Vorteile von Produktionsplattformen Wie 3D-Druck die Fertigung wirtschaftlicher macht

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Xometry Europe GmbH

PSI Software SE | Business Unit Discrete Manufacturing

Schnelle Marktveränderungen machen flexible Produktionsmethoden unverzichtbar. 3D-Druck bietet hier einige Vorteile. Plattformen wie Xometry ermöglichen Unternehmen aller Größen den Zugang zu dieser Technologie – ohne hohe Anfangsinvestitionen.

Die Nachfrage vieler Kunden ändert sich rasant, oft unter dem Einfluss von Social Media und E-Commerce. Um mithalten zu können, stehen Hersteller vor der Herausforderung, neue, flexible Prozesse und Technologien zu implementieren. Hier gewinnt der 3D-Druck zunehmend an Bedeutung, da Maschinen-, Format- und Ersatzteile effizienter und schneller hergestellt werden können. Besonders bei komplexen Bauteilen bietet diese Technologie oft ein günstigeres Preis-Leistungs-Verhältnis im Vergleich zu traditionellen Methoden. 

Die additive Produktion ermöglicht zudem neuartige Konstruktionslösungen. Zu den vielen positiven Effekten zählen die Optimierung des Designs, die bessere Absicherung von Lieferketten sowie technische Vorteile. Es ist also nicht mehr nur eine technologische Frage, ob 3D-Druck im Unternehmen eingesetzt wird. Zunehmend geht es auch um die Wirtschaftlichkeit des gesamten Betriebes. Der richtige Einsatz additiver Technologien kann die Effizienz gerade im produzierenden Mittelstand deutlich steigern.

Schnelle Entwicklung und sinkende Kosten im 3D-Druck

Dabei verläuft die Entwicklung rasant: Innerhalb von wenigen Jahren sind die Produktionspreise für 3D-Druckteile deutlich gesunken, was den Einsatz gegenüber traditionellen Methoden wie Spritzguss immer attraktiver macht. Gleichzeitig hat sich die Qualität der 3D-Druckteile signifikant verbessert. Vor allem in Verbindung mit geeigneten Nachbearbeitungsverfahren sind die Ergebnisse inzwischen hervorragend. 

3D-Druck ohne hohe Investitionskosten nutzen

Der Einsatz teurer Drucker ist oft gar nicht notwendig, denn auch in der Produktion setzt sich immer mehr ein Prinzip durch, das im Handel (Amazon) oder in der Mobilität (Uber) längst verbreitet ist: Die Plattform-Ökonomie, also die automatisierte Vermittlung von Aufträgen. Xometry, eine der größten Produktionsplattformen weltweit, zeigt dabei eindrucksvoll, wie dynamisch dieser Markt wächst: Xometrys Umsatz stieg im einem stagnierenden Marktumfeld allein im zweiten Quartal 2024 um 25 Prozent. Jährlich wächst das Unternehmen – unbeeindruckt von Wirtschaftskrisen – um etwa 30 Prozent, in Europa und Asien sogar um bis zu 81 Prozent.

Auftragsvergabe per Klick

Über eine Plattform können kleine und mittlere Unternehmen unkompliziert vom 3D-Druck profitieren. Ein CAD-Design genügt – nach Eingabe von Material, Menge und weiteren Spezifikationen wird in Sekunden ein Preisvorschlag erstellt. Gefällt dieser, vergibt der Einkäufer oder Entwickler den Auftrag per Klick an einen Betrieb, den die Maschine unter 2000 zertifizierten Zulieferern ermittelt hat. Auch Abwicklung und Versand erfolgen automatisch über die Plattform.

Moderne Einkaufsmöglichkeit für alle Branchen

Ingenieuren stehen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten offen, denn es werden hunderte Materialien und Dutzende von Technologien vermittelt – vom Blechschneiden bis zum neuesten 3D-Druck. Autohersteller bestellen über Xometry zum Beispiel Teile für ihre Produktionsanlagen, der Maschinenbau lässt spezielle Tools bauen, während die Elektronikbranche maßgeschneiderte Gehäuse für neue Produkte in Auftrag gibt.

