3D-Druck-Anwendungen finden: Wo additive Fertigung im Unternehmen wirklich Sinn macht
AdditiveTalk #3 mit Arthur Kopp und Tobias Teufel
„Wir müssen mehr Anwendungen für den 3D-Druck finden.“ Diesen Satz hört man in der additiven Fertigung ständig. Doch genau daraus entsteht die entscheidende Frage: Wie findet ein Unternehmen überhaupt die richtigen Anwendungen?
Genau darüber spricht Arthur Kopp in dieser Folge von AdditiveTalk mit Tobias Teufel. Tobias unterstützt mittelständische Unternehmen und Konzerne dabei, ihre Fertigung und bestehende Prozesse zu analysieren und herauszufinden, an welchen Stellen additive Fertigung tatsächlich einen technischen oder wirtschaftlichen Vorteil schaffen kann. Dabei geht es nicht darum, möglichst viele Bauteile auf einen 3D-Drucker zu bringen. Eine Anwendung ist erst dann interessant, wenn am Ende auch ein konkreter Mehrwert für das Unternehmen entsteht.
Arthur und Tobias gehen deshalb einen Schritt zurück: Welche Probleme gibt es heute in der Produktion? Wo entstehen unnötige Rüstzeiten? Welche Vorrichtungen sind teuer? Welche Ersatzteile werden nur selten benötigt? Und an welcher Stelle könnten mehrere konventionelle Komponenten durch eine intelligent konstruierte 3D-Druck-Lösung ersetzt werden?
Die Folge zeigt anhand konkreter Beispiele, wie aus diesen Fragen echte industrielle 3D-Druck-Anwendungen entstehen.
Nicht mit dem 3D-Drucker starten – sondern mit der Produktion
Tobias unterscheidet im Gespräch zunächst zwischen zwei typischen Ausgangssituationen. Auf der einen Seite stehen Unternehmen, die bereits erste Erfahrungen mit 3D-Druck gesammelt haben. Oft steht bereits ein FDM-Drucker in der Entwicklung oder im Prototyping und einzelne Mitarbeiter beschäftigen sich mit der Technologie. Die grundsätzliche Akzeptanz ist vorhanden, doch häufig fehlt der nächste Schritt: Welche weiteren Bauteile können sinnvoll additiv gefertigt werden und wie gelangt man vom Prototyp zu einer produktiven Anwendung?
Bei solchen Unternehmen beginnt Tobias nicht mit einer neuen Maschine, sondern schaut sich den vorhandenen Wissensstand und anschließend die gesamte Produktion an. Gemeinsam mit den Mitarbeitern verfolgt er den Materialfluss durch das Unternehmen und sucht gezielt nach Stellen, an denen Bauteile geführt, gegriffen, positioniert, geprüft oder montiert werden. Genau dort entstehen häufig sehr gute Anwendungen für Greifer, Vorrichtungen oder andere Betriebsmittel.
Die zweite Gruppe startet praktisch bei null. Diese Unternehmen sehen zwar Potenzial in der additiven Fertigung, wissen aber noch nicht, wo sie anfangen sollen. Auch hier ist die Vorgehensweise ähnlich: Nicht zuerst fragen, welcher Drucker angeschafft werden soll, sondern die eigene Wertschöpfungskette systematisch nach Problemen, Kosten und Verbesserungspotenzialen durchsuchen.
Erst wenn die Anwendung gefunden wurde, sollte entschieden werden, welches Verfahren, welches Material und welche Art der Fertigung dafür geeignet sind.
Genau darin liegt eine der wichtigsten Aussagen der Folge: Der 3D-Drucker ist nicht der Ausgangspunkt. Die Anwendung ist es. Arthur formuliert bereits in der Einleitung genau diese Herausforderung: Es sei leicht zu sagen, Unternehmen müssten Anwendungen finden – entscheidend sei aber zu verstehen, wie man diese überhaupt identifiziert.
Mit einfachen Anwendungen starten und Vertrauen aufbauen
Arthur und Tobias sind sich in einem Punkt besonders einig: Der Einstieg in den industriellen 3D-Druck muss nicht mit einem komplexen, lasttragenden Endbauteil beginnen.
Häufig ist es sinnvoller, zunächst einfache Betriebsmittel und Hilfsmittel zu betrachten. Dazu gehören beispielsweise Anschlagwinkel, Halterungen, Sensoraufnahmen oder Vorrichtungen, die bisher gefräst oder aus mehreren Einzelteilen aufgebaut werden.
Ein gutes Beispiel aus dem Gespräch sind Schweißvorrichtungen. Gerade bei kleineren Unternehmen mit wechselnden Produkten können regelmäßig neue Anschläge und Positionierhilfen benötigt werden. Wird dafür jedes Mal ein Aluminiumteil konstruiert und gefräst, entstehen Material-, Maschinen- und Arbeitskosten. Eine einfachere Kunststoffvorrichtung aus dem 3D-Druck kann dagegen schnell angepasst und bei Bedarf neu gefertigt werden. Werden solche Hilfsmittel mehrmals pro Woche eingesetzt oder regelmäßig umgerüstet, summiert sich die eingesparte Zeit schnell.
