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3D-Druck – Chancen und Herausforderungen der additiven Fertigung

3D-Druck verbreitet sich rasant. Die zukunftsweisende Technologie nutzt die Potenziale der Digitalisierung besonders effektiv – mit weitreichenden Konsequenzen für Fertigungsunternehmen und die gesamte Hartwarenbranche. Auf einer Sonderausstellung im Rahmen der INTERNATIONALEN EISENWARENMESSE erfahren Sie mehr über Technologien und Potenziale, Chancen und Herausforderungen der additiven Fertigung.

Textilien, medizinische Implantate und Prothesen, Protoypen, Werkzeuge, Bau- und Ersatzteile aller Art: All das kommt immer häufiger schichtweise aus dem 3D-Drucker. Die zukunftsweisende Technologie bietet schier unendliche Möglichkeiten, Objekte in komplexen Formen aus unterschiedlichen Materialien zu gestalten. Druckfilamente basieren auf Kunststoffen oder Keramik und mittlerweile sogar auf Metallen und organischen Materialien. Innovative Verfahren wie das Lasersintern ermöglichen Werkstücke in dreidimensionalen Geometrien, die sich mit herkömmlichen mechanischen oder gießtechnischen Fertigungsmethoden nicht herstellen lassen.

Angesichts des hohen zeitlichen und maschinellen Aufwands für sehr anspruchsvolle 3D-Drucke kommt die additive Herstellung bislang vor allem beim Protoyping sowie bei Kleinserien hochkomplizierter Bauteile zum Einsatz. Doch dabei wird es nicht bleiben. Die rasante technologische Entwicklung eröffnet zunehmend Potenziale für die Produktion – vor allem im Zusammenspiel mit intelligenter Automatisierung. Siemens etwa hat im additiven Verfahren „Spinnenroboter“ gebaut, die ihrerseits autonom, kollaborativ und mobil 3D-Objekte drucken.

Wie 3D-Druck die industrielle Fertigung revolutioniert

Laut einer Studie der Unternehmensberatung Ernst & Young generiert 3D-Druck in Deutschland bereits heute einen Jahresumsatz von einer Milliarde Euro, international sind es 10 Milliarden. Und deutsche Unternehmen haben beim Einsatz weltweit die Nase vorn: 37 Prozent arbeiten bereits mit additiver Fertigung. Zum Vergleich: In China sind es 24, in den USA 16 Prozent. 2060, so eine Prognose der niederländischen ING Bank, kommen bereits 50 Prozent aller Güter aus dem 3D-Drucker.

Das bleibt nicht ohne Konsequenzen. Die disruptive Technologie revolutioniert die Fertigung. Denn 3D-Druck birgt erhebliche Kostensenkungspotenziale, steigert Präzision und Qualität und bietet die Möglichkeit, die wachsende Nachfrage nach personalisierten Produkten zu erfüllen. Industrielle Fertigung ist nicht länger auf Fabriken und Produktionsstraßen angewiesen, sondern wird überall möglich – sogar im All. Auf der internationalen Raumstation ISS kam kürzlich eine Knarre aus dem 3D-Drucker. Das ersparte den Astronauten das mehrmonatige Warten auf Ersatzwerkzeuge von der Erde. Die CAD-Datei mit den Konstruktionsdaten wurde von der NASA erstellt und zur ISS „gebeamt“.

Laut der Ernst & Young-Studie erwarten fast 43 Prozent der deutschen Unternehmen, dass sich 3D-Druck auf die Produktion auswirken wird. Konstruktion und Produktdesign gewinnen stärker an Bedeutung. Die Produktion wird wieder zurück ins Inland verlagert, allerdings mit erheblich geringerem Personalbedarf, oder gleich an externe Dienstleister vergeben. Zudem benötigen additive Verfahren deutlich weniger Werkzeuge ­– und auch diese kommen immer häufiger aus dem Drucker.

Herausforderungen und Chancen für die Hartwarenbranche

Wie stark die Hartwarenbranche von dieser Entwicklung betroffen ist, zeigt eine Innovation des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS). Dort wurde 2016 ein neues 3D-Binder-Jetting-Verfahren zur Herstellung leistungsfähiger Hartmetallbauteile vorgestellt. Die damit gefertigten Werkzeuge zeichnen sich durch mechanische und chemische Beständigkeit, eine hohe Warmfestigkeit und extreme Härte aus. Damit erfüllen sie die Anforderungen an Werkzeuge für den Maschinen- oder Fahrzeugbau sowie die Kunst- oder der Baustoffindustrie.

Die Hartwarenbranche und die traditionelle Werkzeugindustrie stehen also vor erheblichen Herausforderungen. Um ihre Chancen zu nutzen, müssen sich die Unternehmen intensiv mit den Potenzialen des 3D-Drucks auseinandersetzen. Neue Möglichkeiten für Produktionsbetriebe ergeben sich insbesondere in den Bereichen Konstruktion, Prototyping und Sonderfertigung, darüber hinaus bei personalisierten Produkten oder als 3D-Dienstleister und Lohnfertiger. Auch im Handel entwickeln sich neue Geschäftsmodelle. Einige Unternehmen bieten inzwischen 3D-Druckservices mitsamt einer Plattform, die kreativen Heimwerkern neue Möglichkeiten für die Umsetzung individueller Projekte und exakter Einzel- und Ersatzteile ermöglicht.

Sonderausstellung 3D-Druck auf der INTERNATIONALEN EISENWARENMESSE 2018

Die INTERNATIONALE EISENWARENMESSE 2018 rückt das Thema 3D-Druck in den Fokus und informiert mit einer Sonderausstellung über Technologien und Potenziale, Chancen und Herausforderungen der additiven Fertigung. Mehr als 30 Exponate zeigen, was bereits heute möglich ist: etwa gedruckte Ersatzteile der Deutschen Bahn und mit einem Metallfilamentdrucker gedruckte Bauteile. Live-Präsentationen, u. a. des weltweit ersten Carbondruckers, einer Desktop-Lasersinteranlage sowie eines Kunststofffilament-Großdruckers, demonstrieren die Leistungsfähigkeit der Technologie. Vorträge internationaler Experten informieren über Themen wie „Additive Fertigung in Produktion, Handel & Logistik“, „Großfilamentdrucker und Desktop-SLS Anlagen“ oder „Carbondrucker und Metallfilamentdrucker“.

Mehr zur Sonderausstellung 3D-Druck sowie zum Vortragsprogramm finden Sie auf der Website der INTERNATIONALEN EISENWARENMESSE

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