13.04.2022 – Kategorie: Produktionsprozesse

Expertenumfrage: 3D-Druck in der Serienfertigung

3D-Druck in der Serienfertigung

Verstärkt wird über 3D-Druck in der Serienfertigung gesprochen und die Möglichkeiten nehmen tatsächlich zu.

Trotzdem sollten Fertigungsunternehmen gut prüfen, ob es sich lohnt, jetzt mit eigenen „additiven Maschinen“ in den 3D-Druck in der Serienfertigung einzusteigen. Warum das so ist, und weitere Aspekte, erklären unsere Antwortgeber.


Unsere Fragen an die Experten

  1. Wie schnell und/oder nachhaltig kann eine additive Fertigung zu mehr Unabhängigkeit der Fertigung von globalen Lieferketten führen?
  2. Was sind die aktuellen Herausforderungen, wenn es um die Industrialisierung der additiven Fertigung geht?
  3. Welche Rolle spielen Dienstleister und/oder Kollaborationsplattformen bei der industriellen Einführung und Nutzung von additiver Fertigung?

1. Abhängigkeiten von traditionellen Fertigungsmethoden und globalen Lieferketten kann man deutlich verringern, indem man die Bauteile in der Nähe der Verbraucher 3D-druckt. Einer unserer Kunden konnte Ersatzteile in den entlegensten Teilen der Welt 3D-drucken – und das von seinem Büro aus, das Tausende von Kilometern entfernt ist. Möglich war das, weil er dabei einen klar definierten Prozess von Design, Simulation und additiver Fertigung umsetzte.

2. Die größte Herausforderung bei der additiven Fertigung besteht darin, die Bauteile für die additive Fertigung (AM) zu entwickeln und erfolgreich zu drucken. Die Kosten für Druck und Ausschuss sind ein weiterer begrenzender Faktor, wenn es darum geht, AM als Mainstream-Fertigungsmethode zu etablieren. Durch die frühzeitige Einführung von Design for Additive Manufacturing-Techniken (DfAM) kann der Bedarf an Stützstrukturen und damit das benötigte Material sowie der Ausschuss verringert werden, was die AM-Kosten weiter senkt. Der Einsatz von DfAM und Simulation im Produktentwicklungsprozess wird dazu beitragen, diese Herausforderungen zu meistern und AM zu einer ökonomisch interessanten Fertigungsmethode für die Industrie zu machen. Die KI-gestützte und unmittelbare Auswertung der Prozess-Daten hilft, die Qualitätssicherung zu vereinfachen.

3. Wir arbeiten mit vielen OEM und Zulieferern zusammen und entwickeln Prozesse für Ingenieurteams, um die additive Fertigung als wirtschaftliche Option für die Praxis zu etablieren. Dies beginnt mit der Identifizierung des 3D-Druckverfahrens sowie der Auswahl der Teile und reicht über das generative Design, der optimalen Ausrichtung des Bauteils, Minimierung der Supportstrukturen bis schließlich hin zur Simulation des 3D-Drucks, um die Herstellbarkeit vorherzusagen. Das Ziel ist klar: Ingenieuren zu helfen, möglichst effiziente Bauteile zu entwerfen, Fertigungsfehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben und so Produktentwicklungszeit und -kosten zu reduzieren.


1. Der wichtigste Vorteil der additiven Fertigung und von 3D-Druck in der Serienfertigung ist die schnelle Verfügbarkeit von Bauteilen. Durch dieses Verfahren wird das Fertigen beziehungsweise Drucken von Bauteilen direkt vor Ort möglich. Über den 3D-Druck kann physische Fracht durch digitale „Fracht“ ersetzt werden, denn Dateien sind global zwischen unterschiedlichen Standorten einfacher zu transferieren als Bauteile. Dateien sparen Lieferzeit gegenüber klassischen Herstellungsverfahren. Es fallen lediglich Druckzeiten an. Generell kann die additive Fertigung also zu mehr Unabhängigkeit von globalen Lieferketten führen, aber nicht ad-hoc.

