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Replique: Neue 3D-Druckplattform als Zukunft der Ersatzteilproduktion

Schon seit langem wird darüber spekuliert, dass der irgendwann das Ersatzteilwesen revolutionieren könnte. Die Idee ist ja auch bestechend: Statt große und teure Ersatzteillager vorzuhalten und bei Bedarf die Teile einzeln um die Welt zu verschicken, würden lediglich digitale Daten gespeichert und die Teile bei Bedarf direkt vor Ort ausgedruckt. Dass dies nicht so einfach ist, wie es klingt, zeigt sich allein schon daran, dass diese Vision bisher nirgends in nennenswertem Umfang umgesetzt wird. Das zu ändern, hat sich das deutsche Startup auf die Fahnen geschrieben. Im folgenden Interview präsentiert Dr. Max Siebert, CEO und Mitbegründer von Replique, was sein Geschäftsmodell für Erstausrüster und deren Kunden bedeutet.

Dr. Max Siebert, CEO und Mitbegründer von Replique
Dr. Max Siebert, CEO und Mitbegründer von Replique (Alle Bilder: Replique).

Können Sie unseren Lesern zunächst einen kurzen Überblick darüber geben, wer Replique ist und was Ihr Unternehmen tut?

Sicher! Replique ist Teil des internen Inkubatorprogramms der BASF, der Chemovator GmbH, und hat die erste vollständig verschlüsselte digitale Bestandsplattform für 3D-Druck und Additive Manufacturing (AM) entwickelt. Diese bietet Erstausrüstern (OEM) eine sichere und nachhaltige Möglichkeit, ihren Kunden jederzeit und überall auf Abruf bereitzustellen.

Wir erreichen dies, indem wir unsere digitale Bestandsplattform mit einem globalen, dezentralen 3D-Druck-Netzwerk von AM-Experten kombinieren. Durch diese Kombination bieten wir OEMs eine End-to-End-Lösung vom Design über die Herstellung bis zum Versand der Teile.

Welche spezifischen Herausforderungen lösen Sie für OEMs?

OEM müssen kritische Ersatzteile mit unsicherer Nachfrage bereitstellen oder Ersatzteile für alternde Anlagen unterstützen. Wenn der Bedarf da ist, stellen sie dann immer wieder fest, dass der Lieferant oder das Werkzeug nicht mehr verfügbar ist. Wenn er mit uns zusammenarbeitet, muss der OEM lediglich das Design in unserem digitalen Bestand speichern. Sobald ein Ausfall eintritt, drucken wir das Ersatzteil lokal und auf Abruf.

Ob zu Beginn der Produktphase oder während der gesamten Lebensdauer, die Produktion von kleinen und mittleren Serien ist mit hohen Kosten und Risiken verbunden. Mit AM ermöglichen wir es OEMs, Teile ab einer Losgröße von nur einem Stück kosteneffizient zu produzieren, mit nahezu null Fixkosten, da keine Werkzeuge oder Mindestbestellmengen erforderlich sind. Darüber hinaus können Erstausrüster durch unser Angebot die Kosten für Lagerhaltung und Transport senken, die Umweltbelastung begrenzen und die Ausfallsicherheit verbessern.

Aktuell rücken die Lieferketten und die Einflüsse, die in der Zukunft auf sie einwirken, immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses. Können Sie uns mehr darüber sagen, wie Sie die Kosten in der Lieferkette senken und die Widerstandsfähigkeit verbessern?

Die Tatsache, dass Ersatzteile digital und nicht in einem physischen Lager untergebracht sind, eliminiert sowohl Lager- als auch Transportkosten. Die physische Lagerung von Teilen kann zudem Entsorgungskosten verursachen, wenn Teile veraltet sind, was wiederum ein Umweltproblem darstellt.

Bei unserem Modell wird ein bestelltes Teil automatisch an den am besten geeigneten Produktionspartner in unserem AM-Netzwerk weitergeleitet. Die Teile können überall und zu jeder Zeit produziert werden, auch an abgelegenen Standorten, was den CO2-Ausstoß in der Logistik reduziert und die Flexibilität der Lieferkette verbessert.

Schließlich können Lieferketten aus einer Vielzahl von Gründen unterbrochen werden, sei es durch globale Pandemien, grenzüberschreitende Handelsprobleme oder durch Schiffe, die im Suezkanal festsitzen. In jedem Fall werden Waren und Teile daran gehindert, rechtzeitig an ihren Bestimmungsort zu gelangen, was zu schlaflosen Nächten beim OEM führen kann. Unsere Lösung überwindet solche Probleme, indem sie die Möglichkeit bietet, das zu drucken, was der Kunde braucht, wann immer es gebraucht wird, wo immer es gebraucht wird und in genau der benötigten Menge.

