Heineken: Druk 3D w zapewnieniu ciągłości produkcji

Ze swoimi ponad 150 browarami na całym świecie, Heineken jest jednym z największych producentów piwa. Jeden z ich browarów w Sewilli w Hiszpanii produkuje kilka znanych marek, takich jak Cruzcampo, Desperados, Heineken czy Amstel. Piwo jest tam warzone, pakowane, a następnie wysyłane na teren całej Hiszpanii oraz za granicę. Kierownik ds. Opakowań Juan Padilla González wdrożył w swoim dziale rozwiązania oparte o druk 3D, aby zwiększyć niezawodność produkcji i wydajność całego browaru w Sewilli.

Optymalizacja linii produkcyjnej

Fabryka w Sewilli jest w stanie wyprodukować do 500 milionów litrów piwa rocznie. Mimo to Heineken wciąż poszukuje nowych sposobów na zwiększenie swojej imponującej wydajności, dlatego też zaczęto sprawdzać możliwości jakie daje druk 3D.

Po utworzeniu laboratorium druku 3D, wyznaczony zespół zidentyfikował zadania mające na celu poprawę procesu produkcji pod kątem jej wydajności, niezawodności oraz bezpieczeństwa pracowników. Heineken zaczął też szukać różnych metod optymalizacji maszyn produkcyjnych. Szybko zdano sobie sprawę, że druk 3D zapewnia elastyczność i szybkość których potrzebują, a jednocześnie jest niedrogi i łatwy do wdrożenia.

Nadal jesteśmy na początkowym etapie wdrażania druku 3D, ale w zastosowaniach które już znaleźliśmy, zauważyliśmy redukcję kosztów i czasu implementacji o 70–90%.

Najpierw bezpieczeństwo

Bezpieczeństwo pracowników jest najwyższym priorytetem w firmie Heineken i dlatego jednym z pierwszych projektów były ulepszone zatrzaski bezpieczeństwa używane podczas konserwacji maszyn. Są one stosowane przy prawie wszystkich maszynach w browarze. Gdy urządzenia zostają zatrzymane, zatrzaski blokują się uniemożliwiając przypadkowe uruchomienie maszyny w czasie gdy ktoś wykonuje jej konserwację czy naprawę.

Zatrzaski zostały wydrukowane w kolorze jasnoczerwonym, aby zapewnić ich dobrą widoczność. Aplikacja ta była nie tylko po prostu przydatna – zapewniła też dodatkową funkcję bezpieczeństwa i spowodowała wzrost świadomości i uznania możliwości druku 3D wśród pracowników.

Funkcjonalne części dla linii produkcyjnej 

Po sukcesie instalacji zatrzasków bezpieczeństwa zdecydowano o wprowadzaniu kolejnych aplikacji 3D. Nowe pomysły i idee zostały zbadane i zaprojektowano na ich podstawie nowe części. Pierwszą z aplikacji było drukowanie kłopotliwych do wymiany części zamiennych. Outsourcing niektórych części wycofanych z produkcji lub importowanych jest kosztowny i czasochłonny. Zespół natychmiast zauważył, że ich drukowanie w 3D nie tylko oszczędza czas i pieniądze, ale także w niektórych wypadkach daje unikalną możliwość zamiany części metalowych na lżejsze i wygodniejsze, wykonane z tworzyw sztucznych.

Optymalizacja części

Wspaniałą rzeczą w druku 3D jest to, że łatwo jest doprowadzać projekty do perfekcji. Inżynier może szybko stworzyć alternatywne projekty i części testowe na miejscu, a jednocześnie utrzymać koszty i czas produkcji na stosunkowo niskim poziomie. Tworzywa sztuczne są także lżejsze niż metale i często są też wystarczająco mocne jeśli zastosowano odpowiednie zasady projektowania i materiały. Bardzo łatwo jest tak przeprojektować już istniejące części, aby działały jeszcze lepiej i wykonać je na miejscu bez wszystkich problemów i kosztów związanych z ich ewentualnym outsourcingiem.

Zespół Juana, w browarze w Sewilli, był w stanie zastąpić różne części ich zoptymalizowaną i ulepszoną wersją. Na przykład oryginalny metalowy element używany jako czujnik jakości na taśmie przenośnika często powodował także przewracanie się butelek, powodując w ten sposób blokadę przenośnika lub nawet wyrzucanie dobrych butelek na ziemię. Przeprojektowany element wydrukowano w 3D i zainstalowano na podajniku – w efekcie problem całkowicie zniknął oszczędzając butelki, pieniądze i czas.

