Shell wil digitale magazijnen en gedistribueerd AM

SHELL 3D PRINT NIET MEER LEVERBARE VERVANGINGSONDERDELEN

Een onderhoudsproject aan een meerboei voor de kust van Nigeria heeft Shell nog meer overtuigd van de meerwaarde die 3D printen kan bieden als obsolete parts vervangen moeten worden. Poly Products heeft de afdekplaten van de meerboei geprint. Uiteindelijk kan een 3D printstrategie echter niet zonder gedistribueerd productiemodel, zegt Angeline Goh, 3D Printing Technology Manager bij Shell.

Toen de polymeer afdichtingsdeksels van een afmeerboei bij een offshore installatie van Shell Nigeria aan vervanging toe waren, bleken deze niet meer leverbaar. De original equipment manufacturer (OEM) produceerde de onderdelen niet langer. Deze covers zijn niet kritisch, maar vervullen wel een belangrijke functie. Een goede passing van de trapeziumvormige afdekplaten is belangrijk. Het enige alternatief leek te zijn het gehele metalen samenstel waarop de kunststof deksels zijn bevestigd, te vervangen. Dit zou niet alleen duur zijn, maar ook riskante zware hijs- en hefwerkzaamheden buitengaats met zich meebrengen en de offshore-installatie zou moeten worden stilgelegd.

Doorlooptijd van 16 weken te lang

De doorlooptijd voor een dergelijk project is doorgaans 16 weken, terwijl het regenseizoen in Nigeria net voor de deur stond. Het maken van een mal was ook om deze reden geen haalbaar alternatief, nog los van de kosten voor de zes afdekplaten die nodig waren. Omdat het lokale Shellteam in Nigeria al ervaring had met 3D printen, legde het de vraag voor aan de experts van Shell Energy Transition Campus Amsterdam (ETCA): is 3D printen een haalbare optie? In haar Technology Centres in Amsterdam en Bangalore ontwikkelt Shell al meer dan 10 jaar toepassingen voor additive manufacturing en onderzoekt ze de mogelijkheden van de technologie. Omdat er in het Afrikaanse land geen geschikte 3D-printcapaciteit beschikbaar was, ging de voorkeur uit naar het printen van de onderdelen in Nederland. In het project in Nigeria hebben lokale medewerkers de afdekplaten gescand. Deze bestanden zijn door de ingenieurs van Poly Products in Nederland samen met de projectmanager van Shell verder gereverse-engineered tot een printbaar 3Dbestand. Het hele project bij Poly Products had een doorlooptijd van ongeveer twee weken, van scannen, reverse-engineering, tot het 3D printen van de afdekplaten in vezelversterkt PETG en het afwerken met een glasvezellaag om ze absoluut waterdicht te maken. "Deze korte doorlooptijd was erg belangrijk in dit project," benadrukt Angeline Goh. De kunststof deksels zijn geprint met de CFAM Prime 3D printer van het Nederlandse bedrijf CEAD. Het printbed van 4 bij 2 meter is groot genoeg om de afdekplaten, elk een halve meter lang, te printen.

SHELL SCHAT DATINDIT SPECIFIEKE GEVALHET3D PRINTEN 90% GOEDKOPER IS GEWEEST DAN DE ALTERNATIEVE OPLOSSING

Het vervangen van deze verouderde onderdelen door 3D geprinte onderdelen leverde een aanzienlijke kostenbesparing op. Shell schat dat in dit specifieke geval het 3D printen 90% goedkoper is geweest dan de alternatieve oplossing, het vervangen van de volledige bovenstructuur van de meerboei. "En dat is zonder de kosten van het stilleggen van de offshore-installatie. Dat hadden we wel moeten doen als we het hele systeem op zee hadden moeten vervangen”, zegt Angeline Goh. Voor Shell onderbouwt deze use case dan ook haar visie om in de toekomst over te stappen naar digitale magazijnen. In plaats van fysieke vervangingsonderdelen op te slaan, wil Shell 3D bestanden digitaal opslaan. Daarom werkt het bedrijf nauw samen met partners in de hele toeleveringsketen in de industrie - van eindgebruikers, certificeringsinstanties tot gespecialiseerde printshops en OEM's - om wereldwijd aanvaarde technische standaarden te definiëren.

Decentraal productienetwerk

Op termijn wil het energieconcern toe naar een wereldwijd netwerk van gekwalificeerde bedrijven, zowel OEM’s als servicebedrijven. 3D printen moet namelijk, vindt Angeline Goh, dichtbij de eindgebruiker gebeuren. Anders blijft het risico op vertraging bestaan bijvoorbeeld door douane-inklaring, blokkades van vaarwegen of pandemie-gerelateerde lockdowns. "Je kunt geen 3D-printstrategie hebben waarbij je optimaliseert en produceert in de wereldwijde fabriek. Je zou zeer kwetsbaar blijven in je lange toeleveringsketen om je onderdelen bij je eindgebruiker te krijgen, en je ecologische voetafdruk zou hoog blijven. Daarom kijken we expliciet naar gedistribueerde productie. Om deze visie in realiteit om te zetten, is een gezamenlijke inspanning nodig met al onze partners in de toeleveringsketen.”

Wanneer gaat Shell 3D printen?

Er zijn drie scenario's waarin Shell 3D printen inzet voor vervangingsonderdelen. Een daarvan is wanneer het onderdeel verouderd is en Shell geen IPrechten schendt bij reverse engineering. Bovendien moet het printwerk gedaan kunnen worden door 3D printshops. Dat was dus in de Nigeriaanse case het geval. Een tweede scenario is dat vooraf met OEM’s wordt samengewerkt aan het digitaliseren van reserveonderdelen. Er wordt een portfolio opgebouwd en de OEM 3D print zelf. Een derde scenario geldt voor noodgevallen. Dan kan de OEM 3D printen of als er geen intellectueel eigendomsrecht in het geding is, 3D print Shell de onderdelen zelf.