Die deutsche Industrie steht 2023 vor großen Herausforderungen. Martin Krona, der neue EMEA-Präsident des 3D-Druck-Spezialisten Markforged, befürchtet, dass der Tiefpunkt noch nicht erreicht ist. Krona plädiert für ein grundlegendes Umdenken.
Autor: Martin Krona, President Markforged EMEA
Inhaltsverzeichnis
1. Die Bedeutung des 3D-Drucks wächst
2. 3D-Drucker sind keine Überbrückungshilfe
3. Oberstes Ziel: Resilienz schaffen
4. Höhere Zuverlässigkeit und eine breitere Anwendung
5. 2023: Der Wandel bleibt beständig
Steigende Energiekosten, Inflation, die Auswirkungen des Ukraine-Kriegs – 2023 macht da weiter, wo 2022 aufgehört hat. Die Deutsche Industrie- und Handelskammer (DIHK) spricht sogar von einer möglichen Winterrezession in Deutschland, denn laut der DIHK sinken die Auftragseingänge, was dazu führt, dass die Industrieproduktion derzeit nur sehr langsam in Gang kommt. Die hohen Corona-Zahlen in China und damit verbundene Produktionsausfälle könnten laut der Kammer außerdem den internationalen Lieferverkehr wieder aus dem Gleichgewicht bringen. Dies wirft die Produktion in Deutschland zurück.
Bild: Markforged
Die Bedeutung des 3D-Drucks wächst
Die Corona-Krise verhalf der additiven Fertigung zum ersten Durchbruch: Wurde der 3D-Druck vor 2020 noch viel zu häufig als kreatives Hobby aus der heimischen Garage betrachtet, so überzeugten die Vorteile einer schnellen Konstruktion und Produktion direkt am Ort des Bedarfs während der globalen Lieferketten-Unterbrechungen. Auch nutzen Unternehmen die additive Fertigung, um direkt am Einsatzort Prototypen zu entwickeln und zu testen, anstatt mehrere oder verschiedene Teile bei einem Lieferanten zu bestellen. Und Wochen – oder gar Monate – auf die Prototypen-Lieferung zu warten. Doch das Potenzial ist nicht ausgeschöpft: Die additive Fertigung ist nicht nur für bestimmte Ersatzteile oder Prototypen gedacht. Oft wird ihr Einsatz aber auf diese Anwendungsfelder begrenzt.
Mit Blick auf immer geringere Stückzahlen und zunehmend individuellere Kundenwünsche, kann 3D-Druck auch in der Massenproduktion Anwendung finden. Smarte Software, neue widerstandsfähige und dennoch extrem flexible Materialien sowie eine zunehmende Marktkonsolidierung, die in den letzten Jahren stattgefunden hat, ebnen die weitere, noch breitere Anwendung der additiven Fertigung. Und auch die Erkenntnis, dass 3D-Drucker ein fester Bestandteil der Betriebsabläufe und kein temporärer Lückenfüller sind.
3D-Drucker sind keine Überbrückungshilfe
Die Optimierung der Betriebsabläufe ist ein wichtiger Schritt hin zur krisenfesten Industrie.
Der Einsatz der additiven Fertigung wird Fertigungsunternehmen auch weiterhin dabei helfen, Prozesse auf Kosten- und Zeiteffizienz zu prüfen und hierbei Vorlauf- und Ausfallzeiten zu reduzieren.
Jedoch reicht es nicht, wenn sich Unternehmen 3D-Drucker anschaffen und Ersatzteile drucken, in der Hoffnung, dass sie die derzeitige Lieferkettenproblematik so überbrücken können. Unternehmen müssen davon ausgehen, dass die derzeitigen Herausforderungen die “neue Realität” für die Industrie bedeuten. Hier gilt der darwinistische Ansatz der Anpassung an neue Gegebenheiten. Nur wer sich anpasst, kann überleben – und zwar auf langfristige Sicht. Eine Lösung in anhaltenden Krisenzeiten kann keine kurzfristige und einfache sein. Jene Unternehmen, die neue Prozesse einführen, werden sich stärker und widerstandsfähiger aufstellen, um anhaltende sowie zukünftige Herausforderungen zu meistern. Hierfür ist eine breitere Akzeptanz der Technologie in verschiedenen Branchen unerlässlich.
Oberstes Ziel: Resilienz schaffen
Dazu gehört, 3D-Druck als Teil einer ganzheitlichen Produktion zu denken. Ein Beispiel: Eine Maschine fällt aus, weil ein Ersatzteil nicht auf Lager ist. Dieses zu bestellen und liefern zu lassen, dauert mindestens 14 Tage. Ein 3D-Drucker bräuchte eventuell nur fünf Stunden. Doch das Teil wurde nie als CAD-Datei abgelegt und es kann nicht gedruckt werden. Der teure Drucker, der angeschafft wurde, hilft also nicht und es kommt zusätzlich ein Produktionsstillstand dazu.
