3D - Ich druck‘ mir die Welt

Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungsverfahren entstehen Objekte mit einem 3D-Drucker Schicht für Schicht aus Kunststoff- oder Metallpulver. Produktmodelle, vom Computer berechnet, entstehen in einigen Stunden als greifbarer Gegenstand. Durch diese additive Herstellung können Material, Arbeitsaufwand und Energie gespart werden. Der Weg vom digitalen Entwurf bis zum fertigen Produkt war noch nie so kurz.

Dreidimensionale Druckverfahren gelten als revolutionäre Fertigungsmethode, ganze Produktionszweige könnten der neuen Schlüsseltechnik zum Opfer fallen. Einer repräsentativen Umfrage des Bundesverbandes Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (Bitkom) aus dem Jahr 2016 zu Folge erwarten 70 Prozent der 505 befragten Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe in Deutschland eine solche Entwicklung durch den Einsatz der 3-D-Drucker.

Was als Nischentechnik begann und momentan noch hauptsächlich für die Herstellung von Prototypen oder Einzelanfertigungen genutzt wird, soll bald auch Produktionen im großen Stil möglich machen. Der Branchen-Analyst Terry Wohlers rechnet mit einer jährlichen Wachstumsrate von 30 Prozent. Gerade in der Automobilindustrie und in der Luftfahrt setzt man auf die neue Technik. Doch auch in der Medizin, beispielsweise bei der Entwicklung von patientenspezifischen ist der 3-D-Druck schon längst angekommen.

von Kristin Siebert

Stephan Beyer, einer der Firmengründer des Berliner 3D-Druckherstellers BigRep, beschreibt die innovative Kraft: „Beim 3D-Druck sprechen wir auch von dezentraler Produktion. Das heißt, der bisherige Weg, ich produziere etwas günstig in Fernost und muss es über lange und teure Transportstrecken nach Europa bringen, wird obsolet.“

Durch das Verfahren werden Materialien effektiver genutzt. Weniger Abfallprodukte steigern die Produktionseffizienz von Unternehmen und durch die Möglichkeit, Prototypen bei Bedarf vor Ort herzustellen, werden Innovationszyklen verkürzt. Ein weiterer Vorteil wird sein, dass Produktteile nicht mehr zwischen einzelnen Fertigungsanlagen, Regionen oder Ländern bewegt werden müssen. Datensätze werden in Sekundenbruchteilen über das Internet versendet und stehen sofort zum Druck zur Verfügung.

Alan Amling, Vice President des amerikanischen Logistikriesen UPS erklärt: „Wir haben nun die Möglichkeit, mit der Herstellung zu warten, bis es den Bedarf gibt, bis das Produkt auch wirklich gebraucht wird. Man verschwendet keine Energie, weder in der Produktion noch in der Distribution.“ Um sich genau auf dieses Szenario vorzubereiten, plant UPS derzeit ein weltweites Netz an lokalen Druckzentren, in denen Produkte auf Bestellung gedruckt werden können. Weiteres Potenzial birgt der 3D Druck auch bei der Herstellung von Ersatzteilen: Statt diese in hohen Stückzahlen einzulagern, können sie über ein digitales Warenlager bestellt und lokal ausgedruckt werden. Beispielsweise könnte die Deutsche Bahn so ihre jährlichen Lagerkosten für Ersatzteile – rund 600 Mio. Euro – deutlich reduzieren.

Doch will die 3D-Druck Technologie wirklich grün werden, müssen die Hersteller an neuen Materialien forschen: Bislang werden 80 Prozent aller Druckerzeugnisse aus Kunststoffen hergestellt, größtenteils auf der Basis von Erdöl. Recycelte Druckmaterialien sind noch selten zu finden. Die 3D-Druck Expertin Petra Fastermann gibt auch zu bedenken, dass sich die Umweltbilanz bei der Herstellung von Produkten, die vormals aus Holz oder anderen natürlichen Ressourcen bestanden, trotz kürzerer Transportwege verschlechtert. Ein weiteres kommerzielles Potenzial des 3D Drucks ist die an Kundenwünsche individualisierte Anpassung von Produkten. Ob diese Produkte allerdings aufgrund ihrer Individualität länger genutzt werden, oder aber wegen ihrer schnellen Wiederbeschaffbarkeit eine Wegwerfmentalität begünstigen würden, ist noch nicht absehbar.

von Kristin Siebert

Automatisierte 3D-Druckzentren bieten die Chance für Industrieländer, die Produktion aus Niedriglohnländern zurückzuführen, sagt Claus Emmelmann vom Fraunhofer Institut. „Wir können Wertschöpfung wieder in unser Land zurückholen, da sie durch die Automatisierung überall gleich kostenintensiv ist.“ Noch dominieren zwar traditionelle Fertigungsmethoden, denn gerade bei Massenfertigungen ist die Produktion in Asien noch unschlagbar günstig. Das könnte sich allerdings bald ändern. Jedes vierte Industrieunternehmen mit mehr als 100 Mitarbeitern nutzt 3D Druck bereits.

Hala Zeine, President Digital Supply Chain, SAP

Hala Zeine, President Digital Supply Chain, SAP

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Produktionswege der Zukunft

Ein Film von Kristin Siebert
Kamera: Sebastian Wagner / Tom Mandl
Schnitt: Ariel Sages
Redaktion: Michael Wiedemann
Leitung der Sendung: Volker Angres