Der Windkraftanlagenbauer Vestas zeigt, dass die Additive Fertigung neue Wege für nachhaltige und effiziente Energielösungen bietet. Der Energiesektor erlebt eine wichtige Wende, die Nachfrage nach traditionellen Energiequellen sinkt, im Gegenzug steigt die Nachfrage nach erneuerbaren Energien. Bis 2030 prognostizieren Experten für diese einen Marktwert von bis zu zwei Billiarden US-Dollar.
Autor: Dario Povopic, Manager, Application Engineering, Markforged
Inhaltsverzeichnis
1. Resilienz in der Lieferkette
2. Optimierung der Betriebsabläufe durch digitale Fertigungsmethoden
3. Additive Fertigung stellt präzise Fertigung sicher
4. Herstellung bereits in wenigen Tagen möglich
5. Die Vorteile additiver Technologien auf einen Blick
6. Additive Fertigung gewinnt weiter an Bedeutung
Resilienz in der Lieferkette
Die fortschreitende Verbreitung erneuerbarer Energien erfordert durchgehende Konsistenz, Effizienz und Zuverlässigkeit. Additive Fertigung spielt eine Schlüsselrolle in der Resilienz der Lieferketten und ermöglicht ununterbrochene Betriebszeit im Bereich der erneuerbaren Energien. Dies zeigt sich beispielsweise bei Vestas Wind Systems A/S, einem der führenden Unternehmen der Windindustrie, das 3D-Drucktechnologien nutzt, um die Betriebsabläufe zu optimieren und Innovationsprozesse im Energiesektor voranzutreiben.
Die Resilienz in den Lieferketten für erneuerbare Energien wird immer wichtiger, besonders angesichts der steigenden Nachfrage und des zunehmenden externen Drucks durch geschwächte globale Lieferketten. Unternehmen wie Vestas nutzen die additive Fertigung, um funktionale Komponenten direkt vor Ort herzustellen, wodurch die Abhängigkeit von externen Zulieferern reduziert wird. Darüber hinaus erlaubt der Einsatz digitalisierter Lieferkettenplattformen für Originalgerätehersteller, Teile nach Bedarf zu produzieren und zu lagern, was den Lagerhaltungsaufwand verringert und die Produktionsgeschwindigkeit steigert.
Optimierung der Betriebsabläufe durch digitale Fertigungsmethoden
Die Einführung digitaler Lagerhaltungssysteme optimiert die Betriebsabläufe in der Energiebranche erheblich. Durch solche Systeme, die als elektronische Lager für den sicheren Druck von Ersatzteilen auf Abruf dienen, können Energiehersteller ihre Prozesse effizienter gestalten. Dies führt zu Kosteneinsparungen, gesteigerter Effizienz und verbesserten Entscheidungen auf Basis von Daten. Der Übergang von traditionellen zu digitalen Fertigungsmethoden stellt zwar zunächst eine Herausforderung dar, die langfristigen Vorteile, insbesondere in Bezug auf die Qualitätskontrolle, rechtfertigen jedoch den Wechsel.
Additive Fertigung stellt präzise Fertigung sicher
Additive Fertigung trägt wesentlich zur Aufrechterhaltung der Betriebszeiten bei Windturbinen bei. Vestas, das Onshore- und Offshore-Windturbinen sowie Windturbinenblättern herstellt, nutzt diese Technologie an über 15 Produktionsstandorten weltweit. Windturbinen mit einer Höhe von 137 bis 259 Metern und einem Rotordurchmesser von 109 bis 236 Metern dominieren ihre Umgebung und sind oft über Kilometer hinweg sichtbar. Sie sind komplexe und kostspielige Konstruktionen, die zuverlässig funktionieren müssen, um effizient zu sein. Vestas setzt additive Fertigung ein, um sicherzustellen, dass jede Komponente präzise gefertigt wird, was die Qualität und Zuverlässigkeit der Turbinen erhöht.
Die Produktion von Windturbinen erfordert höchste Präzision, um Betriebsausfälle zu vermeiden. Vestas stützt sich auf additive Fertigung, um die Genauigkeit bei der Herstellung kritischer Werkzeuge wie Inspektionslehren zu gewährleisten. Diese Lehren, die früher von einer Vielzahl globaler Zulieferer bezogen wurden, sind jetzt oft direkt vor Ort herstellbar. In der Vergangenheit erfüllten lokal produzierte Teile nicht immer die strengen Spezifikationen, was zu Verzögerungen führte. Die additive Fertigung ermöglicht schnelle Anpassungen und sofortige Produktion, um diese Herausforderungen effizient zu bewältigen.
