Vestas

Uusiutuvien energialähteiden alalla keneltäkään ei ole varmaankaan jäänyt huomaamatta korkealle kohoavia tuulivoimaloita. Niitä rakennetaan jopa 259 metrin korkeuteen, ja roottorin halkaisija on jopa 236 metriä. Jos huomaat tuulivoimalan, se on todennäköisesti tanskalaisen Vestas-yhtiön valmistama.

Vestas aloitti toimintansa heti toisen maailmansodan jälkeen. Aluksi Vestas keskittyi kevyiden kuorma-autojen hydrauliikkaan. Sitten 1970-luvulla yritys siirtyi vaihtoehtoisiin energiaratkaisuihin. Ensimmäinen tuuliturbiini näki päivänvalon vuonna 1979.

1980-luvulta lähtien Vestas on kehittänyt ainoastaan tuuliturbiinien tuotteita ja myynyt niitä maailmanlaajuisesti. Yritys on nykyään maailman suurin tuuli- ja meriturbiinien sekä tuuliturbiinien lapojen valmistaja.

Muualta hankitut osat haasteena asennuksessa ja tarkastuksessa

Jotta tuulivoimalat tuottaisivat mahdollisimman suuren tuoton, niiden on toimittava luotettavasti ja seisokkiaikojen on oltava mahdollisimman vähäisiä. Valmistuksen ja asennuksen aikana ei ole varaa virheisiin. Tämän vuoksi Vestas luottaa useisiin tarkastusmittareihin. Nämä elintärkeät työkalut on perinteisesti ostettu useilta toimittajilta ympäri maailmaa, yksityiskohtaisten valmistusohjeiden perusteella. Aiemmin hankitut osat lähetettiin Vestasin toimipisteeseen vaatimustenmukaisuuden tarkastusta ja hyväksyntää varten.

Valitettavasti osa paikallisesti valmistetuista osista ei ollut täysin spesifikaatioiden mukaisia. Tämä tarkoitti, että niitä ei hyväksytty. Seurauksena oli viivästyksiä toimituksessa ja asennuksessa. Vaikka osat hyväksyttiin erikoistarkastusprosessissa, useimmat osat valmistettiin hitaita ja kalliita työstömenetelmiä käyttäen.

Yksi tällainen esimerkki on top center (TC) -merkintätyökalut. Yritys käyttää näitä kriittisiä työkaluja turbiinien lapojen juuripään määrittelyyn, jotta lapojen jako voidaan kohdistaa. TC-työkalujen valmistaminen kestäisi tavallisesti noin kuukauden. Koneiden eroavaisuuksien vuoksi Vestas joutuisi tilaamaan useita eri versioita TC-merkintätyökaluista, jotta ne sopisivat erilaisille lapaerille. Lisäksi on olemassa salaman kärkireseptorit, joiden tarkoituksena oli vähentää salamaniskun aiheuttamia vahinkoja. Nämä reseptorit valmistetaan alumiinista subtraktiivisella valmistusmenetelmällä. Niidenkin valmistus kestää usein vähintään kolme kuukautta.

Jeremy Haight at Vestas working with Markforged Eiger and the company´s digital warehousing and 3D print process.

3D-tulostettavien osien varasto löytyy nykyään pilvestä

Vastatakseen pitkien toimitusaikojen tuomiin haasteisiin, Vestasin tiimi alkoi tutkia, miten he voisivat optimoida koko valmistusprosessinsa. Käyttämällä Markforgedin pilvipohjaista, tekoälyä hyödyntävää Digital Forge -lisäosavalmistusalustaa yritys aloitti menestyksekkäästi suoran digitaalisen valmistuksen (Direct Digital Manufacturing, DDM) vuonna 2021. Valmistusohjelma vapauttaa valmistusprosessit riippuvuudesta ulkoisista toimittajista ja tarjoaa tietopohjan yhteistyötä varten. Jo nyt DDM-ohjelmaan kuuluu yli 2000 Vestasin osaa, jotka on varastoitu Markforged Eiger -tietokantaan, joka on käytettävissä pilvipalvelussa. Näin minkä tahansa Vestasin toimipisteen henkilökunta – myös ne, joilla ei ole ainetta lisäävän valmistuksen asiantuntemusta – voivat nopeasti etsiä ja 3D-tulostaa kuituvahvisteisia komposiittiosia paikallisella Markforged X7 3D-tulostimella sekä komposiittiosia Markforged Onyx One 3D-tulostimella.