Narzędzia serwisowe i do kontroli jakości 

Firmy zwykle wykorzystują druk 3D do produkcji niestandardowych narzędzi, uchwytów i różnego rodzaju osprzętu. Heineken także opracował różne narzędzia ułatwiające i przyspieszające konserwację ich maszyn. Narzędzia te są zazwyczaj drukowane z Tough PLA, który jest łatwy w drukowaniu a jednocześnie zapewnia wytrzymałość i elastyczność podobną do ABS ale jest łatwiejszy w drukowaniu. Jednym z nich jest narzędzie służące do napinania i rozluźniania kolumn kół prowadzących odpowiedzialnych za naklejanie etykiet na butelki. Przed zastosowaniem druku 3D narzędzie to musiało być wykonywane na zamówienie przy użyciu obróbki CNC.

Dzięki wykorzystaniu druku 3D koszt jego produkcji został zmniejszony o 70%, a czas jego dostarczenia skrócony z trzech dni do jednego. Inne, proste narzędzie, takie jak np. toroidalny obcinacz do gumy, drukowane jest w czasie krótszym niż jedna godzina – jego dostawa przez firmę zewnętrzną średnio zajmowała ponad 10 dni.

Dobór odpowiedniego materiału 

Szeroka oferta materiałów Ultimaker okazała się bardzo przydatna dla Heinekena w Hiszpanii. Wiele z drukowanych elementów jest narażonych na działanie sporych sił, wysokich temperatur, wilgoci czy licznych uderzeń w długim okresie czasu. Dlatego tak ważna jest możliwość używania odpowiednich materiałów do konkretnych zastosowań.

Heineken wykorzystuje wiele materiałów Ultimakera, takich jak Tough PLA, Nylon czy półelastyczny materiał TPU 95A. Materiały te mają doskonałe właściwości mechaniczne i wytrzymują ciągłą, ciężką pracę na linii produkcyjnej. Tough PLA jest często używane do drukowania popychaczy i narzędzi, podczas gdy Nylon jest używany do elementów, które muszą współdziałać z częściami metalowymi. Elastyczność TPU 95A jest zaś idealna do drukowania wszelkiego rodzaju zderzaków czy części ochronnych.

Rezultaty projektu pilotażowego 

Heineken uważa roczny projekt pilotażowy w Sewilli, podczas którego korzystano z drukarek Ultimaker S5, za duży sukces. W jego efekcie zwiększono bezpieczeństwo pracowników, czas realizacji napraw oraz redukcję kosztów uzyskania wszystkich narzędzi i części które zostały wydrukowane.

Drukowanie na żądanie funkcjonalnych części użytkowych dla linii produkcyjnej spowodowało zoptymalizowanie funkcjonalności i niezawodności linii. Przez dostosowanie projektów części maszyn, Heineken zwiększył także wydajność linii. A niestandardowe narzędzia znacznie ułatwiły pracownikom wykonywanie konserwacji czy przestawienia produkcji.

Heineken odnotował, że dostarczenie wszystkich wymaganych części jest teraz średnio o 80% szybsze niż przy zewnętrznym zaopatrzeniu. Zaś koszty części drukowanej, w porównaniu z częścią uzyskiwaną dotychczasowymi metodami są również średnio o 80% niższe.

Druk 3D okazał się technologią, która nam pomaga, wnosi dodatkową wartość do naszej pracy i umożliwia naszym pracownikom bardziej wydajną pracę.

Globalne wdrożenie druku 3D

Sukces Sewilli we wdrażaniu druku 3D nie pozostał niezauważony. Firma wyznacza teraz kolejne zadania, aby określić potencjał korzyści z druku 3D w skali globalnej. Produkcja addytywna umożliwia inżynierom i innym pracownikom spojrzenie na istniejące wyzwania i możliwości z całkiem innej perspektywy.

Projekty i gotowe rozwiązania mogą być też łatwo udostępniane w sieci i wprowadzane w innych oddziałach firmy. Przyspiesza to globalne wdrażanie nowych aplikacji, ponieważ zmodyfikowane części nie muszą być dostarczane fizycznie, wystarczy przesłanie cyfrowego projektu i wydrukowanie go na miejscu. Zmniejsza to też duże koszty międzynarodowego transportu, oraz ma niebagatelny, pozytywny wpływ na środowisko naturalne.

By Steven van de Staak, Ultimaker