Ein ganzheitlicher Ansatz für die Kostenanalyse im industriellen 3D-Druck

Die meisten Hersteller haben ein ausgeprägtes Kostenbewusstsein und wissen um die wachsende Bedeutung von Nachhaltigkeit. Dies ist auch für die additive Fertigung relevant: Sie ist kosteneffizient, wenn sie strategisch eingesetzt wird, und sie ist nachhaltig, wenn bereits bei der Konstruktion der Bauteile Emissionen und Abfall im Blick behalten werden.

Rückmeldungen unserer Kunden haben uns spezifische Probleme bei der Kostenanalyse aufgezeigt: So hörten wir beispielsweise, dass die Kosten pro Bauteil (cost-per-part: CCP) für die Großserienproduktion vor allem in regulierten Branchen noch zu hoch seien.

Rückmeldungen wie diese - sowie unser Engagement für eine verantwortungsvolle Fertigung - haben unser Additive Minds-Beratungsteam dazu veranlasst, ein leistungsstarkes Werkzeug zur Kosten- und Nachhaltigkeitsanalyse zu entwickeln. 

Der EOS Kosten- und Treibhausgas-Rechner unterstützt Hersteller beim Erkennen und Bewerten aller nennenswerten Faktoren, die die Bauteilkosten (cost-per-part: CPP) und andere kostenbezogene Schlüsselkennzahlen (Key Performance Indicators: KPIs) beeinflussen, und kann auch die Treibhausgase (CO₂-Äquivalente) berechnen. 

• Er bietet einen transparenten Überblick über die Gemeinkosten von Maschinen, Materialien, Nachbearbeitungsschritten und Verbrauchsmaterialien.
• Sie können CPP für Metall- oder Polymerteile auf der Basis von EOS gesammelten Daten abschätzen oder per Simulation mit einer Genauigkeit von 95% berechnen, wenn Sie Daten von EOSPRINT, Magics oder einer anderen Softwarelösung von EOS bereitstellen.
• Detaillierte Visualisierungen zeigen die primären CPP-Daten in Form von Torten- und Balkendiagrammen. 
• Der Rechner gibt detaillierte Daten aus für die Variablen, die den CPP beeinflussen (z. B. Teilevolumen, Baurate und Materialpreis), Sensitivitätsanalysen (wie ein Zu- oder Abnehmen von CPP und weiteren Schlüsselvariablen) und Kostenmatrizen (um genau zu ermitteln, wie Sie die Einflussvariablen anpassen müssten, um einen Ziel-CPP zu erreichen). 
• Für die CO₂e-Analyse bietet der Rechner Heatmap-Visualisirungen, die die Emissionsquellen bestimmter Materialien und Anwendungen identifizieren und die Kosten veranschaulichen, die aus diesen Emissionen resultieren. Der Nutzer erhält Empfehlungen, wie die Emissionen für sein Unternehmen reduziert werden können.
• All diese Daten werden übersichtlich in generierbaren Berichten zusammengefasst, die Sie auf Ihrem Gerät oder in der Cloud speichern können, um sie später einzusehen (und bei Bedarf zu bearbeiten).

Der EOS Kosten & Treibhausgas-Rechner deckt einen grundlegenden Bedarf ab: eine genaue Analyse der Bauteilkosten und damit zusammenhängender Metriken. Gleichzeitig können die Nutzer des Kostenrechners sicher sein, dass die Software die Faktoren berücksichtigt, die die Kosten hauptsächlich beeinflussen, unabhängig davon, wie häufig sie vorkommen.

Bei der Entwicklung des Kostenrechners erkannte das Team von Additive Minds, dass das Tool den Ressourcenverbrauch durch 3D-Drucker leicht messen kann. Dies wiederum ist die Basis für das Aufstellen von Variablen und Formeln zu Emission von Treibhausgasen (THG), anhand derer die spezifischen Quellen der CO₂e-Emissionen für einzelne AM-gefertigte Teile bestimmt werden können.

Im folgenden Beispiel wurde der Großteil der Energie für die additive Fertigung eines Bauteils aus EOS NickelAlloy IN718 für die Herstellung selbst aufgewendet:

Diese Informationen fließen bei EOS auch in die Entwicklung von neuen Systemen, Materialien und Lösungen ein, die die additive Fertigung in Zukunft nachhaltiger machen werden. Der EOS Kosten- & Treibhausgas-Rechner prognostiziert, dass eine noch in der Entwicklung befindliche Belichtungstechnologie das Potenzial hat, den Energieverbrauch pro Teil um etwa 20 % zu senken.

Der EOS Kosten- und Treibhausgas-Rechner wird von Additive Minds ständig verbessert: Wir arbeiten weiterhin daran, interne Daten zu messen und so viele externe Daten wie möglich von Drittparteien zu erhalten. Die genaue Aufschlüsselung der Kosten für die additive Fertigung ist damit ein großer Erkenntnisgewinn für Ihr Unternehmen. 

Die Kenntnis der CPP-, CO₂e- und anderer Schlüsselkennzahlen ist eine solide Grundlage für die Optimierung von Prozessen, die verschwenderisch beziehungsweise nicht nachhaltig sind. Wenn der Kostenrechner einen Schlüsselbereich identifiziert, auf den man sich konzentrieren sollte, wird er auch Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz aufzeigen: Sie könnten beispielsweise bei bestimmten Bauteilen auf klimaneutrale Werkstoffe umsteigen, an anderer Stelle im Lebenszyklus weniger klimaschädliche Verfahren einsetzen oder die Konstruktionsparameter von Teilen ändern. Ergänzend zu den Empfehlungen des Kalkulators können unsere Additive Minds-Experten Sie in Bezug auf CPP und Emissionsanalysen beraten und gemeinsam mit Ihnen die sinnvollsten Optionen ermitteln.  

Die zunehmende Bedeutung der Nachhaltigkeit wird durch staatliche und industrielle Vorschriften in Bezug auf CO₂- und weiterer Treibhausgasemissionen in den kommenden Jahren weiter verschärfen, und die Hersteller müssen sehen, wie sie dies berücksichtigen.

Autoren: Nameer Syed, Senior Additive Minds Consultant bei EOS &
Lea Stegemann, Sustainability Manager bei EOS