Um also den Drucker sinnvoll in den Betrieb einzubinden, braucht es ein digitales Ersatzteillager. Alle Teile, egal wie selten sie kaputtgehen könnten, werden als digitale CAD-Datei abgelegt und können im Falle eines Ausfalls direkt am Ort des Bedarfs nachgedruckt werden. In Produktionen, die 3D-Drucker nicht nur für Prototyping und Ersatzteile nutzen, kann dieses digitale Lager bei der Individualisierung von Produkten helfen. Denn wenn jedes Teil erst gedruckt wird, wenn es gebraucht wird, entstehen bei “Sonderwünschen” keine Zusatzkosten.
Eine aktuelle Studie des Instituts für Makroökonomie und Konjunkturforschung (IMK) der Hans-Böckler-Stiftung beziffert den Schaden, basierend auf den Gütern, die die deutsche Industrie von Anfang 2021 bis Mitte 2022 aufgrund von Lieferengpässen nicht herstellen konnte, auf knapp 64 Milliarden Euro. Ein weiteres Ergebnis der Studie zeigt, dass ohne die Störungen der Lieferketten, das gesamte verarbeitende Gewerbe in Deutschland im Jahr 2021 eine um 39,2 Milliarden Euro höhere Wertschöpfung erzielen hätte können. Gründe hierfür waren insbesondere Produktionsausfälle in Ostasien und Transportprobleme, aber auch Fehleinschätzungen in den Beschaffungsstrategien der Unternehmen.
Lieferketten werden weiter von unvorhersehbaren Störungen betroffen sein, zudem werden Kosten und Vorlaufzeiten steigen. Ohne Veränderung werden es Fertigungsunternehmen sehr schwer haben, ihr Geschäft weiterhin so fortzuführen. Unternehmen, die bereit sind, ihre jahrelange Arbeitsweise zu überdenken und Technologien wie die additive Fertigung einzuführen, werden im Jahr 2023 widerstandsfähiger reagieren können. Viel wichtiger ist aber, dass sie sich so für ein langfristiges Wachstum in der Zukunft rüsten. Auch das Institut bestätigt, die deutsche Industrie muss sich von kurzfristigen Kostenersparnissen abwenden und eine Strategie verfolgen, die auf eine stärkere Resilienz, mehr Lagerreserven, Diversifikation und Nachhaltigkeit der Lieferketten setze. Um dieses Ziel zu erreichen, muss ein Umdenken stattfinden. In seinen Augen, so Krona, dürfe aber auch der Mehrwert einer vernetzten additiven Fertigung am Ort des Bedarfs nicht unterschätzt und klar in einer Strategie für mehr Resilienz berücksichtigt werden.
Höhere Zuverlässigkeit und eine breitere Anwendung
Zukünftig wird das Vertrauen in 3D-gedruckte Teile steigen, denn dafür hat die aufkommende Technologie den Weg geebnet. Dank hoher Rechenleistung und sicherer Cloud-basierter Software kann die Entwicklung eines additiv gefertigten Bauteils neu gedacht werden. Hierfür sorgen neue technische Verfahren wie etwa die virtuelle Simulation für den 3D-Druck.
Bild: Markforged
Virtuelle Tests helfen in der Fertigungsphase, indem sie den Ingenieur*innen im Wesentlichen die Informationen und die Sicherheit liefern, dass das Teil die funktionalen Anforderungen erfüllen wird. Simulationen als Validierungsprozess prognostizieren nicht nur, ob das Teil funktionieren wird oder nicht, sondern sie bieten den Ingenieur*innen diverse Optionen für den Fokus des Druckverfahrens: etwa, um das beste Verhältnis in Bezug auf die Kosten, den Materialverbrauch, Druckzeit, Festigkeit oder Steifigkeit zu erhalten. Indem Anker- und Lastflächen identifiziert und Werte für Lasten, den Sicherheitsfaktor und die maximale Durchbiegung eingestellt werden, kann jede*r Benutzer*in die Festigkeit und Steifigkeit eines Teils durch virtuelle Test validieren und Teile so virtuell optimieren – ein Verfahren, das die Qualität und Sicherheit erhöht und gleichzeitig den Druckprozess verschlankt.
Zusätzlich sorgt die Cloud-Infrastruktur hinter 3D-Druck-Plattformen für einen größeren Wissens- und Datenbestand, der den Ingenieur*innen zur Verfügung steht. Die Vernetzung und der Datenaustausch sorgen dafür, dass die Software, wie etwa eine Simulation, weiterhin lernen und sich weiterentwickeln kann. Mit einer breiteren Anwendung wird diese Entwicklung die Zuversicht und Akzeptanz für die additive Fertigung in Zukunft erheblich erhöhen.
2023: Der Wandel bleibt beständig
Jede Branche sucht nach Wegen, um widerstandsfähiger, ressourcen- und energieeffizienter zu werden. Für viele ist die Priorität das Überleben am Markt. Dies gilt insbesondere für das verarbeitende Gewerbe. Trotz der schwierigen Lage gibt es Hoffnungsschimmer: Zu keiner anderen Zeit gab es so eine große Chance für Unternehmen, Technologie für Innovationen zu nutzen, um diese Herausforderungen zu bewältigen.
Die additive Fertigung wird hier eine entscheidende Rolle bei der Transformation spielen, um Unternehmen wettbewerbsfähig zu halten. Unternehmen, die eine Strategie und Plattform für die additive Fertigung einführen, werden von der Umstellung von physischer auf digitale Lagerung profitieren. (eve)