”Lähestymistapamme on kokonaisvaltainen”, sanoo Jeremy Haight, Vestasin Additive Manufacturing & Advanced Concepts -yksikön pääinsinööri. Toimitamme fyysisen kappaleen lähes reaaliaikaisesti eri paikkoihin. Se on mielestäni lähimpänä teleportaatiota.”

Digitaalisen varastoinnin ja 3D-tulostuksen ansiosta Vestasin tiimi voi nyt luottaa siihen, että osat ovat yhdenmukaisia ja spesifikaatioiden mukaisia lyhyemmässä ajassa ja tarjolla ympäri maailmaa ilman, että toimipisteissä tarvitaan asiantuntijoita. Tämä on vähentänyt merkittävästi toimitus- ja rahtikustannuksia sekä valmistuksen läpimenoaikoja.

3D-tulostetut osat, jotka painavat 85 % vähemmän

Muutamia esimerkkejä DDM:n (Direct Digital Manufacturing) toiminnan hyödyistä voidaan nähdä aiemmin mainittujen TC-merkintätyökalujen ja salamakärkireseptoreiden avulla. TC-merkintätyökalu, jonka valmistaminen vei ennen viikkoja ja tuhansia euroja, valmistetaan nyt vain muutamassa päivässä. Ja koska työkalu on tulostettu käyttäen kuituvahvistettua Onyxia, kestävää ja kevyttä nylonsekoitemateriaalia, painavat aiemmat metallista valmistetut osat nyt 85 prosenttia vähemmän kuin aiemmin.

Mitä tulee salamakärkireseptoreihin, paikalliset teränvalmistuslaitokset pystyvät valmistamaan ne 3D-tulostetusta kuparista tilauksesta. Vestas arvioi, että kun nämä reseptorit on otettu käyttöön, kunkin reseptorin valmistaminen kestää noin kaksi päivää. Mikä tärkeintä, Vestasin tiimin ei enää tarvitse huolehtia siitä, että nämä tai muut osat eivät läpäise vaatimustenmukaisuustestejä, koska ne tulostetaan tilauksesta ja talon sisällä tarkkojen digitaalisten ohjeiden mukaisesti. Työkalujen tarkkuus tarkistetaan kuitenkin aina Markforged Blacksmithin avulla prosessin sisäistä tarkastusta, analysointia ja raportointia varten.

3D printed part being taken out of a Markforged Mark Two 3D printer.

Kriittisten osien 3D-tulostusta tilauksesta

Vestas pitää digitaalista varastointia ja 3D-tulostusta kriittisenä tekijänä liiketoiminnassaan uusien tuotteiden kehittämisen sekä työkalujen ja loppukäyttöön tarkoitettujen osien saatavuuden kannalta. Vuonna 2022 yritys alkoi käyttämään DDM:ää myös tarkastusmittareiden työkalujen valmistukseen helpottaakseen mittareiden valmistusta tilauksesta kaikissa 23 valmistuspaikassaan. Vestas on myös tehnyt Wurthin kanssa yhteistyötä rakentaakseen 3D-tulostusekosysteemin ja hallinnoidakseen The Digital Forge -alustalla valmistettujen varaosien varastoa tukeakseen oman henkilöstön ja muiden toimittajien tekemään huoltoa ja korjaustoimintaa.

Vestasin toimipaikan henkilöt, joilla on riittävät oikeudet, voivat skannata tarvitsemansa osan koodin tai etsiä osaa yrityksen tietokannoista. Kun oikea osa löytyy se lähetetään tulostettavaksi automaattisesti oikeaan paikalliseen 3D-tulostimeen. Tämä käyttäjien, tulostimien ja osien tarkastuksen keskitetty valvonta Blacksmithin ja Eiger Fleetin avulla varmistaa laadukkaat ja suorituskykyiset työkalut ja loppukäyttöön tarkoitetut osat, jotka tekevät sen, mihin ne on suunniteltu. Mitä enemmän Vestas käyttää varaosien valmistukseen 3D-tulostusta, sitä nopeammin sen tuotteet tulevat markkinoille ja sitä enemmän aikaa ja rahaa se säästää prosessin aikana.

Lue lisää aiheesta blogistamme: Miten osien 3D-tulostus ratkaisee toimitusketjun haasteita.