Der 3D-Druck auf dem Weg in die Serienproduktion

Das 3D-Druckverfahren hat sich als Produktionsmethode etabliert. Additive Fertigungstechnologie wird vor allem im Bereich Forschung und Entwicklung eingesetzt. Rapid Prototyping ermöglicht mithilfe der 3D-Drucktechnologie eine schnelle und technisch gut ausgereifte Herstellung von Prototypen. Und auch zur Anfertigung stark individualisierter Einzelteile, wie sie z. B. in Form von Prothesen oder Dentalpräparaten im medizinischen Bereich benötigt werden, ist der 3D-Druck mittlerweile eine sehr gute Alternative und läuft traditionellen Fertigungsmethoden, wie dem CNC Fräsen, den Rang ab. Nun steht für die Technologie auch der Schritt in die Serienproduktion bevor.

Die Zahlen sprechen für sich

Weltweit betrug der Umsatz in der Sparte 3D-Druck im Jahr 2015 noch rund 1,9 Mrd. USD. Für 2019 schätzen unterschiedliche Studien den weltweiten Umsatz bereits auf mehr als 10,0 Mrd. USD und prognostizieren jährliche Wachstumsraten des Marktes von mehr als 20 % für die kommenden Jahre. Bis 2025 erwarten die Studien somit einen weltweiten Umsatz von mehr als 30,0 Mrd. USD. Dieses Umsatzwachstum wird vor allem daraus resultieren, dass sich die Einsatzmöglichkeiten für die Technologie vervielfachen werden.

Die Serienproduktion als nächster Schritt

In einigen Nischen hat der 3D-Druck in der Serienproduktion schon Fuß gefasst. Unternehmen der Luftfahrt- und Autoindustrie verwenden für die Produktion einzelner Bauteile bereits additive Fertigungsmethoden und auch im medizinischen Bereich lässt sich das Verfahren bereits gut in die Produktionsabläufe integrieren. Doch das soll nur der Anfang sein. Große Unternehmen wie Airbus, Siemens und Hewlett Packard erweitern ihre Investitionen in die 3D-Drucktechnologie massiv. Dass sich auch immer mehr Materialien mit diesem Verfahren verarbeiten lassen, wird sich ebenfalls positiv auf den Einsatz der 3D-Druckmethode auswirken.

Potenzial geht über industrielle Produktion hinaus

Der 3D-Druck ist nicht nur für die industrielle Fertigung interessant. Die Technologie hat auch in anderen Bereichen großes Potenzial. Im Vergleich zum traditionellen CNC Fräsen entsteht beim 3D-Druck meist wesentlich weniger Materialabfall. Und oft kann das überschüssige Restmaterial für die weitere Produktion recycelt werden und verbleibt so im Produktionskreislauf. Bauteile, die aus mehreren Einzelteilen bestehen, können mithilfe additiver Fertigungsmethoden „in einem Guss“ hergestellt werden. Das wiederum kann sich positiv auf Arbeitszeiten, Energieverbrauch und Wartungs- bzw. Reparaturaufwand auswirken. Die 3D-Drucktechnologie birgt somit im Bereich der Serienfertigung neben einer Steigerung der Produktivität auch kostensenkende und ressourcenschonende Qualitäten.

Rapid Prototyping für alle

Ein weiteres Einsatzgebiet der 3D-Drucktechnologie ist eine Kombination aus Serienproduktion und Prototyperstellung. Ein mit einem standardisierten Verfahren hergestelltes Serienprodukt kann mithilfe digitaler Software individualisiert werden. Das Grundmodell eines Sportschuhs könnte durch den Konsumenten mit Unterstützung einer online steuerbaren Software mit individuellen Merkmalen versehen werden, die dann von einem 3D-Drucker bei der Herstellung des Schuhs umgesetzt werden.

Ortsunabhängigkeit als großes Plus

Die ortsunabhängige Verbindung von Soft- und Hardware, wie im vorangehenden Schuhbeispiel aufgezeigt, eröffnet auch weiteres Potenzial für die Nutzung der 3D-Technologie. So kann die Technologie auch bei der Ersatzteilherstellung, sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich, zukünftig eine große Rolle spielen. Eine gezielte Ad-hoc-Herstellung von benötigten Ersatzteilen könnte Lagerhaltungs- und Transportkosten massiv reduzieren, was wiederum dem Geldbeutel von Unternehmen bzw. Konsumenten zugutekommen würde, aber durch verminderte Emissionen auch einen positiven Effekt für die Umwelt hätte.

Fazit

Das Potenzial der 3D-Drucktechnologie ist noch lange nicht ausgereizt. Die Einsatzmöglichkeiten gehen weit über Rapid Prototyping oder die Produktion von Kleinserien und Einzelteilen hinaus. CNC Fräsen und andere traditionelle Fertigungsmethoden werden zwar weiterhin im Bereich der industriellen Produktion benötigt, der Marktanteil additiver Fertigungsverfahren wird sich in den nächsten Jahren jedoch massiv vergrößern.

Veröffentlicht am 19. März 2020, 16:39
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