Gastkommentar : Additive Fertigung ist mehr als eine Zukunftsvision

Lange galt der 3D-Druck hauptsächlich als Experimentierfeld für Technikbegeisterte. Mochte die Ausrüstung der Raumstation ISS mit einem 3D-Drucker vor einigen Jahren noch anmuten wie ein Forschungsprojekt, so zeigte spätestens die Pandemie vielen Unternehmen das wahre Potenzial der additiven Fertigung: schnelle, unabhängige, individuelle Produktion. In vielen Branchen wie dem Maschinenbau, der Automobilindustrie und der Medizintechnik hatte 3D-Druck sich bereits für Prototypen und Kleinserien etabliert. Bald wird die additive Fertigung in der gesamten Industrie zu einem Standardverfahren für die Serienproduktion werden.

Dank fortwährender Innovationen werden in den nächsten Jahren immer mehr Branchen von den Vorteilen des 3D-Drucks profitieren. Das Erforschen neuer Verfahren und Materialien schafft neue Möglichkeiten und öffnet den Markt weiter. So können inzwischen durch das Hot Lithography Verfahren von Cubicure schwer entflammbare Kunststoffeile für die Elektronik- und Mobilitätsbranche gedruckt werden, die in ihren Eigenschaften Spritzgussteilen ähneln, aber komplexere Formen aufweisen. Neu erforschte Materialien finden ihren Einsatz sogar in der Kunstrestauration, da durch das Versetzen von Harz mit Füllstoffen beispielsweise ein Material geschaffen werden konnte, das in seiner Erscheinung Elfenbein zum Verblüffen ähnelt.

Aufgrund dieser Entwicklungen erwarten laut einer weltweiten Studie von EY 46 Prozent der Unternehmen, bereits bis 2022 additive Fertigung als Verfahren in der regulären Produktion einzusetzen. Da in Zukunft mit 3D-Druckern mit höherem Durchsatz gerechnet werden kann, werden davon nicht nur Kleinserien betroffen sein. Das bedeutet, dass mit Ende der 2020er-Jahre kaum ein Unternehmen sich die Vorteile des 3D-Drucks entgehen lassen wird. Additive Fertigung wird zur verbreiteten Alternative zu Spritzguss und CNC-Fräsen.

Wenn eine Maschine ausfällt und dringender Reparatur bedarf, ist schnelles Handeln gefragt. Jede Minute Stillstand bedeutet Verluste. Doch was, wenn das benötigte Ersatzteil erst aus dem Ausland bestellt werden muss oder gar nicht mehr beschafft werden kann?

Additive Fertigung liefert die Antwort. Das Drucken von Ersatzteilen vereinfacht das Obsoleszenzmanagement und spart Lagerkosten. Entsprechend ausgerüstet, kann ein Unternehmen das kaputte Bauteil einscannen, am Computer reparieren und schließlich das benötigte Teil selbst drucken, unabhängig von Außeneinflüssen. Außerdem wird in den nächsten Jahren ein Netzwerk an Dienstleistern entstehen, das Unternehmen in ihrer Region mit der additiven Fertigung von Ersatzteilen unterstützt.

Nicht nur die Herstellung individualisierter Bauteile wird durch 3D-Druck vereinfacht, auch Konsumgüter profitieren von der Flexibilität additiver Fertigung. Die Schmuckindustrie hat diese Produktionsart bereits vor einiger Zeit für sich entdeckt, doch mit der weiteren Verbreitung von 3D-Druckern wird besonders die individualisierte Massenproduktion an Bedeutung gewinnen. Ob Schutzausrüstung, Schuhe, Brillen oder Zahnspangen, additive Fertigung erlaubt das tiefgreifende, automatische Individualisieren von Produkten ohne Mehrkosten in der Herstellung.

Datenbasierte Produktionsplanung macht den Weg frei für die agile Produktion der Zukunft. Additive Fertigung ist hier der fehlende Baustein zur voll digitalen, werkzeuglosen Fertigung. In einer so digitalisierten Prozesskette können jederzeit Produktions- oder Produktwechsel durchgeführt werden – ohne signifikante Mehrkosten und in einem Bruchteil der Zeit.

Mithilfe einer Planungssoftware kann genau bestimmt werden, was wann produziert werden sollte. Schließlich können mit einem 3D-Drucker unterschiedlichste computergenerierte Teile und Produkte auf Knopfdruck gefertigt werden: Von feuerfesten Steckerverbindungen bis hin zu medizinischen Implantaten, alles ist von der Datei bis zur Auslieferung in einem lückenlosen System nachverfolgbar. Ein durch das Internet der Dinge mit anderen Produktionsmaschinen verbundener 3D-Drucker kann zudem auf eine Vielfalt an Gegebenheiten reagieren und die Produktion dementsprechend anpassen.

Es reicht nicht aus, additive Fertigung als Option zu sehen, herkömmliche Teile langfristig kostengünstiger zu fertigen. Als neue Produktionsart erschließt sie für Unternehmen, die das Verfahren in ihre Produktion integrieren, bisher unbekannte Pfade.

Mit einem 3D-Drucker kann ein Bauteil endlich entsprechend seiner benötigten Komplexität hergestellt werden, anstatt Bauteile notgedrungen an die Produktionsart anzupassen. Es können Entwürfe zur Realität gemacht werden, die vorher undenkbar gewesen wären: Mit computerberechneten bionischen Strukturen entstehen Bauteile von ungeahnter Leichtigkeit; Hohlräume und ineinander verschachtelte Teile werden auf den Mikrometer genau gedruckt.

Sobald Unternehmen verstehen, welche Schätze sie mithilfe additiver Fertigung erschaffen können, wird sich die Produktlandschaft grundlegend verändern.