Gastkommentar: Die Industrie 4.0 gemeinsam gestalten

Bei der Diskussion des WEF ging es um die Notwendigkeit einer verstärkten Kooperation und Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, besonders im Hinblick auf die gemeinsame Nutzung technischer Fortschritte. Stephen Dyson, Leiter von Industrie 4.0 bei Proto Labs, betrachtet in diesem Komentar, welche Rolle die digitale Fertigung und Unternehmen wie Proto Labs bei der vierten industriellen Revolution einnehmen werden.

Globale Führungskräfte aus Wirtschaft und Politik sind zu Beginn des Jahres 2017 zum alljährlichen Weltwirtschaftsforum (WEF) im schweizerischen Davos zusammengekommen, um die industriellen Weichen für das kommende Jahr zu stellen. Besprochen wurde unter anderem, wie man sich am besten auf die Auswirkungen der vierten industriellen Revolution vorbereitet, die Professor Klaus Schwab, dem Gründer und Präsident des Weltwirtschaftsforums zufolge die Art und Weise, wie wir leben, arbeiten und miteinander in Beziehung stehen fundamental verändern wird.

Wandel in der Industrie

Die jüngsten Anwendungen der digitalen Fertigung beweisen, wie die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Fertigung zu erheblichen Fortschritten in den betreffenden Branchen führen kann.

So nutzt beispielsweise der Gesundheitssektor 3D-Drucktechniken zur Unterstützung innovativer Entwicklungen in der Medizinbranche, wie zum Beispiel 3D-gedruckte Gliedmaßen und Haut. Bei der Herstellung individuell gefertigter Aluminium-Gelenkgehäuse für ein angetriebenes Exoskelett greift die University of Houston auf die CNC-Bearbeitung zurück, bei der automatisierte Software zur Steuerung von Hochgeschwindigkeitsfräsen und -drehmaschinen zum Einsatz kommt.

Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie digitale Fertigungstechnologien eingesetzt werden können, um Unternehmen zu mehr Nachhaltigkeit zu verhelfen, besonders wenn diese in zunehmendem Maße Emissions- und Effizienzziele erreichen müssen.

Beispiele für Best Practices

Aufgrund der nahezu unendlichen Vielzahl an Objekten – und deren Varianten– die sich mit dem 3D-Druck herstellen lassen, muss jetzt nur noch ein kleiner Produktbestand vorrätig gehalten werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass für den Bau komplexer Teile exakt identische Materialmengen verwendet werden, wodurch Überschuss und Abfall minimiert werden. Dadurch wird die Produktion von Prototypen und Teilen optimiert, was zu einer effizienten globalen Lieferkette führt und schließlich zu einer weniger abfallintensiven und nachhaltigeren Arbeitsweise beiträgt.

Branchen wie die Automobil- oder die Luft- und Raumfahrtindustrie haben digitale Fertigungstechniken als „Best Practice“ aufgegriffen, um positive, nachhaltige Ergebnisse in ihrem Produktionszyklus zu erzielen.

Angesichts strenger EU-Vorschriften zur Verringerung von Kohlenstoffemissionen versuchen Hersteller in der Automobilindustrie, die Effizienz von Fahrzeugen zu steigern, indem sie ihr Gewicht – oft nur um wenige Gramm – reduzieren. Hierfür greifen sie auf die neuesten Design- und Fertigungsmethoden zurück, um neue Werkstoffe zu entwickeln und anschließend die Auswirkungen auf die Gewichtsreduktion durch einen iterativen Prozess bei der Prototypenherstellung zu testen.

Fortschritte in der Fertigungstechnik helfen auch Luftfahrtunternehmen bei ihren Bemühungen, das Gewicht und die Emissionen von Flugzeugen zu reduzieren, die Frachtkapazität zu steigern und den Passagierkomfort insgesamt zu verbessern.

Je kleiner, leichter und effizienter Flugzeuge und ihre Komponenten werden, umso komplexer wird die Geometrie dieser Teile. Durch den Einsatz des 3D-Drucks kann die Komplexität reduziert werden, besonders dann, wenn mehrere Teile gleichzeitig gedruckt werden müssen und anspruchsvolle Abmessungstoleranzen erfordern.

Chancen und Herausforderungen

Ein Umdenken ist notwendig, wenn Unternehmen die Chancen, die ihnen die vierte industrielle Revolution bietet, optimal nutzen wollen.

Die Technik entwickelt sich rasant weiter und ändert dabei die Art und Weise, wie Einzelpersonen und Unternehmen miteinander Geschäfte tätigen. Egal ob es darum geht, Kosten einzusparen, die Effizienz zu steigern oder Industrievorschriften zu erfüllen:  Es ist wichtig, dass Unternehmen miteinander kooperieren, zusammenarbeiten und die Vorteile digitaler Fertigungstechnologien miteinander teilen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.