Aufstrebende Technologien wie der industrielle 3D-Druck spielen in Zukunft eine entscheidende Rolle für eine zukunftsweisende, belastbare Industrie. Doch noch ist es ein langer Weg. Die Vorteile der additiven Fertigung müssen von der breiteren Fertigungsindustrie erkannt und besser verstanden werden, um diese Vorwärtsdynamik fortzusetzen. Aktuellste Themen wie der Lockdown oder der Brexit haben gezeigt, wie abhängig unsere Lieferketten sind. Diese Herausforderungen demonstrieren allerdings auch, wie die additive Fertigung dazu beitragen kann, Lieferketten zukünftig auch in Krisenzeiten aufrecht zu erhalten.
Nachfolgend die vier Entwicklungen im Bereich des 3D-Drucks, die uns dieses Jahr auf dem Weg hin zur Fabrik der Zukunft begegnen werden.
Erste Station: Unabhängig von Lieferketten durch 3D-Druck
Da sich die Fertigungsindustrie allmählich von der Pandemie erholt und die Industrie durch fortschreitende Technologisierung und damit einhergehender Erhöhung der Produktivität wettbewerbsfähiger wird, ist es von entscheidender Bedeutung, dass Unternehmen ihre Iterationszyklen verkürzen und im Jahr 2021 schnell innovative Lösungen anbieten können. Um diese Effizienz zu erreichen, kann der 3D-Druck Unternehmen dabei helfen, Prozesse zu optimieren, Ausfallzeiten zu minimieren und vor allem umständliche Lieferketten zu umgehen.
In der heutigen globalen Fertigungslandschaft ist das Risiko für ein Unternehmen umso größer, je länger die Lieferkette ist und je mehr Akteure beteiligt sind. Wenn beispielsweise ein neues Produkt entwickelt wird, so erfordert es oft ein verteiltes Netzwerk von Zulieferern, die die notwendigen Teile für die Entwicklung produzieren. Sind Hersteller in einer Krise auf Zulieferer oder Partner angewiesen, ist ein agiles Handeln fast unmöglich.
Bereits wenige Wochen Verzögerung in der Lieferkette können ein Unternehmen komplett lahmlegen – so jüngst bei Lieferengpässen während der Pandemie.
Unternehmen mit Zugang zu einem 3D-Drucker können ihre vorhandenen Maschinen optimieren, indem sie ein bestimmtes Bauteil überarbeiten. Das könnte beispielsweise eine neue Roboterhand für ein größeres Produkt sein, welche sie intern entwerfen und mit einem 3D-Drucker on demand drucken können. Dadurch entfällt das Anfragen des Spezialteils, das Warten auf einen Zulieferer, was mehrere Wochen Zeit gekostet hätte. Stattdessen können Unternehmen neue Lösungen schneller entwickeln – die Ausfallzeiten werden von Wochen auf Tage reduziert – und als Erste mit innovativen Produkten und Lösungen auf den Markt kommen.
Darüber hinaus können Unternehmen durch den 3D-Druck am Einsatzort und die Verlagerung ihrer Abläufe einen Prototyp nach dem anderen testen, anstatt mehrere bei einem Lieferanten oder Partner in großen Mengen zu bestellen. Wenn das Unternehmen kleine Anpassungen am Teil vornimmt, sei es etwa am Griff der Roboterhand vom Beispiel oben, muss es nur eine Prototyp-Hand wegwerfen, anstatt womöglich viele, was zur Reduzierung von Abfall beiträgt und enorme Kosten spart.
Zweite Station: Die Ausrichtung auf den 3D-Druck wird der Industriestandard werden
Da die Hersteller zunehmend den Wert des 3D-Drucks erkennen, werden die Adoptionsraten steigen und der 3D-Druck wird sich weiter als Standard etablieren. Das führt zu zwei entscheidenden Trends: Erstens werden jüngere Ingenieure schon in der Ausbildung mit der additiven Fertigung in Berührung kommen und folglich mit der Erwartung in das Berufsleben eintreten, dass der 3D-Druck in ihren Unternehmen verfügbar ist. Diese Digital Natives, ausgestattet mit einer Art „3D-Druck-Mentalität“, werden eine neue Art des Denkens, Entwerfens und Produzierens einführen, die für explosionsartige Innovationen sorgen wird. Im Gegenzug wird von den Herstellern erwartet, dass sie Technologie so nah wie möglich an den Einsatzort bringen, damit 3D-Druck-erfahrene Ingenieure vor Ort konstruieren können – und so den Einsatz der additiven Fertigung standardisieren.
