1. De hoge mate van vrijheid bij het ontwerpen van additieve fabricage helpt de auto-industrie haar ecologische voetafdruk met 80 procent te verminderen in het productieproces van armaturen.
2. Optimaliseer het productieproces door digital twins om de CO2-uitstoot in het productieproces te verminderen.
3. Verminder de CO2-uitstoot tijdens opslag en transport door gedecentraliseerde productie.
4. 3D-printen met biologisch afbreekbare materialen vermindert de vervuiling.
Siemens presenteert zijn duurzame ontwikkelingsoplossingen voor additive manufacturing op de internationale vakbeurs Formnext additive manufacturing 2022. Door middel van meerdere toepassingscases heeft Siemens uitvoerig gedemonstreerd hoe het concept van duurzame ontwikkeling gedurende de hele levenscyclus van het product kan worden geïmplementeerd, hoe hulpbronnen kunnen worden behouden, de koolstofvoetafdruk in het productieproces kan worden verkleind en hoe kan worden bijgedragen aan het bereiken van wereldwijde doelstellingen op het gebied van klimaatbeheer.
Groene oplossing voor additive manufacturing van armatuur
De armatuuroplossingen van Siemens die in de auto-industrie worden gebruikt, tonen volledig de belangrijke rol aan van geoptimaliseerd ontwerp bij de realisatie van groene additive manufacturing. In dit geval heeft Siemens met behulp van het NX-softwareplatform voor de additive manufacturing-industrie een naadloze digitale procesketen tot stand gebracht, met behulp van topologie-optimalisatie om het optimale ontwerp te vinden en het vervolgens te testen met behulp van eindige-elementenmethode (FEM)-simulaties. Door een geoptimaliseerd ontwerp werd de totale massa van het armatuur met 64 procent verminderd, waardoor de benodigde fabricagematerialen aanzienlijk werden verminderd. De functies "Teamcenter Product Cost Management Solution" en "Product Carbon Footprint Calculator" van Siemens kunnen ook de productiekosten en de CO2-voetafdruk optimaliseren. In dit geval was het aanvankelijk de bedoeling om een armatuur te bouwen dat uit meer dan 660 onderdelen werd samengesteld en 58 kg woog. Het gewicht van het eindproduct wordt niet alleen sterk verminderd, maar het flexibele ontwerp vermindert ook de complexiteit van de montage, waardoor 80 procent van de montagetijd wordt bespaard. In vergelijking met traditionele ontwerpmethoden heeft het gebruik van additief ontwerp de productiekosten met 73 procent verlaagd en de ecologische voetafdruk in dit geval met 82 procent verminderd. Nadat het gewicht van het armatuur is verminderd, kan het worden gemanipuleerd door een kleinere robot, waardoor het energieverbruik nog eens met 54 procent per jaar kan worden bespaard.
Energieverbruik optimaliseren door digitale transformatie
Siemens en GENRA zijn een samenwerking aangegaan op het gebied van additive manufacturing. GENERA nam de "Additive Manufacturing Digital Factory Planning Toolkit" van Siemens Aventura over om de industriële productie van connectoren te simuleren met behulp van digitale lichtverwerking. Door een digitale tweeling van het productieproces tot stand te brengen, kan het energieverbruik van 3D-printers in verschillende machinetoestanden nauwkeurig en transparant worden geanalyseerd zonder de normale werking van het systeem te beïnvloeden. Dankzij een efficiënter energiebeheer kan het energieverbruik met 25 tot 30 procent worden verminderd bij de productie van afzonderlijke componenten, afhankelijk van het printergebruik.
Ontwikkeling van milieuvriendelijke materialen
Siemens demonstreerde ook zijn 3D-printing van milieuvriendelijke materialen voor de bouw- en infrastructuurbouwsectoren, die biologische afbraak kunnen bereiken en een groot potentieel bieden voor de duurzame ontwikkeling van de industrie.
Fabrikant van additive manufacturing machines CEAD en de Nederlandse composietenspecialist Poly Products hebben samen een 3D-print linnen poortfender ontwikkeld. Bakboordfenders kunnen een buffer bieden wanneer het schip aan de wal ligt, zodat de walmuur geen zware schade aan de buitenwand van het schip zal veroorzaken. Bakboordspatborden zijn vaak gemaakt van plastic en door dagelijkse slijtage kan schadelijk plastic in de oceaan terechtkomen. De door 3D-printen geproduceerde linnen spatborden zijn net zo sterk als traditionele spatborden, maar hebben tijdens de productie een kleinere ecologische voetafdruk en zijn 100 procent biologisch afbreekbaar, waardoor ze milieuvriendelijker zijn. De 3D-printer die het materiaal produceerde, is uitgerust met een Siemens Sinumerik 840D sl-besturingssysteem, dat een nauwkeurige besturing van de complexe bewegingen van de robot mogelijk maakt, waardoor een nauwkeurige materiaaltoepassing en het frezen van componenten wordt gegarandeerd.
Het bouwen van een Additive Manufacturing-netwerk
Verminder de ecologische voetafdruk tijdens de productie
Additieve fabricage drijft de maakindustrie naar "decentralisatie" en de bestaande dure fysieke inventaris zal worden omgevormd tot een digitaal magazijn om productie in de buurt te bereiken. Dit kan niet alleen de flexibiliteit van de toeleveringsketen verbeteren, maar ook de voorraadkosten verlagen en de uitstoot van kooldioxide tijdens het transport verminderen. De digitale oplossing voor additive manufacturing van Siemens ondersteunt organisaties bij het bouwen en authenticeren van digitale middelen en deze te integreren in een uniforme "bibliotheek", waardoor gebruikers met één klik bestellingen kunnen plaatsen op basis van hun behoeften. Het Siemens Additive Manufacturing Network kan bijpassende productielocaties vinden op basis van de productiebehoeften van de gebruiker, waardoor de reactiesnelheid en het gebruik van apparatuur van elke productielocatie aanzienlijk worden verbeterd. Deze modus kan onnodige downtime effectief voorkomen en de energie optimaliseren die door de 3D-printer wordt verbruikt om op te warmen en af te koelen. Het additieve productienetwerk van Siemens ondersteunt ondernemingen ook bij communicatie op basis van het digitale platform, om zo de toewijzing van productiefaciliteiten te optimaliseren en efficiënt op productiebehoeften te reageren.