3D-Druck oder: Das Ende der Ersatzteillager und der Fertigung wie wir sie kennen?

Digitale Disruption
Blogreihe »Digitale Disruption«: Technologien und Anwendungsfelder mit Disruptions­potenzial: »Das Bessere ist des Guten größter Feind« – frei nach diesem alten Sprichwort von Voltaire lädt das Fraunhofer IAO zu einer Blogreihe ein, in der unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler disruptive Trends und Technologien vorstellen und deren Potenziale für Wirtschaft und Gesellschaft aufzeigen. Diskutieren Sie mit!

Momentan wird alles 3D-gedruckt, ob es nun ein Haus, eine Pizza oder eine Schokofigur ist. Die Meldungen über immer neue, teils faszinierende, teils banale neue Produkte aus dem 3D-Drucker überschlagen sich. Doch 3D-Druck ist mehr als der bunte Hype – er könnte sich gerade für die deutsche Wirtschaft zum globalen Wettbewerbsvorteil entwickeln.

Stellen Sie sich vor, ein Zug steht still, weil Ersatzteile fehlen – nicht etwa Teile, die für die Fahrbereitschaft relevant sind, nein – selbst Mantelhaken, Kopfstützen und Ähnliches können einen fahrbereiten Zug außer Betrieb setzen. Solche Liegezeiten sind teuer und unnötig. Es macht auch sicherlich keinen Sinn, teure Spritzgusswerkzeuge anzufertigen, um einen zweistelligen Jahresbedarf an Teilen abzudecken. Ersatzteillager sind ebenfalls kosten- und zeitintensiv. Volkswirtschaftlich gesehen gehört die Ersatzteil-Herstellung und -Versorgung zu den kostspieligsten, komplexesten und aufwändigsten Prozessen. Ersatzteile sind sozusagen systemrelevant, weil ihr Fehlen ganze Lieferketten, Verkehrswege oder Fertigungsstraßen blockieren kann. Hier kommt der 3D-Druck als ernsthafte Alternative ins Spiel. Durch direkte Produktion der Teile aus 3D-Modellen können Kosten und Wartungszeiten in vielen Branchen massiv reduziert werden.

Vom Hype zur ernstzunehmenden Alternative

Bei industriellem 3D-Druck geht es nicht mehr nur um das schon weit verbreitete Rapid Prototyping, also die Herstellung von Produkt-Dummies für Testzwecke, sondern um einsatzbereite Teile. Das Interesse von Branchen mit sehr kostspieligen Ausfallzeiten ist besonders groß. In der Transport- oder Luftfahrtindustrie beispielsweise zählt jede eingesparte Minute an ungenutzter Wartezeit.

Doch aus der Not durch fehlende Ersatzteile kann auch eine Tugend mittels 3D-Druck werden: Die Deutsche Bahn beispielsweise hat aus den Betriebsausfällen durch fehlende Ersatzteile eine große interne Initiative abgeleitet, bei der in der ersten Phase nicht sicherheitsrelevante Ersatzteile vermehrt über 3D-Druck-Dienstleister hergestellt werden. Besonders interessant sind hier Teile, die nicht mehr verfügbar sind und so zu langen Liegezeiten der Züge führen würden. Durch den Einsatz von Druckverfahren können hier sehr große Zeitersparnisse erzielt werden.

3D-Druck für die Serienteilfertigung

Auch für den Mittelstand ist die Technologie sehr interessant, weil hier nicht nur eigene Probleme bewältigt, sondern sogar neue Geschäftspotenziale und Wettbewerbsvorteile durch 3D-Druck identifiziert werden können: Der Prüftechnik-Spezialist TEKON aus dem Remstal hat zusammen mit dem Fraunhofer IAO seine Innovationsmöglichkeiten durch 3D-Druck sondiert. Da beispielsweise Prüfadapter in sehr kleinen Serien gefertigt werden, ist der 3D-Druck eine vielversprechende Alternative zur herkömmlichen spanenden Fertigung. Denkbar sind massive Einsparungen, da kleine Serien mit hohen Rüstzeiten auf Fräsmaschinen einhergehen. Erste kleine Komponenten lässt TEKON mittlerweile additiv fertigen und verbaut diese in Kundenprodukten.

3D-Druck
3D-gedrucktes Versuchsteil der Firma TEKON. Foto: © TEKON GmbH

 

Potenziale von 3D-Druck frühzeitig erkennen

Gerade eine komplexe, entwickelte Volkswirtschaft wie die deutsche, kann von der schnellen, zeitsparenden 3D-Fertigung profitieren: Immer leistungsfähigere 3D-Druck-Verfahren ermöglichen immer komplexere Drucke und minimieren Lagerbestände, Zeitaufwand und Kosten. Bei aller Euphorie darf man jedoch nicht unterschätzen, welche Einflüsse der Einsatz von 3D-Druck auf den gesamten Produktlebenszyklus hat. Dies gilt sowohl für die Fertigung durch Dienstleister als auch für den firmeninternen Einsatz von additiven Fertigungsmaschinen. Vor allem die zweite Variante bedarf einer Menge an Know-how und einer vollumfänglichen Anpassung aller relevanten Prozesse. Werden die Stolpersteine jedoch von Anfang an beachtet, kann der Einsatz von 3D-Druck enorme Wettbewerbsvorteile bieten. Ich bin mir sicher, 3D-Druck ist nicht nur ein Hype, sondern ein ernstzunehmendes Fertigungsverfahren mit viel Potenzial.

Kontaktieren Sie uns gerne, wenn Sie mehr über die »druckbaren« Potenziale für Ihr Geschäft erfahren wollen!

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Nikolas Zimmermann

Nikolas Zimmermann

Ingenieur und Projektleiter im Competence Team »Digital Engineering«. Im Digital Engineering Lab forscht er an digitaler Durchgängigkeit, neuen Produktionsmethoden und der Optimierung von Entwicklungsprozessen. Privat schwingt er gerne den Kochlöffel oder zieht die Sportschuhe an.

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