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18 Jun 2015

Ist der 3D Druck die Revolution in der Industrieproduktion?

Fans der Sci-Fi-Serie Star Trek dürften den Replikator kennen. Als festes Inventar auf den Raumschiffen der Sternenflotte materialisiert dieses Gerät auf Befehl jeden beliebigen, in der Schiffsdatenbank gespeicherten Gegenstand. Allzu fern scheint dieses Zukunftsszenario dank der 3D-Drucktechnologie gar nicht mehr zu sein.

Achim Berg: 3D-Druck ist wichtiges Thema für die Industrieproduktion

Female Architect Using 3D Printer In Office - 62340237 | © Monkey Business - Fotolia.comFür viele Visionäre ist 3D-Druck ein verheißungsvolles Versprechen auf eine Revolution der Produktionsverhältnisse. Kritiker sehen darin hingegen eine Luftblase, die bald platzen wird. Die Wahrheit liegt wohl irgendwo dazwischen. arvato CEO Achim Berg stellte vor kurzem in einem Interview fest, dass er nicht glaube, dass der 3D-Druck ein großes Konsumentengeschäft werde. Allerdings werde die Technologie für die Industrieproduktion ein großes Thema sein. Es werde nicht mehr lange dauern, dann kämen viele Ersatzteile aus dem Drucker.

Das wird dann auch Folgen für arvato haben, denn Firmen sind verpflichtet, ihren Kunden auch nach vielen Jahren noch Ersatzteile zu liefern. Deren Lagerung ist jedoch teuer. Zudem sind manche Ersatzteile nach einer langen Lagerung unbrauchbar. 3D-Druck hat damit großes Potenzial im Ersatzteilgeschäft. Was dann auch Folgen für arvato haben wird, denn durch den 3D-Druck verändert sich die gesamte Logistikkette. 3D-Drucker müssen dann direkt in den firmeneigenen Lagern zum Einsatz gebracht werden, da kleine Losgrößen nicht mehr produziert und gelagert, sondern nach Bedarf ausgedruckt werden müssen. Auf solche Entwicklungen muss arvato sehr flexibel reagieren können.

Vorgestellt:
Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des 3D Drucks

1. Additive Fertigung

one diagram that shows the phases of a mechanical project, sketch, project on computer, prototype with a 3d printer, and the final product (3d render) - 65034419 | © lucadp - Fotolia.com3D-Druck ist jedoch nicht gleich 3D-Druck. Der Sammelbegriff steht heute für eine Vielzahl von verschiedenen Fertigungstechniken, die nach unterschiedlichen Prinzipien funktionieren und sich jeweils nur für ganz bestimmte Materialien eignen. Ihr gemeinsamer Nenner: Alle Verfahren bauen dreidimensionale Objekte, indem sie Material in dünnen Schichten auftragen und verfestigen. Der Fachbegriff dafür ist additive Fertigung – in Abgrenzung zu subtraktiven Techniken wie Fräsen, Sägen, Bohren oder Wasserstrahlschneiden. Erfunden wurde der 3D-Druck bereits 1983 von dem US-Amerikaner Chuck Hull. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle.

2. 3D Print Show in Berlin präsentiert gedruckte Schokolade und Kleider

In Berlin fand dieses Jahr erstmals die 3D Print Show statt. Eine Fachtagung, die auch schon in London, New York, Madrid, Paris und Dubai Halt gemacht hat. Einer der Aussteller war Fablab Maastricht, ein Unternehmen, das am Einsatz neuer Stoffe für den 3D-Druck forscht. Auf der Messe kam ihr auf Schokolade spezialisierter Drucker By Flow zum Einsatz und druckte Schoko-Erdbeeren sowie Tierköpfe aus Schokolade.

Verschiedene Modedesigner experimentieren ebenfalls mit dem innovativen Verfahren. Ein Beispiel war ein Kleid der New Yorker Designerin Alexis Walsh, das aus kleinen ausgedruckten Kunststoffteilen besteht, die mit Hilfe kleiner Metallringe manuell zusammengesetzt wurden. Das Kleid taugt allerdings eher als Kunstobjekt fürs Museum. Aber wer weiß, schon bald könnten wir Mode aus dem 3D-Drucker im Kleiderschrank hängen haben.

3. Rapid Prototyping spart Kosten und Zeit

one 3d printer with a smartphone and some colored covers (render) - 61238204 | © lucadp - Fotolia.comWährend viele Künstler den 3D-Druck als inspirierende Spielwiese sehen, ist die Technik für die Industrie seit Jahren ein etabliertes Verfahren bei der Entwicklung von Prototypen und der Produktion von Kleinserien. Autobauer beispielsweise produzieren ihre am Computer entworfenen Prototypen auf Knopfdruck, ohne kostspielige Werkzeuge herstellen zu müssen – hier ist vom Rapid Prototyping die Rede. BMW beispielsweise spart nach Angaben des 3D-Druckanbieters Stratasys mit dem 3D-Druck gegenüber der klassischen Erstellung von Prototypen 58 Prozent an Kosten und sogar 92 Prozent an Zeit ein.

4. Das erste Auto komplett aus dem Drucker

Bei der internationalen Hersteller- und Technologiemesse in Chicago präsentierte der Fahrzeugbauer Local Motors aus Arizona im vergangenen Jahr Strati, das erste fahrbare Auto, welches mithilfe eines überdimensionalen 3D-Druckers hergestellt wurde.

In gerade einmal 44 Stunden druckten die Erfinder die Komponenten des elektrobetriebenen Zweisitzers. Schicht für Schicht wurden die Karosserie und die Verschalung aus karbonfaserverstärktem Plastik aufeinander gedruckt. Hinzu kamen die Räder, der Motor und die Verkabelung, welche mit konventionellen Methoden hergestellt wurden. Der komplette Bau des Autos dauerte insgesamt vier Tage.

5. 3D-Drucker kommen vor allem in der Industrie zum Einsatz

Dank der 3D-Drucktechnologie soll im Idealfall jeder bei Bedarf annähernd jedes Objekt in benötigter Größe und im richtigen Maß einfach ausdrucken können. Bis dato stellen die Produktion von Modellen und Prototypen sowie die private Nutzung jedoch einen sehr kleinen Anteil dar. 3D-Drucker kommen vor allem in der Industrie zum Einsatz. Die Technologie wird dabei in bestehende Prozesse integriert, denn der 3D–Druck kann viele Herstellungsverfahren effizienter und günstiger machen. Außerdem ermöglicht er die bessere Verfügbarkeit gerade von seltenen Gütern sowie geringere Lagerkosten und ist daher aus Logistiksicht definitiv ein Vorteil. Wenn ein Ersatzteil beispielsweise in Brasilien gebraucht wird, ist es schneller und billiger, es dort auszudrucken.

Ist 3D-Druck wirklich die Zukunft von Logistikdienstleistern oder nur ein vorübergehender Hype?

Auf jeden Fall wird sich nicht nur die Wertschöpfungskette stark verändern, sondern auch der Produkt- und Markenschutz muss sich Gedanken machen. Womöglich braucht es ein digitales Rechte-Management für physische Produkte, weil die nächste Barbie-Puppe per Raubkopie aus dem Drucker kommt.

Male Architect Using 3D Printer In Office - © Monkey Business - Fotolia.com

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