2. Es gibt hier vier Hauptpunkte als Herausforderungen für die additive Fertigung: Erstens ist die Qualität der gedruckten Bauteile ist gegenüber den klassischen Herstellungsverfahren noch im Hintertreffen. Zweitens dauern die additiven Fertigungsprozesse im Vergleich noch zu lange. Drittens sind die Maschinenkosten noch teilweise zu hoch. Viertens sind derzeit meist keine Spritzgießgranulate im 3D-Druck verarbeitbar. Unser Freeformer bildet hier ein wichtiges Bindeglied. Viele qualifizierte Standardgranulate, wie sie auch im Spritzgießen Verwendung finden, können mit dem Kunststoff-Freiformen verarbeitet werden. Das wird den Wandel und ein Umdenken fördern.

3. Zur weiteren Industrialisierung sind Dienstleister für die Branche notwendig, da sie mit unterschiedlichen Konzepten und Verfahren arbeiten können, um individuelle Kundenlösungen mit der richtigen Maschine beziehungsweise Technologie und damit auch preis- und materialoptimiert anbieten zu können. Kollaborationsplattformen werden ebenfalls eine wichtige Rolle spielen, denn sie sind schon heute und in Zukunft noch verstärkt Treiber für schnelle Fortschritte und Umsetzung von Ideen.


3-Druck in der Serienfertigung: Gewagt, aber erfolgreich

Bild: Encee

1. Viele unserer Anwender und Partner haben in den aktuellen Krisen den Start in den 3D-Druck in der Serienfertigung gewagt und waren damit äußerst erfolgreich. Auch Bestandskunden, die zum Teil schon viele Jahre mit 3D-Druckern arbeiten, haben die Möglichkeit ergriffen, um die additive Fertigung noch stärker im Unternehmen zu verankern. Dabei konnten sehr viele Vorurteile aus der eher konservativen „Fertigungsszene“ widerlegt werden, da alle Beteiligten die Nachteile durch sensible globale Lieferketten zu spüren bekommen haben. Die additive Fertigung hat hier als „Retter in der Not“ durchaus überzeugen können.

2. Ich sehe da drei vorherrschende Herausforderungen: Konservative Entscheidungsträger, Unterschätzung bei Normung und Zertifizierung und die Produktions-Geschwindigkeit. Für alle genannten Herausforderungen bietet die additive Fertigung jedoch technische Lösungen auf höchstem Niveau. Diese benötigen natürlich einen hohen Beratungsaufwand und zum anderen auch noch eine Weiterentwickelung bei Technologien und Materialien. Ziel sollte sein, den Faktor Zertifizierung und Geschwindigkeit weiterhin positiv zu beeinflussen, um auch die Zweifler zu überzeugen.

3. Dienstleister spielen als verlängerte Werkbank und Technologiepartner eine wachsende Rolle. In der Masse der zur Verfügung stehenden Technologien ist eine professionelle und objektive Anwendungsberatung essentiell, um für die Bauteilgeometrie, Funktion und Losgröße das technisch und ökonomisch passende Verfahren auszuwählen. Der Technologiemix in den Produktionshallen der Dienstleister ist der entscheidende Punkt: So gelingt es ihnen, eine leistungsfähige verlängerte Werkbank bereitzustellen, die Spitzenlasten seiner Nutzer ausgleicht und Technologien bereithält, die nicht jedes einzelne Unternehmen in den eigenen Reihen vorhalten kann. Das senkt die Kosten auch seltener angewendeter Technologien und optimiert die Maschinenauslastung.


