Additive Fertigung

3D-Druck: Der Sprung in die Serie

3D-Druck hat sich in der Welt des Prototyping längst etabliert. Aber kann die Technologie auch eingesetzt werden, um hochwertige Ersatz- und Serienteile für Premiumfahrzeuge herzustellen? Bei Daimler Trucks & Buses geschieht das bereits.

Von
Automotive Daimler Additive Fertigung 3D-Druck

In den vergangenen Jahren schaffte das Thema 3D-Druck in bestimmten Branchen langsam den Sprung aus der Prototyping-Welt in den Bereich der Serienfertigung.

Wer in die Beschaffung eines Premium-Busses investiert, erkauft damit nicht zuletzt das Versprechen perfekter Ersatzteil-Verfügbarkeit. Daimler hält für seine Busse über 300.000 verschiedene Ersatzteile vorrätig, um das Versprechen einzulösen, und das fordert Beschaffung und Logistik gleichermaßen. Hinzu kommt das Thema Customizing: Das breite Angebot der Individualisierung führt dazu, dass manche Sonderanfertigung tatsächlich genau einmal verbaut wird.

„Diese eine Sonderanfertigung als Kundensonderwunsch zig-fach auf Lager zu legen, ist aber wirtschaftlich nicht darstellbar und sinnvoll“, sagt Ralf Anderhofstadt, „und das Interesse eines Lieferanten, einen Serienauftrag für eine Kleinstmenge von Sonderteilen wie zum Beispiel eines bestimmten Halters in bestimmter Farbe und Aussparung, zu stoppen, ist meistens nachvollziehbar gering.“

Ralf Anderhofstadt ist Leiter des CoC 3D Printing bei Daimler Trucks & Buses, und gemeinsam mit seinem Team verfolgt er einen Weg, der das Ersatzteilmanagement nachhaltig verändern könnte: 3D-Druck von Ersatz- und Kundensonderwunschteilen für Busse und Lkw.

White Paper zum Thema

Über 300 Teile umgesetzt

Der Zeitpunkt ist natürlich kein Zufall. In den vergangenen Jahren schaffte das Thema 3D-Druck in bestimmten Branchen langsam den Sprung aus der Prototyping-Welt in den Bereich der Serienfertigung. Nicht zuletzt Beispiele aus den Bereichen Aerospace und Medical veranlassten Daimler, darüber nachzudenken, ob man mit dieser Technologie wirklich schon Teile für Premium-Fahrzeuge fertigen könne.

Was im Jahr 2015 mit einer Handvoll Mitarbeiter begann, wurde 2019 in die Form eines Competence Centers gegossen, das aktuell als crossfunktionales Projektteam mehr als 30 Bereiche umgreift. Nach systematischer Sichtung der zahlreichen unterschiedlichen Verfahren destillierte das Team schließlich mehrere heraus, die Ersatzteile oder Sonderwunschteile in der notwendigen Qualität erzeugen können – gelandet ist man unter anderem schließlich beim pulverbettbasierten Verfahren.

Bis heute hat Daimler Trucks & Buses auf diese Weise mehr als 300 verschiedene Polymer- und Metall-Teile umgesetzt, die auch tatsächlich bereits in Fahrzeugen verbaut werden. Derzeit, erzählt Ralf Anderhofstadt, nähere man sich auch weiteren interessanten Werkstoffen wie zum Beispiel Teilen aus Gummi, mittelfristig könnte auch Glas spannend werden.

Die Nische wird größer

Anderhofstadt betont, dass er im 3D-Druck kein grundlegendes Substitut für andere Fertigungsverfahren sieht. „Ich glaube nicht, dass irgendwann einmal alles gedruckt werden wird. 3D-Druck wird eine Nische für bestimmte Anwendungen bleiben.“

Eine Nische allerdings, die durchaus wächst. Vor rund fünf Jahren identifizierte das Team fünf Prozent der über 300.000 verschiedenen Bus-Ersatzteile als prinzipiell 3D-Druck-fähig. Heute liegen die Zahlen über zehn Prozent in dieser Kategorie. „Wir fokussieren derzeit auf eine Vielzahl von potenziellen Teilen im Bus-Bereich, aber diese Zahl wächst dynamisch, da auch neue Werkstoffe hinzukommen.“

Daimler, Trucks, &, Buses, 3D-Druck, Ralf, Anderhofstadt © Daimler Trucks & Buses

„Wir fokussieren derzeit auf eine Vielzahl von potenziellen Teilen im Bus-Bereich, aber diese Zahl wächst dynamisch, da auch neue Werkstoffe hinzukommen.“

Ralf Anderhofstadt, Daimler Trucks & Buses

Dass die Pandemie und deren Folgen in Bezug auf Störungen in den bestehenden Lieferketten die Entwicklung zusätzlich treiben, liegt auf der Hand.