Dritte Station: Ein verstärkter Fokus auf zertifizierte 3D-Druck-Teile
Die Messlatte für Zertifizierung von Bauteilen liegt sehr hoch: Je kritischer das Teil ist, desto strenger sind die einzuhaltenden Sicherheits- und Qualitätsstandards. Fakt ist, dass sich die meisten Hersteller heutzutage auf traditionelle Methoden der Herstellung verlassen, weil sie wissen, dass die hohen Standards dadurch erfüllt werden. Diese Abhängigkeit hält die Hersteller jedoch davon ab, innovativere Lösungen wie die additive Fertigung einzuführen, die – sobald zertifiziert – dem Unternehmen in vielerlei Hinsicht zugute kommen.
Da die 3D-Drucktechnologie jedoch immer ausgereifter wird, wird auch die traditionelle Bearbeitung wie das Zerspanen nicht mehr die einzige Option für die Herstellung von zertifizierten Teilen sein. 3D-gedruckte Teile werden inzwischen immer häufiger und vielfältiger eingesetzt, sodass diese die strengen Sicherheitsstandards der Industrie schon sehr bald erfüllen werden. Unternehmen sollten nicht zögerlich dabei sein, der Zertifizierung für die additive Fertigung Priorität einzuräumen. Denn wer als Erster sichere Teile anbieten kann, wird sich seinen Platz auf dem Markt für Endverbraucherteile sichern.
Vierte Station: Neue Druckfarmen und Service-Büros
Die Einführung des 3D-Drucks im eigenen Haus wird die Prozesse der Hersteller revolutionieren und Unternehmen in die Lage versetzen, die additive Fertigung an den Ort der Nutzung zu bringen. Mit der zunehmenden Umsetzung dieses Versprechens müssen die Hersteller jedoch mit dem wachsenden nachgefragten Volumen Schritt halten. Auf Dauer ist die Auslagerung an lokale Servicebüros hier sinnvoller. Ingenieure können einen Prototyp vor Ort drucken und testen, ihn zu einer Druckfarm bringen und diesen in großem Maßstab, schneller und zu einem Bruchteil des Preises produzieren lassen.
Auf diesem Wege verwirklicht sich die Vision von 3D-Druckfarmen. Unternehmen werden nach und nach damit anfangen, diese Marktchance mit Hunderten – oder sogar Tausenden – von 3D-Druckern zu nutzen, mit denen sie schnell die Teile herstellen können, die sie am häufigsten benötigen. Bis zum Ende dieses Jahrzehnts werden Unternehmen nicht mehr gezwungen sein, kritische Teile der Fertigungslieferkette ins Ausland auszulagern. Stattdessen werden die Hersteller die Dinge selbst in die Hand nehmen – bis die Druckfarmen zu additiven Fabriken werden.
Optimierung der Abläufe
Die Optimierung der Betriebsabläufe ist ein wichtiger Schwerpunkt in der Vision der Fabrik der Zukunft. Die Implementierung von Technologien wie der additiven Fertigung in ihre Lieferketten und Geschäftsstrategien wird den Herstellern zukünftig dabei helfen, Kosten zu senken, Vorlauf- und Ausfallzeiten sowie Ausschuss zu reduzieren. Am wichtigsten ist vielleicht, dass sie es Ingenieuren und Herstellern ermöglicht, Probleme in der Lieferkette auf eine neue Art und Weise anzugehen und zu lösen, wodurch vor allem auch Innovationen gefördert und neue Entwicklungen vorangetrieben werden – was das ultimative Ziel der Produktion der Zukunft sein sollte.
Unabhängigkeit und Innovation
Innovation und Unabhängigkeit sind quasi untrennbar miteinander verbunden. Viele der Markforged-Kunden berichten, dass es von enormem Vorteil ist, einfach mal etwas auszuprobieren. Eine neue Idee, eine Optimierung von Teilen, eine generelle Überarbeitung der Ersatzteilbevorratung, eine Zusammenfassung von Bauteilfunktionen und vieles mehr. Die Unabhängigkeit, dies einfach zu tun, ohne einen internen oder externen Bestellvorgang auslösen oder ohne die Budgets über Gebühr beanspruchen zu müssen, führt quasi automatisiert zu einer höheren Innovationskraft – man könnte fast schon von einem emotionalen Effekt des 3D-Drucks sprechen.
Markforged, Inc.
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