3D-Druck in der Serienfertigung
Bild: EOS

1. Die COVID-19-Pandemie und auch der Krieg in der Ukraine zeigen gerade die negativen Effekte der Globalisierung. Lieferengpässe können die strategisch wichtige wirtschaftliche Autonomie Deutschlands und Europas gefährden. Der Einsatz des industriellem 3D-Druck kann diesen Herausforderungen langfristig entgegenwirken. Er erhöht die Flexibilität von Fertigungen und Produktionsprozessen, reduziert so die einseitige Abhängigkeit von globalen Lieferketten und verringert Logistik-Aufwand. Der industrielle 3D-Druck kann die Herausforderungen globaler Lieferketten zwar nicht im Alleingang lösen, kann aber einen erheblichen Beitrag leisten. Über den „digitalen Zwilling“ verbindet der 3D-Druck in der Serienfertigung zudem die digitale mit der physischen Welt. So lassen sich Entwicklungsprozesse für neue Produkte beschleunigen, aber auch beispielsweise die Lagerhaltung von Komponenten und Ersatzteilen optimieren. Und das nachhaltig.

2. Wir tragen mit unseren Produktionsplattformen im Polymer- und Metallbereich schon heute erheblich zur Industrialisierung der additiven Fertigungssysteme an sich bei. Damit jedoch die Industrialisierung etwa einer ganzen Produktlinie vollumfänglich gelingt, bedarf es automatisierter Workflows. Also müssen sowohl die einzelnen beteiligten Systeme als auch die Kommunikation zwischen Ihnen automatisiert werden. EOS arbeitet an diesen Themen gemeinsam mit Partnern und Kunden. Beispielsweise im Polyline-Projekt mit Firmen wie BMW, Grenzebach und DyeMansion.

3. Dienstleister spielen seit jeher eine wichtige Rolle bei der Einführung und Nutzung der additiven Fertigung. Insbesondere dann, wenn Unternehmen erst langsam in die additive Fertigung einsteigen wollen und daher zunächst Dienstleister beauftragen, sie dabei zu unterstützen. Wir haben hier über die Jahre ein großes Netzwerk aufgebaut. Zudem haben wir Im Januar das End-to-End-Produktionsnetzwerk gegründet, das Start-Ups, Mittelständler und OEM mit zertifizierten Unternehmen für die additive Serienfertigung zusammenbringt. Erste Partner sind Prototal Industries und MT Aerospace.


1. Viele Unternehmen erkennen mittlerweile die Vorteile von 3D-Druck in der Serienfertigung und wissen um die Flexibilität und Unabhängigkeit, die die additive Fertigung ihnen bietet. Insbesondere in Zeiten globaler Versorgungsengpässe können diese Vorzüge Herausforderungen abfedern und für den Nachschub dringend benötigter Baugruppen sorgen. Auf dieser Basis hat sich der 3D-Druck zu einer Alternative zu anderen, traditionelleren Verfahren entwickelt. Hinsichtlich unserer Kapazitäten kommt hinzu, dass wir nah an unseren Kunden produzieren und diese bei der Bewältigung von Herausforderungen innerhalb der Lieferkette schnell, lokal und nachhaltig unterstützen können.

2. Mit Blick auf die Industrialisierung gibt es noch einige Herausforderungen. Insbesondere bei der Nachbearbeitung und den angeschlossenen E-Commerce-Systemen sind oftmals noch Lücken in der digitalen Prozesskette vorhanden. Wir haben daher eine intelligente E-Commerce-Plattform eingeführt, durch die Interessenten schnell und unkompliziert zu einer Machbarkeitsanalyse sowie weiterführenden Informationen gelangen.

