Wie ein Maschinenbauer mit SLM-Titan Ausfallzeiten von 3 Wochen auf 5 Tage reduzierte

Ein mittelständischer Maschinenbauer aus dem Rheinland produziert Spezialmaschinen für die Verpackungsindustrie. Die Anlagen laufen im Dreischichtbetrieb, Stillstandzeiten sind teuer — sehr teuer. Doch genau damit kämpfte das Unternehmen: Kritische Titan-Verschleißteile mit Lieferzeiten von 21 Tagen. Jeder ungeplante Ausfall bedeutete Produktionsverzug, nervöse Kunden und Vertragsstrafen.

Die Lösung kam aus Düsseldorf: Selective Laser Melting (SLM) mit Ti6Al4V-Titan. Nach sechs Monaten steht das Ergebnis: 99,8% Anlagenverfügbarkeit, 45% Kostenersparnis und null ungeplante Stillstände durch Lieferverzug.

Das Problem: Abhängigkeit von einem einzigen Lieferanten

Das betroffene Bauteil ist ein Führungsschuh aus Titan — 180 mm lang, 45 mm Durchmesser, hochbelastet durch abrasive Materialien. Der bisherige Lieferant fertigte das Teil spanend aus Vollmaterial. Mindestabnahme: 10 Stück. Lieferzeit: 3 Wochen ab Bestellung.

Das Problem war nicht die Qualität des Teils, sondern die Beschaffungslogistik:

• Keine Lagerbestände: Bei 10.000€ Kapitalbindung pro Bestellung waren große Lagerbestände unwirtschaftlich
• Lange Vorlaufzeit: Drei Wochen bedeuteten: Bauteilausfall heute = Stillstand bis nächsten Monat
• Single-Source-Risiko: Nur ein Lieferant weltweit konnte die geforderten Toleranzen (+/- 0,1 mm) und Oberflächengüte (Ra 3,2) liefern
• Hohe Stückkosten: 420€ pro Teil bei spanender Fertigung aus Vollmaterial

Die Folge: Reaktive Instandhaltung statt präventiver Wartung. Der Instandhaltungsleiter bestellte immer dann, wenn das Teil bereits verschlissen war — nicht wenn es planbar werden musste.

Die Lösung: Lokale SLM-Fertigung mit Ti6Al4V

Nachdem ein Maschinenschaden 18.000€ Produktionsausfall verursacht hatte, suchte das Unternehmen Alternativen. Die Anforderungen:

• Material: Ti6Al4V (3.7165), biokompatibel nicht erforderlich
• Mechanische Eigenschaften: Min. 900 MPa Zugfestigkeit, min. 10% Bruchdehnung
• Toleranzen: +/- 0,1 mm an kritischen Funktionsflächen
• Oberflächengüte: Ra 3,2 µm nach Bearbeitung
• Zertifizierung: Materialzertifikat 3.1 nach DIN EN 10204

Die Analyse durch NextCast Engineering ergab: Das Bauteil ist ideal für SLM-Fertigung. Der Konstruktionsentwurf wurde für Metall-3D-Druck optimiert — mit Gitterstrukturen in unkritischen Bereichen, was 30% Gewicht und 40% Materialkosten einsparte.

Technische Umsetzung

Das SLM-Verfahren ermöglichte eine Neugestaltung des Bauteils:

Die SLM-Fertigung erfolgt bei qualifizierten Partnern in Deutschland. Nach dem Druckprozess durchläuft jedes Teil die 100%-Qualitätskontrolle in Düsseldorf:

1. Sichtprüfung: Oberflächendefekte, Risse, Poren
2. Dimensionskontrolle: Koordinatenmessgerät für kritische Maße
3. Materialprüfung: Zertifikat 3.1 mit Chargennummer
4. Funktionstest: Optional beim Kunden vor Serienfertigung

Die Ergebnisse nach 6 Monaten

Das Unternehmen stellte im September auf SLM-Fertigung um. Die Kennzahlen sprechen für sich:

Verfügbarkeit:

• Vorher: 94% (entspricht 22 Ausfalltage pro Jahr)
• Nachher: 99,8% (entspricht 0,7 Ausfalltage pro Jahr)

Beschaffungskosten:

• Vorher: 420€ pro Teil × 24 Teile/Jahr = 10.080€
• Nachher: 230€ pro Teil × 28 Teile/Jahr = 6.440€ (−36% trotz häufigerer präventiver Tausch)

Instandhaltungsstrategie:

• Vorher: Reaktiv — Teile werden getauscht wenn defekt
• Nachher: Präventiv — Teile werden nach 2.400 Betriebsstunden getauscht (= alle 3 Monate)

Lagerkosten:

• Vorher: 10 Teile × 420€ = 4.200€ Kapitalbindung
• Nachher: 2 Teile × 230€ = 460€ Kapitalbindung (−89%)

Der wichtigste Effekt ist aber nicht monetär messbar: Die Planungssicherheit. Der Instandhaltungsleiter kann jetzt Wartungsfenster drei Monate im Voraus planen und weiß: Das Ersatzteil ist in 5 Werktagen verfügbar.

Welche Bauteile eignen sich für SLM?

Nicht jedes Ersatzteil sollte per SLM gefertigt werden. Die Wirtschaftlichkeit ist am höchsten bei:

• Lange Lieferzeiten: Ab 2 Wochen Beschaffungszeit lohnt sich SLM fast immer
• Geringe Stückzahlen: 1–50 Teile/Jahr — darüber wird konventionelle Fertigung günstiger
• Komplexe Geometrien: Hinterschnitte, innere Kanäle, Gitterstrukturen
• Hochwertige Materialien: Titan, Inconel, Maraging Steel — hier ist die Materialersparnis am höchsten
• Kritische Bauteile: Wenn Stillstand teurer ist als das Bauteil

Für Standardteile mit kurzen Lieferzeiten (< 1 Woche) und hohen Stückzahlen (> 100/Jahr) bleibt konventionelle Fertigung meist wirtschaftlicher.

Nächste Schritte: Wie Sie Ihre kritischen Bauteile analysieren

Wenn Sie ähnliche Beschaffungsengpässe haben, empfehlen wir diese Vorgehensweise:

1. Identifizieren Sie Ihre Top-10-Engpassteile: Welche Bauteile verursachen die meisten ungeplanten Stillstände?
2. Prüfen Sie die Materialeignung: Titan, Edelstahl, Aluminium, Inconel oder Maraging Steel?
3. Laden Sie die CAD-Daten hoch: Über unser Upload-Portal erhalten Sie in 24 Stunden eine Machbarkeitsanalyse
4. Bestellen Sie ein Musterteil: Testen Sie Passung, Funktion und Belastbarkeit in Ihrer Anlage

Die Machbarkeitsanalyse ist kostenlos und unverbindlich. Sie erhalten:

• Technische Bewertung der SLM-Eignung
• Verbindliches Preisangebot (ab 1 Stück)
• Lieferzeit (Standard: 5 Werktage)
• Optimierungsvorschläge für Design-for-Additive-Manufacturing

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