Das ist natürlich ein grundlegender Vorteil der 3D-Drucktechnologie. Könnten OEMs sich nicht einfach selbst mit der Technologie ausstatten und Ihr Geschäftsmodell umsetzen?

In der Realität ist das nicht so einfach. Der 3D-Druck von Ersatzteilen birgt oft Tücken, selbst für diejenigen, die über Fachwissen in deren Fertigung verfügen. Deshalb wenden sich viele Unternehmen – darunter globale Automobilhersteller und Flugzeugbauer – an Experten und Servicebüros, die sie in diesem Bereich beraten und unterstützen.

Herkömmlich hergestellte Ersatzteile müssen an den 3D-Druck angepasst werden.

Es ist selten möglich, ein 3D-Modell eines Teils hochzuladen, das Originalmaterial auszuwählen und auf Drucken zu klicken; eine Anpassung an die Erfordernisse der Additiven Fertigung ist notwendig. Dazu gehört auch, das richtige Material zu finden, das alle notwendigen Anforderungen an das Teil erfüllt, damit es zuverlässig in der industriellen Produktion eingesetzt werden kann. Möglicherweise müssen die Teile auch umgestaltet werden, um sie überhaupt 3D-druckbar zu machen, die Druckzeit zu verkürzen, Stützstrukturen zu vermeiden oder sie hinsichtlich Faktoren wie Gewicht und Haltbarkeit zu optimieren.

In vielen Fällen müssen bestimmte Industrienormen eingehalten werden, beispielsweise für den Kontakt mit Lebensmitteln. Dies muss bei der Auswahl von Materialien und Partnern berücksichtigt werden. Ein weiterer potenzieller Stolperstein ist die Suche nach den richtigen Teilen für den 3D-Druck. Nicht jedes Teil ist für den 3D-Druck geeignet, zudem kann er vor allem bei hohen Stückzahlen in der Regel nicht mit herkömmlichen Methoden mithalten, was Produktionsgeschwindigkeit und Kosten angeht. Manchmal ist der 3D-Druck nur dann sinnvoll, wenn Kosten und Logistik optimiert werden sollen, beispielsweise durch eine Verkleinerung der Lagerfläche. Eine tiefgreifende Analyse des OEM-Bestands ist notwendig, nicht nur unter technologischen, sondern auch unter wirtschaftlichen Aspekten.

Wir arbeiten eng mit unseren OEM-Kunden zusammen, um die Ersatzteilbestände sorgfältig zu analysieren, einschließlich technischer und wirtschaftlicher Faktoren wie Material, Größe, Bedarfshäufigkeit und Lieferantenabhängigkeit. Wir können 2D-Zeichnungen in 3D-Modelle umwandeln oder Teile nachmodellieren, wenn keine Zeichnungen mehr vorhanden sind. Darüber hinaus helfen wir OEMs bei der Auswahl der passenden Drucktechnologie und des richtigen Materials für ihre Ersatzteile, um die Anforderungen beispielsweise an Steifigkeit, Härte oder UV-Beständigkeit zu erfüllen. Bei Bedarf unterstützen wir auch bei der Simulation und bei der Zertifizierung von 3D-Druckverfahren.

Für welche Branchen ist Ihr OEM-Angebot geeignet und können Sie über ein Kundenbeispiel beschreiben?

Zurzeit arbeiten wir mit Kunden aus verschiedenen Sektoren zusammen, darunter Konsumgüter, Automobil/Transport, Landwirtschaft und Bauwesen sowie Schwermaschinen.

Der deutsche Haushaltsgerätehersteller Miele ist ein gutes Beispiel für einen Kunden aus der Konsumgüterbranche. Das Unternehmen nutzt unsere Plattform, um seinen Kunden schnell und kosteneffizient neues Zubehör zur Verfügung zu stellen. Die vollständige Integration unserer Plattform in den Online-Shop ermöglichte die Umstellung auf dezentrale Fertigung.

Ein anderer Kunde, die H. Gautzsch Firmengruppe, nutzt unsere Plattform im Rahmen ihrer Nachhaltigkeitsstrategie, um Kunden mit Ersatzteilen zu versorgen und so den Lebenszyklus von Produkten zu verlängern. Hier spielt unser digitales Inventar eine entscheidende Rolle.

Andernorts eignet sich der 3D-Druck für Branchen mit langlebigen Maschinen, in denen die herkömmliche Massenproduktion aufgrund der geringen benötigten Stückzahlen schwierig ist. Dies gilt für Schwermaschinen, aber auch für Sektoren wie Transport, Landwirtschaft, Bauwesen, Bergbau sowie Öl und Gas. Die Unternehmen in diesen Sektoren wollen die Verfügbarkeit von Ersatzteilen verbessern und gleichzeitig die Kosten optimieren. Die Kosten für Ersatzteile können beispielsweise nach der Serienproduktion um das bis zu 20-fache steigen.