3. Diese stellen ein wichtiges Bindeglied zwischen einer stellenweise eher konservativ eingestellten Industrie und neuen Fertigungsmethoden dar. Zugleich verfügen Dienstleister wie Protolabs über einen enormen, teils über Jahrzehnte aufgebauten Erfahrungsschatz zu den unterschiedlichen additiven Fertigungsmethoden. Wir sprechen hier immerhin von einer komplexen Methode der Fertigung – inklusive zahlreicher vor- und nachgelagerter Prozesse. Ohne die fachliche Expertise von Dienstleistern könnte die additive Fertigung die Industrie sicherlich nicht in dem Rahmen unterstützen, wie es aktuell der Fall ist – ganz zu schweigen von der tragenden Rolle, die der industrielle 3D-Druck in Zukunft noch einnehmen wird.


Automatisierung: Nicht überall möglich

Bild: Facturee

1. Viele hoffen mittels additiver Fertigung könnten wir die Re-Regionalisierung der Fertigung vorantreiben. Ein hoher Automatisierungsgrad und relativ geringe Lohnkostenanteile an den Produktionskosten lassen vermuten, dass mit diesen Verfahren auch Hochlohnländer wettbewerbsfähig produzieren und international unabhängiger werden könnten. Jedoch halte ich eine schnelle Unabhängigkeit allein durch 3D-Druck für unrealistisch. Neben ökonomischen Abhängigkeiten, die mit etablierten Verfahren verbunden sind, gibt es bei der additiven Fertigung technologische Restriktionen, die dem Einsatz in der Industrie noch enge Grenzen setzen.

2. Trotz beeindruckender Fortschritte gibt es im industriellen Kontext in vielen Fällen noch keine Alternative zu etablierten Fertigungstechniken wie der CNC-Bearbeitung. Das liegt auch an den Anforderungen an mechanische Eigenschaften, Toleranzen und Oberflächengüten. Hinzu kommen eine unübersichtliche Anzahl an Materialien und proprietären Fertigungsverfahren, die Konstrukteure häufig vor große Herausforderungen stellen. Es sorgt für Verunsicherung, wenn der Ingenieur nicht weiß, ob er am Ende auch das herausbekommt, was er möchte. Es besteht also noch ein großer Handlungsbedarf mit Blick auf Vereinheitlichung, Normierung und letztlich auch eine Konsolidierung des Marktes.

3. Plattformen mit breitem Fertigungsspektrum spielen eine Schlüsselrolle bei der Einführung und Akzeptanz von additiver Fertigung im industriellen Kontext. Sie sind weitgehend „technologieagnostisch“. Unser Vorgehen als Online-Fertigungs-Plattform ist so: Fragt der Kunde ein Bauteil an, das er als CNC-Teile konzipiert hat, das jedoch kostengünstiger 3D-gedruckt werden kann, weisen wir auf diese Möglichkeit hin und bringen dieses Unternehmen häufig erstmals in näheren Kontakt mit der additiven Fertigung.


Unsere Fragen an die Experten

  1. Wie schnell und/oder nachhaltig kann eine additive Fertigung zu mehr Unabhängigkeit der Fertigung von globalen Lieferketten führen?
  2. Was sind die aktuellen Herausforderungen, wenn es um die Industrialisierung der additiven Fertigung geht?
  3. Welche Rolle spielen Dienstleister und/oder Kollaborationsplattformen bei der industriellen Einführung und Nutzung von additiver Fertigung?

Bild: Gewo3D

1. Die additive Fertigung und der 3D-Druck in der Serienfertigung ist kein Allheilmittel, um Abhängigkeiten von globalen Lieferketten komplett zu verhindern. Denn Lieferschwierigkeiten und hohe Preise bei Materialien wirken sich auf alle Fertigungsverfahren aus. Wollen Entscheider Lieferzeiten verkürzen, indem sie eine konventionelle Fertigung ad-hoc durch einen additiven Fertigungsprozess ersetzen, müssen sie zudem berücksichtigen, dass noch zusätzlicher Entwicklungsaufwand erforderlich ist, um die Bauteile für die additive Fertigung umzukonstruieren. In den wenigsten Fällen macht es Sinn, ein für den Fräsprozess konzipiertes Bauteil unverändert additiv zu fertigen.