Dieser Einstieg hat noch einen zweiten Vorteil: Er schafft Vertrauen in das Verfahren. Mitarbeiter sehen im realen Betrieb, dass gedruckte Bauteile funktionieren und zuverlässig eingesetzt werden können. Anschließend können Schritt für Schritt anspruchsvollere Anwendungen betrachtet werden – bis hin zu Bauteilen, die tatsächlich Bestandteil der ausgelieferten Maschine werden.
Für Arthur ist genau dieser Übergang entscheidend. Erst einfache Anwendungen erfolgreich umsetzen, Erfahrung sammeln und danach die Komplexität erhöhen. Auf diese Weise wird 3D-Druck nicht als theoretische Zukunftstechnologie eingeführt, sondern als zusätzliches Werkzeug, das sich im täglichen Betrieb beweisen kann.
Die komplette AdditiveTalk-Folge mit Tobias Teufel ansehen
Ein Praxisbeispiel: Wie aus einem Problem eine 3D-Druck-Anwendung entsteht
Besonders anschaulich wird Tobias‘ Vorgehensweise anhand eines Kundenprojekts aus dem Bereich Getriebe und Baumaschinen. Ausgangspunkt war nicht die Frage, welcher 3D-Drucker angeschafft werden sollte. Das Unternehmen hatte ein wesentlich konkreteres Ziel: Ersatzteile sollten zuverlässiger und schneller verfügbar sein.
Gemeinsam wurde deshalb untersucht, welche Bauteile bisher aufwendig konventionell gefertigt werden und bei welchen Komponenten eine additive Alternative interessant sein könnte. Dabei fiel der Blick auf ein Dichtungspaket aus mehreren Einzelteilen. Ein erster Druckversuch zeigte jedoch direkt neue Herausforderungen: Durch das flexible Material kam es zu Verformungen und das Bauteil erfüllte die Anforderungen noch nicht vollständig.
Genau hier zeigt sich für Arthur und Tobias ein weiterer Vorteil additiver Entwicklung. Ein erster Entwurf kann produziert, getestet und anschließend gezielt verändert werden. Statt beim ersten Fehlschlag die Anwendung abzuschreiben, wurden die Problemstellen analysiert und die Konstruktion angepasst. Tobias entwickelte das Paket weiter, sodass mehrere Bestandteile zukünftig additiv gefertigt werden können. In der Folge beschreibt er, dass die gesamte Baugruppe dadurch innerhalb weniger Stunden produziert werden kann und sich zum Zeitpunkt des Gesprächs noch in der Test- und Optimierungsphase befand.
Das Beispiel zeigt sehr gut, was Anwendungsentwicklung im 3D-Druck tatsächlich bedeutet. Es geht selten darum, eine bestehende Datei einmal auf einen Drucker zu schicken und sofort das perfekte Ergebnis zu erhalten. Vielmehr entsteht die Lösung durch Bauteilanalyse, Konstruktion, Test, Anpassung und erneute Erprobung.
Was Arthur aus dem Gespräch mit Tobias Teufel mitnimmt
Die wichtigste Erkenntnis dieser AdditiveTalk-Folge ist, dass erfolgreiche 3D-Druck-Anwendungen nicht zufällig entstehen müssen. Unternehmen können systematisch danach suchen. Dafür lohnt es sich, die eigene Produktion einmal vollständig zu durchlaufen und an jedem Prozessschritt zu fragen: Wo entstehen lange Rüstzeiten? Welche Vorrichtungen werden ständig verändert? Wo greifen Bauteile direkt in den Materialfluss ein? Welche Ersatzteile liegen jahrelang im Lager? Wo werden mehrere Komponenten montiert, obwohl sie möglicherweise in einem einzigen Bauteil zusammengeführt werden könnten?
Dabei muss der Einstieg nicht spektakulär sein. Eine einfache Halterung oder Schweißvorrichtung kann für ein Unternehmen zunächst wertvoller sein als ein komplexes Demonstrationsbauteil. Entscheidend ist, dass eine reale Verbesserung entsteht und die Mitarbeiter Vertrauen in die Technologie gewinnen. Von dort können Anwendungen Schritt für Schritt anspruchsvoller werden – von einfachen Betriebsmitteln über Greifer und Materialführungen bis hin zu funktionalen Komponenten einer ausgelieferten Maschine.
Für Arthur bestätigt das Gespräch deshalb einen Grundsatz, der sich durch viele AdditiveTalk-Folgen zieht: Nicht möglichst viel 3D-drucken, sondern die richtigen Bauteile finden. Erst wenn Problem, Anwendung und wirtschaftlicher Nutzen verstanden sind, sollte entschieden werden, wie das Bauteil konstruiert und mit welchem Verfahren es produziert wird.
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