition (DED), om componenten terug te brengen naar hun oorspronkelijke vorm.

Eerder dit jaar heeft een consortium van 7 Britse bedrijven en organisaties hebben een project van £ 1,2 miljoen gelanceerd, DigiTool genaamd, om goedkope reparatie van gereedschappen en matrijzen mogelijk te maken met behulp van AM-technologieën.

Met 3D-printen kunnen bedrijven in de gereedschaps- en matrijzensector overwinnen de kosten van vervanging en reparatie van de matrijs, met het potentieel om het onderhoudsproces te versnellen. Dit zal bedrijven helpen besparen op kosten en materialen, terwijl ze tegelijkertijd hun duurzaamheid verbeteren met minder verspilling.

3. 3D-printen maakt een flexibeler MRO-voorraadbeheer mogelijk 

Het bijhouden van een voorraad reserveonderdelen is niet goedkoop:de prijzen kunnen elk jaar oplopen tot duizenden dollars om een ​​magazijn vol reserveonderdelen te onderhouden. Sommige onderdelen zijn duur en bedrijven hoeven maar een paar reserveonderdelen bij de hand te houden om stilstand van de machine te voorkomen.

Voor dergelijke onderdelen kan 3D-printen een oplossing bieden in de vorm van een digitale inventarisatie. Voor 3D-printen zijn digitale bestanden nodig om een ​​onderdeel te produceren, dus zodra het ontwerp is goedgekeurd, kan het worden opgeslagen in een virtuele onderdelencatalogus op een lokale schijf, op een centrale schijf of zelfs in de cloud.

In een ideale wereld stellen virtuele inventarissen fabrikanten in staat om digitale bestanden naar hun productiefaciliteiten, waar ook ter wereld, te sturen voor on-demand productie, kostenbesparingen en een aanzienlijke besparing van middelen.

Op deze manier biedt het creëren van digitale inventarissen een flexibele benadering van onderhoud, waardoor bedrijven lagere voorraadkosten kunnen realiseren en ervoor kunnen zorgen dat onderdelen in een korter tijdsbestek worden geleverd.

4. 3D-printen maakt een flexibelere MRO-toeleveringsketen mogelijk 

Het aanbod van onderhouds- en reparatiematerialen is zeer gefragmenteerd vanwege de aard van gespecialiseerde onderdelen voor uiteenlopende apparatuur. De aanschaf van dergelijke onderdelen gaat vaak gepaard met lange doorlooptijden, een uitdaging voor fabrikanten die onmiddellijk toegang moeten hebben tot reserveonderdelen of gereedschappen.

Een 3D-printer biedt de mogelijkheid om reparatie-onderdelen on-demand en dichter bij het punt van behoefte te printen, waardoor de doorlooptijd en de logistieke kosten worden verminderd.

Dit is vooral gunstig voor afgelegen locaties zoals offshore-platforms, slagvelden en schepen, waar de levering van vervangende onderdelen beperkt is of waar logistieke problemen waarschijnlijk vertragingen veroorzaken.

Voor Zo hebben matrozen van de Royal Australian Navy aan boord van HMAS Parramatta 3D-printen gebruikt om de vloot te ondersteunen tijdens hun inzet. De innovatie-eenheid van HMAS Parramatta heeft tijdens de recente implementatie van het schip in Oost-Azië zijn capaciteiten gedemonstreerd door gebruik te maken van 3D-printen om noodzakelijke items zoals een geluidsgestuurde communicatieadapter te repliceren.

De Amerikaanse marine brengt ook de 3D-printtechnologie op snelheid operaties.

Vorig jaar werd aangekondigd dat over een periode van 28 maanden de USS George HW van de marine Bush (CVN 77) vliegdekschip, zal worden geüpgraded met conventionele en 3D-geprinte onderdelen. Het team op het schip stelt zich voor dat, als er iets kapot gaat, ze daar een reserveonderdeel kunnen printen, zonder te hoeven wachten tot een onderdeel is gemaakt en naar een schip moet worden vervoerd of naar een haven moet terugkeren.

3D-printen in MRO:meer wendbaarheid en reactievermogen 

3D-printen wordt een onmisbaar hulpmiddel in de gereedschapskist van onderhoudsteams. De technologie helpt de uitvaltijd van machines te verminderen door de doorlooptijd van reserveonderdelen te verkorten. Met de mogelijkheid om onderdelen die niet meer verkrijgbaar zijn 3D te printen, helpt het ook om verouderde apparatuur langer mee te laten gaan.

Bovendien is het met 3D-printen mogelijk om een ​​inventaris van zeldzame reserveonderdelen te digitaliseren, waardoor opslagruimte wordt vrijgemaakt en dus de kosten worden verlaagd.

Ten slotte biedt 3D-printen een flexibele oplossing voor complexe MRO-toeleveringsketens, waardoor on-demand productie dichter bij het gebruikspunt mogelijk wordt.

Met zoveel voordelen zien we het gebruik van 3D-printen bij onderhoud en reparatie alleen maar toenemen, waardoor MRO-operaties naar een hoger niveau van wendbaarheid en reactievermogen worden gebracht.