2. In den letzten Jahren wurden in der Industrie oft Erwartungen an die additive Fertigung geweckt, die nicht gehalten werden konnten. In der jüngeren Vergangenheit haben die additiven Technologien jedoch bei Qualität, Geschwindigkeit und Materialspektrum gewaltig zugelegt. Die Herausforderung besteht nun darin, das teilweise verlorene Vertrauen der Industrie in die additive Fertigung wieder zurückzugewinnen.

3. Solche Plattformen sind sehr interessant für Firmen, die sich überlegen, Maschinen zur additiven Fertigung in Ihr Unternehmen zu holen, weil sie so mit relativ geringem Finanziellen Aufwand verschiedene Anbieter und Drucktechnologien auf ihre Tauglichkeit testen können. Für neue Druckmaschinenhersteller und -händler bietet es die Möglichkeit, Maschinen und Technologien einem breiten Publikum zu präsentieren. Das erleichtert den Markteinstieg.


Bild: Mark3D

1. Die Industrie ist aktuell von Lieferengpässen bedroht und die Teilebeschaffung in vielen Bereichen eine Herausforderung. Die additive Fertigung kann sofort zu mehr Unabhängigkeit führen. Einige Unternehmen lassen Bauteile nicht mehr zentral fertigen, sondern versenden nur noch die druckfertigen Datensätze, um On-Demand vor-Ort additiv zu fertigen. Keine Lieferzeit, keine Transportwege, keine Lagerhaltung, sondern mannlose Fertigung dort, wo die Bauteile gebraucht werden. Additive Fertigung ist nachhaltig, ressourcenschonend und weniger schädlich für die Umwelt. Wir haben zahlreiche Kunden, die dieses Konzept bereits heute so umsetzen.

2. Die größte Herausforderung ist die Bereitschaft, additive Fertigung und 3D-Druck in der Serienfertigung zu nutzen. Die additive Fertigung ist keine Zukunftstechnologie, sondern bereits heute eine etablierte Gegenwartstechnologie. Es gilt, bestehende Prozesse und Technologien zu hinterfragen, damit additive Fertigung erfolgreich eingesetzt werden kann.

3. Dienstleister erfüllen eine wichtige Rolle, denn gut aufgestellte Dienstleister haben bereits heute Kompetenz in mehreren additiven Fertigungstechnologien aufgebaut. Sie können dem Anwender, die für seine Applikation ideale 3D-Druck-Technologie anbieten und das volle Potential ausschöpfen. Kollaborationsplattformen haben sicher auch ihre Daseinsberechtigung, solange es um Bauteile geht, die wirklich nur gefertigt werden müssen. Wenn es dem Anwender um Beratung geht, um die richtige Technologie zu finden, schlagen sie sich weniger gut.


3D-Druck in der Serienfertigung: Nachhaltig und kostengünstig

Bild: Replique

1. Additive Fertigung (AM) hat den großen Vorteil, dass keine Formen oder Werkzeuge benötigt werden. Das erlaubt es, nur die Teile zu drucken, die tatsächlich benötigt werden. Dadurch schont der 3D-Druck in der Serienfertigung Ressourcen und vermeidet Abfall. Darüber hinaus kann additive Fertigung dezentral weltweit genutzt werden. Jedoch benötigt man dazu Zugriff auf ein weltweites, qualifiziertes Netzwerk von Lieferanten, das in der Lage ist, in der nötigen Qualität zu fertigen. Zudem ist es wichtig, die entsprechenden Teile vor Eintreten der Bedarfssituation für AM qualifiziert zu haben – passendes Material, passende Druckertechnologie und Druckparameter sollten feststehen, idealerweise wurden Testdrucks und Anwendungstests durchgeführt. Wer nicht selbst die nötigen Kompetenzen im Hause hat, kann hier mit Partnern wie uns arbeiten. Wir bieten ein digitales Warenlager und ein globales Drucknetzwerk.

