Heineken vergroot efficiëntie in brouwerij met 3D-printen

Met meer dan 150 brouwerijen over de hele wereld is Heineken een van de grootste producenten van bier ter wereld. Een brouwerij in Sevilla, Spanje, produceert bekende merken zoals Cruzcampo, Desperados, Heineken en Amstel. Het bier wordt gebrouwen, verpakt en vervolgens verzonden in heel Spanje en daarbuiten. Packaging Manager, Juan Padilla González heeft 3D-printing geïmplementeerd om de up-time en efficiëntie in de brouwerij in Sevilla te vergroten.

De fabriek in Sevilla kan tot 500 miljoen liter bier per jaar produceren. Maar Heineken is altijd op zoek naar nieuwe manieren om hun toch al indrukwekkende efficiëntie te verbeteren. Dat was de reden waarom ze zijn begonnen met het onderzoeken van de mogelijkheden van 3D-printen. Na het opzetten van een 3D-printlab heeft het team doelen gesteld om het productieproces te verbeteren op het gebied van output, up-time en veiligheid. Heineken ging op zoek naar verschillende methoden voor het optimaliseren van de productiemachines. Ze realiseerden zich snel dat 3D-printen hen de flexibiliteit en snelheid biedt die ze nodig hebben, terwijl ze nog steeds betaalbaar en eenvoudig te implementeren zijn. Heineken gebruikt 3D-printers van Ultimaker in de productie.

Veiligheid eerst

De veiligheid van medewerkers staat bij Heineken hoog in het vaandel en ze hebben eerst verbeterde veiligheidsvergrendelingen ontworpen die worden gebruikt tijdens het onderhoud van de machine. Deze worden toegepast op bijna alle machines in de brouwerij. Wanneer de machines zijn gestopt, worden deze vergrendelingen aangebracht, waardoor wordt voorkomen dat iemand per ongeluk een machine start terwijl iemand onderhoud aan het uitvoeren is. De vergrendelingen worden in fel rood geprint om hun zichtbaarheid te garanderen. Deze applicatie was niet alleen nuttig, maar de extra veiligheidsfunctie zorgde ook voor bewustwording en waardering van 3D-printen onder medewerkers.

Functionele onderdelen voor de productielijn

Na het eerste succes van de veiligheidsvergendelingen werden andere 3D-geprinte toepassingsmogelijkheden geïdentificeerd. Ideeën werden onderzocht en nieuwe onderdelen ontworpen. De eerste hiervan was om reserveonderdelen te printen die moeilijk te vervangen waren. Het uitbesteden van onderdelen of het importeren ervan is duur en tijdrovend. Het team zag meteen dat 3D-printing niet alleen tijd en geld bespaarde, maar ook plastic onderdelen kon printen die konden dienen als structurele vervanging van metalen onderdelen.

Optimalisatie van ontwerpen

“Het leuke aan 3D-printen is dat het eenvoudig is om ontwerpen aan te passen. Een technicus kan snel ter plaatse alternatieve ontwerpen en testonderdelen maken, terwijl de kosten en productietijden relatief laag blijven. Kunststoffen zijn lichter dan de meeste metalen en zijn relatief sterk wanneer de juiste ontwerpprincipes en materialen worden toegepast. Het is ook heel eenvoudig om onderdelen nog beter te laten werken, zonder de beperkingen van outsourcing”, vertelt Juan Padilla González. In de brouwerij in Sevilla was het team in staat om verschillende onderdelen te vervangen door een geoptimaliseerd ontwerp. Een metalen onderdeel dat wordt gebruikt met een kwaliteitssensor op een transportband, zou bijvoorbeeld vaak flessen omslaan, een verstopping veroorzaken of goede flessen op de grond werpen. Herontworpen 3D-geprinte onderdelen verhinderden dit probleem, waardoor flessen, geld en tijd bespaard werden.

Tools voor kwaliteitscontrole en onderhoud

Bedrijven printen vaak aangepaste gereedschappen, mallen en opspanmiddelen. Heineken heeft verschillende tools gemaakt om het onderhoud op hun machines eenvoudiger en sneller te maken. Deze gereedschappen worden meestal geprint uit Tough PLA, dat gemakkelijk kan worden geprint, met dezelfde sterkte en flexibiliteit als ABS. Een van deze gereedschappen is een gereedschap, waarmee de kolommen geleidingswielen die fleslabels aanbrengen, worden losgemaakt en vastgedraaid. Voordat 3D-printen werd goedgekeurd, moest dit hulpmiddel op maat worden gemaakt met behulp van CNC-bewerking. Bij 3D-printen zijn de productiekost van het gereedschap met 70% verlaagd en de levertijd van drie dagen teruggebracht naar één dag.  

Het juiste materiaal kiezen

Het assortiment materialen van Ultimaker is nuttig gebleken voor Heineken Spanje. Veel van de geprinte onderdelen zullen gedurende een lange periode stress, hoge temperaturen, vocht of talrijke botsingen verduren. Dat is de reden waarom het hebben van de juiste materialen voor applicaties zo belangrijk is. Heineken maakt gebruik van verschillende Ultimaker-materialen zoals Tough PLA, Nylon en semi-flexibel materiaal TPU 95A. Deze materialen hebben uitstekende mechanische eigenschappen om de slijtage van de productielijn te weerstaan. Sterk PLA wordt vaak gebruikt voor pushers en gereedschappen, terwijl Nylon wordt gebruikt voor onderdelen die moeten werken met metalen onderdelen. De flexibiliteit van TPU 95A is ideaal voor bumpers en beschermende onderdelen.

Eerste fabrieksresultaten

Na het gebruik van de Ultimaker S5-printers in Sevilla voor een jaar, beschouwt Heineken het pilotproject als een succes. De resultaten van verhoogde werknemersveiligheid, doorlooptijd en kostenreductie van alle geprinte onderdelen hebben daaraan bijgedragen. Door het on-demand 3D-printen van functionele gebruiksonderdelen voor de productielijn, kon Heineken functionaliteiten optimaliseren. Door het ontwerp van functionele machineonderdelen aan te passen, heeft Heineken de lijnefficiëntie verhoogd. De aangepaste hulpmiddelen hebben het uitvoeren van onderhouds- en productiewisselingen aanzienlijk eenvoudiger en sneller gemaakt voor werknemers. Gemiddeld ziet Heineken dat de levering van alle benodigde onderdelen gemiddeld 80% sneller is dan externe inkoop. De kosten van een geprint deel versus een historisch geproduceerd onderdeel zijn ook gemiddeld 80% lager.

Wereldwijde acceptatie

Het succes van Sevilla met 3D-printen is niet onopgemerkt gebleven. Het bedrijf zet de volgende stappen om het potentieel van schaalvergroting van de voordelen van 3D-printen te identificeren. “Additive manufacturing stelt ingenieurs en andere medewerkers in staat om uitdagingen en kansen vanuit verschillende perspectieven te bekijken. Ontwerpen en oplossingen kunnen eenvoudig over het netwerk worden gedeeld. Dit versnelt de wereldwijde inzet van nieuwe applicaties omdat onderdelen eerder digitaal dan fysiek kunnen worden verzonden. Het vermijdt ook internationale vrachtkosten en vermindert het transport, wat op zijn beurt de milieukosten verlaagt”, aldus González.