Herstellung bereits in wenigen Tagen möglich
Die Effizienz der additiven Fertigung zeigt sich besonders bei der Herstellung spezifischer Werkzeuge für die Windenergie. Beispielsweise können die Markierungswerkzeuge, die bei der Installation von Turbinenblättern verwendet werden, nun erheblich schneller hergestellt werden. Früher benötigte man rund fünf Wochen zur Fertigung dieser Werkzeuge, die additive Fertigung verkürzt diesen Prozess auf nur wenige Tage. Ähnliches gilt für die Blitzspitzenempfänger, die traditionell bis zu 12 Wochen in der Produktion benötigten. Durch den Einsatz von 3D-Druck mit speziellen Materialien wie Kupfer können diese Komponenten bei Bedarf direkt an den Produktionsstätten in kürzester Zeit gefertigt werden, was zu einer signifikanten Reduktion von Stillstandszeiten und Kosten führt.
Die Einführung bedarfsorientierter Fertigungsmethoden, wie „Direct Digital Manufacturing“, hat Vestas eine signifikante Unabhängigkeit von traditionellen Zuliefererketten ermöglicht. Durch die Nutzung einer cloudbasierten Plattform für additive Fertigung können jetzt geprüfte Teile genau dann und dort produziert werden, wo sie benötigt werden. Dies reduziert nicht nur die Versand- und Lagerhaltungskosten erheblich, sondern ermöglicht auch eine schnellere Reaktion auf Produktionsbedarfe ohne die früher üblichen Verzögerungen durch Lieferzeiten. Ein digitales Lager für Druckdateien erlaubt es Mitarbeitenden weltweit, benötigte Teile sofort lokal zu drucken, wodurch die Produktionsflexibilität und -effizienz gesteigert wird. Wichtig ist dabei, dass die Teile auf Anfrage und intern unter Verwendung verifizierter, verschlüsselter digitaler Spezifikationen gedruckt werden, was die Qualität und Konformität der Endprodukte sicherstellt.
Die Vorteile additiver Technologien auf einen Blick
Das digitale Lagerhaltungssystem, das als virtuelles Lager für den sicheren Druck von Ersatzteilen auf Abruf dient, optimiert die Produktionsprozesse bei Vestas. Diese Methode ermöglicht es dem Unternehmen, auf über 2000 digitale Einheiten zuzugreifen und Teile direkt aus digitalen Dateien zu produzieren. Das Ergebnis sind konsistente, spezifikationsgerechte Teile, die global ohne spezialisierte Kenntnisse in additiver Fertigung hergestellt werden können. Diese Vorgehensweise reduziert nicht nur die Produktionskosten und -zeiten, sondern steigert auch die Qualität und Zuverlässigkeit der hergestellten Komponenten.
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Additive Fertigung gewinnt weiter an Bedeutung
Die Rolle der additiven Fertigung im Energiesektor wächst stetig, wobei Vestas sich diese Technologie zunutze macht, um die Entwicklung neuer Produkte und die Verfügbarkeit von Teilen auf Abruf an seinen globalen Produktionsstandorten zu optimieren. Die Agilität des 3D-Drucks trifft genau auf die Anforderungen der Energiebranche, was die Produktion maßgeschneiderter Werkzeuge und die Verbesserung der Betriebszeiten ermöglicht. Diese Technologie unterstützt Ingenieure dabei, komplexe Herausforderungen effizient zu lösen und routinemäßige Arbeitsabläufe zu straffen.
Die Aussicht auf eine digitalisierte Lieferkette verspricht eine zuverlässige, bedarfsgerechte Produktion von herstellerzertifizierten Teilen. Die Fertigung der Zukunft könnte so einfach wie das Drücken eines Knopfes sein, wobei Kunden genau das erhalten, was sie benötigen, genau dann, wenn sie es benötigen. In dieser neuen Ära ist der Energiesektor auf dem besten Weg, eine effizientere und innovativere Produktionslandschaft zu erleben, die sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile bietet. (vk)