2. Zum einen muss die Qualität der Bauteile und Zertifizierung der Materialien, Prozesse und Bauteile für bestimmte Industrien wie Medizintechnik, Luftfahrt oder im Lebensmittelbereich gewährleistet sein. Die Qualität der Bauteile muss auch bei wiederkehrender Produktion oder dezentraler Produktion gleichbleibend sein. Darüber hinaus müssen die Prozesse dem industriellen Standard entsprechen. Die Qualitätsdokumentation beispielsweise treibt aktuell viele Anwender um.

3. Um flexibel zu sein und weltweit agieren zu können, spielen Dienstleister und Plattformen eine ganz entscheidende Rolle. Zwar ist der Aufbau von eigener Kompetenz im Bereich Additiver Fertigung grundsätzlich zu empfehlen, allerdings ist das Angebot in der Additiven Fertigung stark fragmentiert. Wenn man Standorte, Technologien, Nachbearbeitung und Materialien in der additiven Fertigung miteinander multipliziert, dann ergibt sich eine beeindruckende Anzahl an Möglichkeiten. Das macht es für viele Unternehmen aktuell schwierig, mit den Entwicklungen der Technologien Schritt zu halten und optimale Bauteile für AM zu entwickeln. Die Zusammenarbeit mit Dienstleistern, insbesondere über Plattformen, die dieses Angebot bündeln, ermöglicht es hingegen, am Puls der Zeit zu sein und die Kapazitäten zur Verfügung zu haben, die man gerade braucht.


3D-Druck in der Serienfertigung
Bild: Stratasys

1. Wir geben aktuell viel Geld dafür aus, Teile um die Welt zu transportieren – auf Schiffen, in Zügen, mit Flugzeugen – zu Orten, an denen sie schließlich zusammengebaut werden. Danach werden sie aufwendig zu den Verbrauchern geschickt. Wenn Lieferketten schwächeln, ist der Hersteller im Vorteil, der weniger stark von externen Zulieferern abhängig ist. Dies rückt die additive Fertigung (AM) und den 3D-Druck in der Serienfertigung in den Fokus, da sie es Unternehmen ermöglicht, ihre Flexibilität und Eigenständigkeit zu erhöhen. Heute nutzen Unternehmen wie Siemens Mobility ein digitales Inventar für Zugersatzteile, das es ihnen ermöglicht, Teile wie Stoßstangen, Scharniere und Kühlergrills bei Bedarf innerhalb weniger Tage zu drucken.

2. Trotz dass die additive Fertigung Boden gegenüber traditioneller Fertigung gutgemacht hatte, war sie in der Praxis lange auf Kleinserien beschränkt. Wir beobachten nun neue Technologien, wie die Selective Absorption Fusion (SAF), die es schaffen, die Vorteile additiver Verfahren auf einen großen Maßstab zu übertragen. Hersteller können damit Zehntausende von Endverbrauchsteilen auf einem Qualitätsniveau herstellen, wie sie es vom Spritzguss gewohnt sind. Und das zu wettbewerbsfähigen Kosten. Das löst konkret Lieferkettenprobleme: Das Unternehmen Götz Maschinenbau nutzte additive Fertigung, um für den laufenden Betrieb eines Kunden nötige Maschinenabdeckungen zu liefern, die auf dem Containerschiff „Ever Given“ im Suezkanal feststeckten.

3. Dienstleister und Kollaborationsplattformen spielen eine wesentliche Rolle bei der industriellen Einführung von additiver Fertigung. Wir beobachten einen Übergang von traditionellen Dienstleistern zu Online-Kollaborationsplattformen, die die Fertigungsgemeinschaft mit einem Netzwerk von AM-Spezialisten und aktuellen Technologien verbinden. Diese Art von dezentralen AM-Ökosystemen erweitert die Möglichkeiten des 3D-Drucks, die den Nutzern zur Verfügung stehen, und fördert letztlich eine bessere Ressourcennutzung, einen effizienteren Produktionsprozess und mehr Geschäftsmöglichkeiten.


