3D-Druck – eher Evolution als Revolution

von Ralf Steck

Teil 2: Vom „Heute“ ins „Morgen“

Im ersten Teil des Blogbeitrags wurde anhand dreier Thesen gezeigt, was der 3D-Druck kann und was nicht. Das entscheidet am Ende auch darüber, in welchen Branchen und Szenarien Revolutionen stattfinden und wo 3D-Druck und Rapid Prototyping eher ergänzend eingesetzt werden. Um zwischen realistischen und „gehypten“ Anwendungen zu unterscheiden, wollen wir aktuell umgesetzte 3D-Druck-Szenarien untersuchen und fortschreiben. Hier vier Szenarien, die exemplarisch zeigen, wo 3D-Druck die Welt verändert und wo nicht:

Anwendung 1: Teurer 3D-Druck, aber große Vorteile

Ein gutes Beispiel sind die Einspritzdüsen für Jettriebwerke, von denen GE Aviation ab 2018 jährlich 40.000 Stück drucken will: Die Innenform dieser Düsen macht sie konventionell kaum zu fertigen, sie wurden bisher aus mehr als 20 Teilen zusammengesetzt. Die 3D-gedruckten Düsen sparen 19 Prozent Kerosin und sind 25 Prozent leichter. Diese beiden Vorteile überwiegen die hohen Herstellungskosten bei weiten, deshalb lohnt sich die Massenfertigung in diesem Fall.

Fazit: Die Gestaltungsfreiheit, die der 3D-Druck bietet, kann die hohen Kosten aufwiegen, wenn die Vorteile groß genug sind. Es wird also in Zukunft möglich sein, Optimierungen weiter zu treiben als bisher, weil die Einschränkungen, die die Fertigungstechnik mit sich bringt, überwindbar geworden sind.

Anwendung 2: Individualisierung

Beim 3D-Druck ist es kaum größerer Aufwand, leicht unterschiedliche Teile zu drucken, als identische. So ist es möglich, Produkte durch 3D-gedruckte Gehäuseteile zu individualisieren, beispielsweise werden schon heute Handyhüllen aus dem 3D-Drucker mit dem Namen des Besitzers oder einem Relief auf der Rückseite angeboten. Hier bietet der 3D-Druck eine zusätzliche, einzigartige Produkteigenschaft. Eine weitere Anwendung für individuelle Druckteile ist die Medizin, inzwischen werden Gebissbrücken und Zahnkronen im industriellen Maßstab auf 3D-Druckern hergestellt.

Fazit: Die Losgröße ist im 3D-Druck eine zu vernachlässigende Größe, der Skaleneffekt, der große Serien preiswerter macht als kleine, tritt nicht ein. Die Konsumenten erwarten individualisierte Produkte und der 3D-Druck liefert sie – an dieser Stelle erschließt die Technologie ganz neue Geschäftsmodelle.

Anwendung 3: Einfachere Logistik

Boeing unterhält in Everett in den USA eine riesige Fabrikationshalle, in der die Verkehrsflugzeuge des Konzerns montiert werden. Fehlt ein Teil, weil ein Zulieferer nicht liefern kann oder will, steht die Fertigung komplett – man kann eine 767 nicht einfach zur Seite schieben und mit der nächsten anfangen. Hier macht es natürlich Sinn, bis zu einer bestimmten Bauteilgröße und je nach Sicherheitsrelevanz des Bauteils sozusagen als Backup die Möglichkeit zu haben, Teile vor Ort zu drucken. Diese werden sehr viel teurer sein als die Teile des Lieferanten, aber die Verhinderung eines Montagestopps steht hier im Vordergrund.

Fazit: Wenn die Logistik teurer ist als der „3D-Druck-Aufschlag“ oder wenn es darum geht, Logistikketten zu kürzen, bieten sich große Chancen.

Anwendung 4: Der Nudeldrucker

Nudelhersteller Barilla erregte 2015 Aufmerksamkeit mit einem 3D-Drucker, der Nudeln drucken soll. Angesichts der langen Druckzeiten macht es dabei kaum Sinn, jede Nudel einzeln zu drucken. Würde man dagegen individualisierte Mundstücke für eine Nudelpresse drucken, könnte man die Vorteile des 3D-Drucks ausnutzen. Wie beschrieben: Massenfertigung mit 3D-Druck macht keinen Sinn, Individualisierung dagegen sehr.

Fazit: Man sollte schon an der richtigen Stelle ansetzen mit der Individualisierung, um den 3D-Druck richtig einzusetzen. Die neue Technologie erfordert – und ermöglicht! – neue Konstruktionsansätze und Gestaltungsmöglichkeiten. Diese müssen jedoch erst einmal erkannt und umgesetzt werden.

Supply Chain Transformation durch 3D-Druck

Soll der 3D-Druck optimal genutzt werden, erfordert dies ein Umdenken der Konstrukteure. 3D-Druck ermöglicht es, sich von den Einschränkungen der Fertigung freizumachen und erst einmal die optimale Lösung zu suchen. Im zweiten Schritt kann man dann entscheiden, ob die Kompromisse, die herkömmliche Fertigungstechnologien erzwingen, gangbar sind oder kompromisslos auf den 3D-Druck gesetzt werden soll.

Die Beispiele und die im ersten Teil des Beitrags genannten Fakten zeigen eindringlich: 3D-Druck wird bestimmte Bereiche revolutionieren, andere vielleicht gar nicht berühren. Und das Know-how spezialisierter Zulieferer ersetzt er sicher nicht. Die Supply Chain wird noch lange existieren – aber sie wird an vielen Stellen anders aussehen.



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Über den Autor

  • Ralf Steck

    Ralf Steck ist Maschinenbau-Ingenieur, freier Fachjournalist, Autor, Moderator und Speaker. Er bloggt auf www.EngineeringSpot.de über Soft- und Hardware für die digitale Produktentwicklung und bastelt an seiner Freizeit an 3D-Druckern, seiner CNC-Fräse und Oldtimern.

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