Welchen Bedenken begegnen Sie im Markt, beispielsweise in Bezug auf die Sicherheit ihrer geistigen Daten? Wie gewährleistet Replique einen diebstahlsicheren Prozess?

Sicherheit und Qualitätssicherung sind zwei Themen, die von Anfang an ganz oben auf unserer Liste standen. In beiden Bereichen muss das geistige Eigentum in den richtigen Händen bleiben, weshalb alle Datensätze auf unserer Plattform stark verschlüsselt sind. Darüber hinaus schließen wir mit unseren Fertigungspartnern Geheimhaltungsvereinbarungen ab, um sicherzustellen, dass die Entwürfe der OEMs sicher und vertraulich sind. Was die Qualitätssicherung angeht, so wählen wir unsere Produktionspartner sorgfältig aus. Dabei analysieren und prüfen wir deren Fähigkeiten, wiederholbare, nutzbare Teile herstellen zu können.

Da der 3D-Druck so grundlegend für Ihr Angebot ist, was glauben Sie, wohin sich die Technologie entwickeln wird? Hat sie die in sie gesetzten Erwartungen erfüllt, oder gibt es Bereiche, in denen sie noch nicht ausgereift ist? Wenn ja, welche sind das?

Replique liefert 3D-Druck-Erfahrung, eine digitale Speicherplattform für die Daten und ein Netzwerk an Druckspezialisten.

Der 3D-Druck bietet viele interessante Möglichkeiten und entwickelt sich ständig weiter. Die Kosten für den 3D-Druck sinken aus mehreren Gründen. Die Maschinen werden schneller und moderne Maschinen können mehr Teile gleichzeitig herstellen, beispielsweise durch den Einsatz von zwei Extrusionsköpfen anstelle von einem oder von zwölf Lasern anstelle von vier. Das verkürzt die Druckzeit unglaublich.

Darüber hinaus ist jetzt ein stützenfreier Druck möglich, der die Nachbearbeitungszeit und den Materialverbrauch reduziert. Schließlich gibt es neue und effizientere Technologien wie das Drahtbogenverfahren, bei dem Metalldraht mit einem Lichtbogen als Wärmequelle geschmolzen wird, oder den Multi-Filament-Splicer Palette 3, der mehrere Materialien gleichzeitig zum Einsatz bringen kann. Diese Technologien ermöglichen nicht nur billigere Rohmaterialien, sondern sind in der Regel auch schneller.

Um jedoch den 3D-Druck in neuen Anwendungen einsetzen zu können und die gleichen Möglichkeiten wie bei der traditionellen Fertigung zu erreichen, muss sich die Palette der Materialien erweitern. Auch wenn AM nicht für jedes Teil in jeder Branche geeignet ist, glauben wir angesichts der aktuellen Trends, dass es ein wichtiger Wegbereiter für digitale Lieferketten und eine Ergänzung zu traditionellen Fertigungstechnologien sein wird.

Als Unternehmen befinden Sie sich noch in der Anfangsphase. Was sind Ihre Wachstums- und Entwicklungsziele?

Im Moment arbeiten wir mit OEMs zusammen, die auf ihrem Weg zum 3D-Druck schon recht weit fortgeschritten sind. Aber wir wollen auch Unternehmen, die neu in diesem Bereich sind, die Möglichkeit geben, AM zu nutzen und das Geschäft weltweit auszubauen. Als digitale Plattform erwarten wir ein starkes exponentielles Wachstum, zum einen, weil unsere derzeitigen Kunden unsere Dienstleistungen auf ein breiteres Teilespektrum ausdehnen können, und zum anderen, weil neue Unternehmen beginnen werden, unsere Lösung zu nutzen.

Wir wissen, dass derzeit etwa sechs Prozent aller Ersatzteile 3D-druckbar sind, und unser Ziel ist es, den größten Anteil davon zu liefern. Wenn Unternehmen auf unser digitales Inventar und den On-Demand-3D-Druck umsteigen, kann eine erhebliche Kostenverbesserung erzielt werden, und die Nachhaltigkeit kann erheblich gesteigert werden. Um dies zu erreichen und damit AM sein wahres Potenzial ausschöpfen kann, müssen die derzeitigen Lieferketten jedoch überdacht werden.

Gegenwärtig ist der 3D-Druck in gewisser Weise noch auf „Konstruktionen von gestern“ beschränkt. In Zukunft werden Teile für den 3D-Druck konstruiert, wodurch die Kosten gesenkt und die Topologie und das Gewicht eines Teils optimiert werden. Die 3D-Druckindustrie muss diese Vorteile dem Rest der Welt erst noch vor Augen führen, der die Technologie zum großen Teil noch nicht als praktikable Lösung für seine Design- und Fertigungsanforderungen in Betracht gezogen hat.

Herr Dr. Siebert, wir danken Ihnen vielmals für diese Einsichten und die Vorstellung von Replique.

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