Besonders wertvoll für Entwickler: Die Plattform berechnet Änderungen in kürzester Zeit. Ein anderes Material, eine neue Bearbeitungstechnik? Die Plattform liefert in Sekunden den entsprechenden Preis. Kein wochenlanges Warten mehr auf das neue Angebot, denn auf der Produktionsplattform lenken digitale Abläufe und Künstliche Intelligenz das Zusammentreffen von Herstellern und Firmen. Diese digitalisierten Verteilungsprozesse steigern die Effizienz der Beschaffung auf beiden Seiten.

Einstieg in die additive Serienfertigung

Obwohl der 3D-Druck zunächst vor allem für Prototypen genutzt wurde, ist das Spektrum mittlerweile wesentlich größer. Wer einige Regeln beachtet, kann inzwischen sogar in die additive Serienfertigung einsteigen. Die Vorteile der Technologie sind unstrittig: 3D-Druck bringt Tempo in Entwicklung und Produktion und ermöglicht damit eine schnellere Marktreife von Innovationen. Zudem sinken die Lagerkosten, wenn Bauteile On-Demand gefertigt werden. Vor allem Entwickler lieben die neue Freiheit in der Geometrie, die ihnen völlig neuartige Konstruktionen ermöglicht.

Materialien und Technologien im Überblick

Im 3D-Druck sind zwei Materialgruppen von Bedeutung: Kunststoffe, die mit FDM, SLS, SLA, Carbon DLS oder MJF verarbeitet werden, und Metalle, die über DMLS gedruckt werden können. Durch rasante technologische Fortschritte wie die chemische Glättung von TPU verbessert sich die Produktqualität kontinuierlich.

Beliebte Verfahren wie SLS und MJF, oft in Kombination mit dem Nylon PA12. Je nach Geometrie und weiteren Parametern sind beide Verfahren inzwischen ähnlich günstig und liefern auch vergleichbare Ergebnisse. Allerdings kann MJF keine Volumina drucken. Möglich ist eine Wandstärke bis etwa sieben Millimeter, darüber muss das Teil hohl geplant werden. Ohnehin sind aber die meisten 3D-Teile auf niedrigeres Volumen ausgelegt, da das geringe Gewicht eines der Hauptargumente für die additive Fertigung ist.

Metall-3D-Druck in High-Tech-Industrien

Ob Werkzeugbau oder Medizingeräte, Lager oder Halterungen: Gedruckt wird heute, was benötigt wird. Darunter auch Teile, die hohe Belastungen aushalten müssen. Dabei kommt es nicht nur auf die Auswahl der richtigen Materialien an. Auch Design, Druckereinstellung und Nachbearbeitung beeinflussen die Festigkeit additiv erstellter Bauteile.  

Aluminium, Kobalt-Chrom, Stahl, Edelstahl, Inconel, Titan: Drucken lassen sich auch viele Metalle. Daraus entstehen unter anderem Zahn- oder orthopädische Implantate, Gasturbinen, Druckgusswerkzeuge oder Ersatzteile für Autos. Meist werden dabei Legierungen verwendet, die den Materialien spezielle Eigenschaften geben. So enthält Al-Si10Mg neben Aluminium auch Silizium und Spuren von Magnesium sowie Eisen. Damit wird das Material gut leitfähig für Wärme und Strom. Sogar, und gerade, in der Luft- und Raumfahrt wird gerne gedruckt. Meist geschieht das mit einer Mischung aus Chrom, Nickel, Kupfer und Stahl (Edelstahl 17-4PH). Sie ergibt jene Zugfestigkeit und Steifigkeit, die in High-Tech-Industrien gefragt sind.