Unsere Fragen an die Experten

  1. Wie schnell und/oder nachhaltig kann eine additive Fertigung zu mehr Unabhängigkeit der Fertigung von globalen Lieferketten führen?
  2. Was sind die aktuellen Herausforderungen, wenn es um die Industrialisierung der additiven Fertigung geht?
  3. Welche Rolle spielen Dienstleister und/oder Kollaborationsplattformen bei der industriellen Einführung und Nutzung von additiver Fertigung?

1. Die additive Fertigung und der 3D-Druck in der Serienfertigung kann hier Teil der Lösung sein. Allerdings kommt es auf die Art der Wertschöpfung an, die für Bauteile beispielsweise aus Metall, auch sehr umfangreich sein kann. Ein fliegendes Bauteil – also ein Teil für die Luftfahrt – erfordert neben der additiven Fertigung sowie der zerspantechnischen Veredelung noch weitere Spezialprozesse, die im ungünstigsten Fall über ein internationales Partnernetzwerk abgebildet werden müssen.

2. Die additive Fertigung muss besser in Aus- und Weiterbildungskonzepte eingearbeitet und harmonisiert werden. Wir haben hierzu eine Zusatzqualifikation AM sowie zwei Zertifikatslehrgänge gemeinsam mit der DIHK ins Leben gerufen. Auf einem vernünftigen Weg befindet sich die nationale und internationale Standardisierung. Die Industrialisierung sollte weiterhin mit staatlichen Fördergeldern beschleunigt werden, um die gute Ausgangssituation Deutschlands für die Zukunft abzusichern.

3. Nach Jahren der Euphorie hält nun der Pragmatismus Einzug in die Industrialisierung des 3D-Drucks. Erfahrene Dienstleister spezialisieren sich auf die jeweils sinnvollen Technologien und Industrien. Viele OEMs vertrauen bei der additiven Fertigung aktuell auf diese „Experten“. Sie haben den Zeitpunkt, zu dem sie selbst nennenswerte Wertschöpfung durch additive Fertigung im eigenen Haus anstreben, nach hinten geschoben. Denn durch die rasende technologische Weiterentwicklung der Verfahren werden die aktuellen Maschinensysteme in fünf Jahren bereits wieder veraltet sein und es steht dadurch auch uns weiter eine investitionsreiche Zeit in additive Fertigungstechnologien bevor. Kollaborationsplattformen erleben derzeit einen starken Hype. Wir erwarten hier eine Bereinigung: Qualität und Kommunikationsweise werden eine entscheidende Rolle spielen. Aus unserer Sicht sind Plattformen im Vorteil, die einen direkten Kontakt zwischen Auftraggeber und -nehmer erlauben – bei einer komplexen Wertschöpfung wie dem industriellen 3D-Druck ist dies essentiell.


3D-Druck in der Serienfertigung
Bild: Trumpf

1. Das Potenzial von Additive Manufacturing (AM) und 3D-Druck in der Serienfertigung, sich von globalen Lieferketten unabhängig zu machen, ist riesig. Wir können mit den Verfahren die Lieferketten überdenken und nachhaltig verbessern. Anstatt ein komplexes Bauteil aus mehreren Einzelstücken zu fertigen, lässt es sich mit AM zum Beispiel oft „am Stück“ drucken. Anwender brauchen zudem bei Designänderungen keine neuen Werkzeuge beschaffen. Das vereinfacht die Lieferkette weiter. Anwender unserer Anlagen haben zudem die Möglichkeit, ihr Pulver bei unseren zahlreichen internationalen Partnern vor Ort zu kaufen und so ihre Lieferkette zu verkürzen.

