3D Druck – die nächste industrielle Revolution?

3D Druck – die nächste industrielle Revolution?
15.03.2017 kathrinkempf
3D print

Der US-Ökonom Jeff Rifkin war vor 3 Jahren überzeugt: „3D Druck wird die nächste industrielle Revolution“. Doch was ist seither passiert und welche Branchen schreiten bei der Integration von „additiven Druckverfahren“ in ihre Produktionsprozesse am schnellsten voran?

„If you can dream it, you can print it“, ist sich Siemens Führungskraft Thorbjoern Fors sicher. Das mag richtig sein. Können jedoch Produkte, die aus dem 3D Drucker kommen, mit herkömmlich hergestellten Teilen in Kosten, Qualität und erforderlichem Material gleichziehen? Was sind die Vorteile, die der 3D Druck Unternehmen bieten kann? Diesen Fragen ist iq! nachgegangen.

Consumer vs. Business Einsatz 3D Druck

Im Leben vieler Konsumenten ist der 3D Druck noch nicht angekommen. iq! berichtete in den vergangenen beiden Jahren mehrmals von Innovationen und Tests im Consumer Bereich, so z.B. von Fruchtgummis oder Nudeln aus dem 3D Drucker. Diese Versuche werden zwar weitergetrieben, haben jedoch noch kein wahrnehmbares Marktpotenzial erreicht. Ein weiteres Beispiel sind personalisierbare Laufschuhe von adidas oder Nike, die über 3D Druckverfahren hergestellt werden.  Auch sie sind noch nicht im Massenmarkt angekommen. Solche und ähnliche Beispiele gibt es viele. Es ist wichtig, dass Consumer Brands mit den neuen Möglichkeiten des 3D Drucks experimentieren. Jedoch ist es oft noch ein weiter Weg, bis sich diese Angebote bedeutendere Marktanteile sichern werden.

Etwas anders sieht es in Märkten wie Anlagen- und Maschinenbau, Arzneimittel und Medizintechnik oder Automotive aus. Hier wird oftmals unter Hochdruck versucht, die Potenziale des 3D Drucks auszuloten und umzusetzen. So betreibt beispielsweise Siemens eine eigene 3D Fabrik in Schweden, die z.B. Komponenten für Gasturbinenschaufeln herstellt. Diese werden bereits aktiv in Siemens Produkten eingesetzt.

3D Produktion von Gasturbinenteilen bei Siemens
Quelle: YouTube; Siemens Channel

General Electric kaufte vergangenes Jahr gleich zwei 3D Metall-Druckereien: die schwedische Arcam AB und die deutsche SLM Solutions Group. GE setzt additive Druckverfahren bereits ein, um Komponenten für Flugzeugmotoren herzustellen.

3D Produktion von Flugzeugmotorenkomponenten bei General Electric
Quelle: YouTube, GE Reports Channel

Auch Lastwagenhersteller MAN beschäftigt sich eingehend mit der additiven Fertigung von Ersatzteilen. Für seine Fahrzeuge geht das Unternehmen relativ lange (bis 35 Jahre) Lieferverpflichtungen für Komponenten ein. Der Transfer von Teilen der Ersatzteilproduktion auf 3D Drucker würde die Lagerhaltung reduzieren und Lieferzeiten von zwei bis drei Wochen auf fünf Tage verringern.

Vorteile 3D Druck

Der 3D Druck bietet eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Produktionsverfahren. Wir haben die wichtigsten zusammengestellt:

Bestehende Hürden 3D Druck

Trotz der bestechenden Vorteile gibt es – zumindest momentan – noch einige schwierige Aspekte, mit denen Anbieter und Verfechter von additiven Druckverfahren zu kämpfen haben:

  • Hohe Kosten: Für die Investition in Drucker sind teilweise hohe Kosten zu entrichten. Generell gilt: je kleiner das Bauteil und je komplizierter die Bauform, desto mehr rechnet sich der 3D Druck. Für die Massenproduktion ist das Verfahren oft noch zu teuer. Manche Experten glauben, dass es sich für bestimmte Produktionsprozesse nie rechnen wird.
  • Lange Druckzeiten: Insbesondere bei komplexeren Produkten sind die Druckzeiten pro Teil teilweise noch recht lang. Dies wird sich mit der Weiterentwicklung der Technologie verbessern. Momentan ist dies jedoch noch eine Hürde, die an vielen Stellen einen Ausbau des 3D Drucks verhindert
  • Sicherheitsbedenken und hohe Anforderungen an Teilequalität: In vielen Branchen sind die Standards hinsichtlich Qualität, Widerstandsfähigkeit und sonstigen Materialeigenschaften sehr hoch. Viele Unternehmen haben Zweifel, dass diesen Anforderungen durch 3D Druckverfahren standgehalten werden kann.
  • Festhalten an Wertschöpfungsketten, Prozessen und Produktionsabläufen: Der letzte Aspekt ist psychologischer und organisatorischer Art. Additive Produktionsverfahren greifen tief in die Abläufe eines Betriebs ein. Nicht nur in die Fertigung, sondern auch in die Forschung & Entwicklung, das Design, die Materialwirtschaft oder den Einkauf. Eine Umstellung zieht viele Veränderungen nach sich. Viele Unternehmen zögern, bewährte Strukturen zu verändern und auf neue, innovative Verfahren zu setzen.

Betroffene Branchen

Neben den Produzenten, die den 3D Druck aktiv einsetzen, sind weitere Branchen vom zunehmenden Einsatz der Technologie betroffen. Zum einen die Zuliefererindustrie. Additive Druckverfahren ermöglichen es dem produzierenden Gewerbe immer mehr, gewisse Dinge wieder im eigenen Unternehmen herzustellen. Allerdings haben Zulieferbetriebe die Möglichkeit, von den Vorteilen der neuen Drucktechnologien zu profitieren und diese an die Kunden weiterzugeben. Jedoch sollte sich die Zulieferindustrie in jedem Fall mit den Entwicklungen des 3D Drucks auseinandersetzen und die Konsequenzen für die eigene Branche analysieren.

Zum anderen wird die Transportbranche es merken, wenn wieder mehr Produktionsprozesse an einem Standort vereinigt und somit Transportwege kürzer werden. UPS beispielsweise hat die Notwendigkeit erkannt, sich mit den neuen Druckverfahren auseinanderzusetzen. Das Unternehmen investiert aktiv in 3D Druckkapazitäten und verlängert so den eigenen Teil der Wertschöpfung in die (On-Demand) Produktion hinein. Hier liegt die Chance für Transportunternehmen, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln und damit die mögliche Reduktion von Transportvolumina zu kompensieren.

Fazit

Die meisten Unternehmen setzen den 3D Druck heute insbesondere ein, um Entwicklungszeiten zu verkürzen. Über die neuen Druckverfahren lassen sich schnell Prototypen und visuelle Muster erstellen und anpassen. Nun beginnen jedoch Branchengrößen wie Siemens oder General Electric, Teile der Produktion über additive Druckverfahren zu steuern. Hier gibt es noch einige Hürden hinsichtlich Kosten, Produktionszeiten und die Einhaltung von Qualitätsstandards zu überwinden. Die Vorteile, die der 3D Druck hinsichtlich Kosten- und Ressourceneinsparungen mit sich bringt sind allerdings immens. Deshalb sollten Hersteller wie Zulieferer wie Transportunternehmen die Einsatzmöglichkeiten in ihren Marktsegmenten analysieren und bewerten.

Noch ist die neue industrielle Revolution über 3D Printing noch nicht da. Die technologische Weiterentwicklung der additiven Druckverfahren und die Investitions- und Innovationsbereitschaft der Unternehmen werde entscheidend dafür sein, ob und wann sie ins Rollen kommt.

 

 

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