Pionierarbeit bei den Kunden

Die psychologischen Hürden der Entwicklung liegen ebenso auf der Hand. Die „gestandenen Entwickler und Konstrukteure“ im eigenen Haus ins Boot zu holen, war eher kein Problem, erzählt Anderhofstadt, die waren vom Start weg integraler Bestandteil der Teams. Gegenüber den Kunden musste jedoch teilweise Pionierarbeit geleistet werden.

Das Bild vom 3D-Druck als nützliches Prototyping-Verfahren – und als Spielzeug für daheim, mit dem man Kleinigkeiten für den privaten Bereich druckt – war auch in manchen Kunden-Köpfen fest verankert.

Das Mittel dagegen war ebenso banal wie wirkungsvoll. Das Team des CoC 3D-Druck drückte den Kunden gedruckte Teile und Originale in die Hand, um zu demonstrieren, dass sie nicht unterschieden werden können. Auch Versuche, die gedruckten Varianten zu zerstören, überzeugten – wenig überraschend, erreichen doch SLS-gedruckte Teile mit einer gewissen Schichtdicke teilweise höhere Festigkeitswerte als Tiefzieh- oder Spritzgussteile. Und natürlich gab es umfangreiche Workshops mit den Kunden. „Die Hürden waren zum Teil durchaus hoch“, sagt Anderhofstadt, „aber wir konnten sie nehmen.“

Daimler, Trucks, &, Buses, 3D-Druck © Daimler Trucks & Buses

Das Team des CoC 3D-Druck drückte den Kunden gedruckte Teile und Originale in die Hand, um zu demonstrieren, dass sie nicht unterschieden werden können.

Mehr als nur ein Technik-Thema

Während in den vergangenen Jahren vor allem technische Aspekte im Fokus standen, könnte eine noch spannendere Entwicklung erst bevorstehen: Veränderungen im Geschäftsmodell. Daimler Trucks & Buses druckt aktuell sowohl auf Geräten im eigenen Haus als auch in Zusammenarbeit mit zertifizierten 3D-Druck-Lieferanten. Die Idee, direkt beim Kunden zu drucken, liegt nahe.

„An diesem Thema arbeiten wir derzeit tatsächlich mit Hochdruck“, erzählt Anderhofstadt, „und hier betreten wir zum Teil Neuland. Der Wandel für viele Unternehmen, die über Jahrzehnte in Eisen und in Stahl gedacht haben, und der Gedanke, eines Tages nicht nur Teile sondern auch Daten zu verkaufen, ist natürlich neu.“

Und der Gedanke wirft neue Fragen auf. Welche Dienstleister kämen hierfür überhaupt infrage? Kann man einem Dienstleister, der heute Prototyping betreibt, zutrauen, in die Serienfertigung mit all ihren Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen einzusteigen? Wie würde dezentrale Produktion die Logistik verändern?

Daimler, Trucks, &, Buses, 3D-Druck © Daimler Trucks & Buses

Kann man einem Dienstleister, der heute Prototyping betreibt, zutrauen, in die Serienfertigung mit all ihren Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen einzusteigen?

Nicht zuletzt bekäme auch das Thema Brand Protection neues Gewicht – wächst doch parallel zum Markt der 3D-Drucker auch jener der 3D-Scanner. „All das ist heute noch eine Vision“, betont Anderhofstadt, „aber wir sind aktuell dabei, aus dem Trampelpfad einen ansehnlichen Weg zu gestalten.“

Dass Daimler Trucks & Buses bereit ist, unkonventionell vorzugehen, zeigt sich nicht zuletzt in der Person Ralf Anderhofstadts selbst. Der Projektleiter und Leiter des CoC 3D-Druck ist kein studierter Techniker, sondern kommt aus der BWL und arbeitete mehrere Jahre in diversen Einkaufsbereichen. „Dem Unternehmen war von Beginn an klar, dass 3D-Druck viel mehr bietet als ein weiteres Fertigungsverfahren. Nicht zuletzt werden wir am Ende unseres Weges möglicherweise in einem neuen Geschäftsmodell mit völlig neuen Playern zusammenarbeiten.“

Die Ersatzteiltagung

Ralf Anderhofstadt wird auch Speaker bei der ETT am 4. Mai sein. Gemeinsam mit seiner Kollegin Daniela Haller – Product & Marketing Managerin des Center of Competence 3D Printing bei Daimler Trucks & Buses – wird er weitere spannende Einblicke in das Thema geben.