2. Die Anlagen für die additive Fertigung haben in den letzten Jahren enorme Fortschritte bei der Zuverlässigkeit und Performance gemacht. Dadurch lassen sich die Kosten für Bauteile reduzieren und neue Anwendungsfelder erschließen. Eine der größten Herausforderungen bei der weiteren Industrialisierung von AM liegt im Software-Bereich. Am Markt gibt es zahlreiche Angebote für AM-gerechtes Design. Diese bilden jedoch oft nicht die vollständige Prozesskette ab – von der Datenvorbereitung für die Maschine bis zur Nachbearbeitung. So entsteht ein Bruch, der zu Problemen führen kann, etwa höhere Teilekosten. Für die Industrialisierung von AM steht bei uns daher weiterhin der Mitarbeiter im Vordergrund. Wir bieten Programme und Schulungen für das Konstruieren „in 3D“ an und befähigen die Mitarbeiter, den Fertigungsprozess ganzheitlich zu optimieren – vom Pulver bis zum fertigen Teil, teilweise mithilfe von künstlicher Intelligenz.

3. Gerade bei noch recht jungen Technologien wie der additiven Fertigung spielen Dienstleister eine wichtige Rolle. Sie ermöglichen Unternehmen den Einstieg in die Technologie, indem sie Prototypen erstellen, Kleinserien liefern und sie Schritt für Schritt an die Technologie heranführen. Dienstleister und Unternehmen, die in den 3D-Druck einsteigen wollen, profitieren besonders von der Flexibilität unserer Anlagen. Die Anlagen zeichnen sich durch ihre einfache Handhabung aus, gehören aber gleichzeitig zu den produktivsten ihrer Klasse. So ist vom Einzelteil bis zur wirtschaftlichen Serienfertigung alles möglich.


3D-Druck in der Serienfertigung
Bild: TÜV Süd

1. Damit eine höhere Resilienz erzielt werden kann, müssen die „Übergabepunkte“ sowie die „Voraussetzungen“ der Lieferkettenteilnehmer verlässlicher gestaltet werden. Eine Grundlage dieser Verlässlichkeit ist die standardisierte Prüfung von Prozessen und Inhalten entlang der Wertschöpfungskette. Diese Prüfung stellt sicher, dass grundsätzliche Voraussetzungen, wie Datenkonsistenz, operative Mindeststandards und vieles mehr eingehalten werden und zur Verfügung stehen. Hierzu gehören auch Lieferanten- und Qualitätsaudits auf deren Basis eine Aussage zur Wertschöpfungshöhe getätigt werden kann.

2. Neben der technischen Weiterentwicklung einzelner Disziplinen – wie beispielsweise der Materialeigenschaften oder Drucktechnologien – ist das stabile und verlässliche Zusammenspiel einzelner Wertschöpfungselemente eine Kern-Herausforderung. Hierzu zählt die Schaffung einer operativen Grundlage, die den „human factor“ und technologische Produktionsgrundlagen berücksichtigt und standardisiert. Im Ergebnis verändert sich die Sicht – weg von technologischen Einzelaspekten und Fähigkeiten hin zu Applikationserfordernissen und abgeleitet zu „Enablern“, die eine nachhaltige Reproduzierbarkeit sicherstellen und die Etablierung alternativer Produktionsmethoden ermöglichen. Den Rahmen hierzu bilden Normen und Standards, die in unterschiedlicher Konstellation abrufbar und einsetzbar sind.

3. Da additive Fertigung und 3D-Druck in der Serienfertigung noch eine junge Technologie ist, haben Dienstleister und Plattformen eine sehr wichtige Rolle. Zum einen helfen sie bei Wissenstransfer, Ausbildung und Akzeptanz. Zum anderen sind sie ein essenzieller Baustein in der Industrie für die großen OEM, die zwar die Vorreiter neuer Technologien sind, aber bei der industriellen Umsetzung alles an Dienstleister weitergeben.

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