Industrieller 3D-Druck:
Warum es heute nicht mehr
nur um die Technologie geht

Vom 3D-Druck-Hype zur entscheidenden Frage: Was bringt die Technologie wirklich?

Um 2014 ging es häufig noch darum, Unternehmen überhaupt zu erklären, was 3D-Druck ist und warum man sich mit der Technologie beschäftigen sollte. Heute sieht die Ausgangslage völlig anders aus.

In vielen Konstruktionsabteilungen stehen Desktop-3D-Drucker. Prototypen werden innerhalb weniger Stunden gefertigt und erste Vorrichtungen oder Montagehilfen gehören längst zum Alltag.

Für Johannes liegt genau darin jedoch eine neue Herausforderung. Viele Unternehmen haben diese erste Stufe erfolgreich erreicht – und bleiben anschließend stehen.

Sie kennen FDM, drucken selbst und haben bewiesen, dass additive Fertigung funktioniert. Trotzdem beschäftigen sie sich häufig noch nicht intensiv damit, welche Möglichkeiten SLS, Multi Jet Fusion und andere industrielle Verfahren eröffnen.

Damit hat sich die zentrale Frage verändert. Früher lautete sie: „Kennst du 3D-Druck?“ Danach: „Warum nutzt du 3D-Druck noch nicht?“ Heute geht es vielmehr darum, ob Unternehmen mit den vorhandenen Möglichkeiten bereits die Ergebnisse erreichen, die technisch und wirtschaftlich möglich wären.

Das größte Hindernis ist häufig nicht der 3D-Drucker, sondern das Mindset

Maschinen sind leistungsfähiger geworden, Materialien sind verfügbar und professionelle Fertigungsverfahren lassen sich über Dienstleister vergleichsweise einfach nutzen. Trotzdem greifen viele Unternehmen weiterhin automatisch auf bekannte Verfahren zurück.

Johannes sieht dahinter vor allem Unsicherheit. Was passiert, wenn das Bauteil nicht hält? Was sagt der Kunde? Wie reagiert die eigene Konstruktion oder Fertigung? Und wie lässt sich ein neuer Ansatz intern rechtfertigen, wenn etwas nicht sofort funktioniert?

Diese Fragen sorgen dafür, dass Unternehmen häufig lieber den bekannten Weg gehen – selbst dann, wenn dieser teurer oder langsamer ist.

Dabei geht es nicht darum, klassische Fertigungsverfahren schlechtzureden. Fräsen, Spritzguss und 3D-Druck haben jeweils ihre Berechtigung. Entscheidend ist, sich von der Vorstellung zu lösen, dass ein Bauteil automatisch genauso hergestellt werden muss wie in den vergangenen zehn oder zwanzig Jahren.

Ein Bauteil, das ursprünglich zum Fräsen entwickelt wurde, trägt die Anforderungen dieses Fertigungsverfahrens bereits in seiner Geometrie. Wird diese Konstruktion anschließend unverändert gedruckt, ist der 3D-Druck häufig unnötig teuer.

Nicht das Bauteil fragen, ob es gedruckt werden kann – sondern die Anwendung verstehen

Im Gespräch kommen Arthur und Johannes immer wieder auf einen Punkt zurück: Die Anwendung muss vor der Technologie stehen.

Statt ein vorhandenes Bauteil in die Hand zu nehmen und sofort zu überlegen, wie es mit 3D-Druck hergestellt werden könnte, stellt Johannes zunächst eine andere Frage: Was ist eigentlich die Aufgabe dieses Bauteils?

Gerade bei Vorrichtungen, Montagehilfen oder Betriebsmitteln führt diese Frage häufig zu völlig neuen Lösungen.

Ein Halter muss vielleicht nicht nur einen Sensor befestigen. Er könnte gleichzeitig das Kabel führen, eine Zugentlastung integrieren, die Positionierung verbessern und dem Mitarbeiter die Montage erleichtern. Mehrere bisher getrennte Funktionen können dadurch in einem Bauteil zusammengeführt werden.

Arthur bringt dabei einen weiteren Punkt aus der Praxis ein: Häufig ist nicht der Konstrukteur die wichtigste Person, wenn eine Anwendung verstanden werden soll, sondern der Mitarbeiter, der jeden Tag damit arbeitet.

Wer einen Montagevorgang mehrere hundert Mal pro Schicht ausführt, weiß sehr genau, wo Zeit verloren geht, welche Vorrichtung unbequem ist oder welche Handgriffe unnötig kompliziert sind.

Eine Potenzialanalyse bedeutet deshalb nicht, möglichst viele Bauteile zwanghaft in den 3D-Druck zu überführen. Ein Teil, das zuverlässig und wirtschaftlich gefräst wird, darf auch weiterhin gefräst werden.

Additive Fertigung wird dort interessant, wo sie einen konkreten Vorteil erzeugt: geringere Kosten, kürzere Lieferzeiten, weniger Einzelteile, bessere Ergonomie, kleinere Losgrößen, schnellere Anpassungen oder eine bessere Funktion.

Vom Prototyp zur Serie: Wo der nächste große Schritt im 3D-Druck liegt

Viele Unternehmen nutzen 3D-Druck selbstverständlich für Prototypen. Beim nächsten Schritt zur Serienfertigung wechseln sie jedoch häufig wieder automatisch zurück zu bekannten Verfahren.

Für Johannes ist FDM weiterhin eine sehr starke Technologie. Wer schnell einen Prototyp, ein Testbauteil oder eine erste Vorrichtung benötigt, kann mit eigenen FDM-Systemen extrem flexibel arbeiten.

Diese Verbreitung war für die additive Fertigung wichtig – sie sollte aber nicht das Ende der Entwicklung sein.

Bei funktionalen Serienbauteilen und größeren Stückzahlen sieht Johannes vor allem pulverbettbasierte Kunststoffverfahren wie SLS und Multi Jet Fusion weit vorne. Sie ermöglichen andere Bauteileigenschaften, eine hohe Packungsdichte im Bauraum und die wirtschaftliche Fertigung unterschiedlicher Komponenten innerhalb eines Produktionslaufs.

Das bedeutet allerdings nicht, dass jedes Unternehmen sofort einen industriellen Pulverbett-3D-Drucker kaufen sollte.

Johannes empfiehlt gerade beim Einstieg zunächst die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen 3D-Druck-Dienstleister. Dadurch lassen sich unterschiedliche Verfahren und Materialien direkt an realen Anwendungen testen, ohne sofort große Investitionen tätigen zu müssen.

Gleichzeitig entsteht Know-how im Unternehmen. Wenn später genügend regelmäßige Anwendungen vorhanden sind, kann eine eigene additive Fertigung sinnvoll werden. Beides kann nebeneinander existieren.

Wann wird additive Fertigung wirtschaftlich wirklich interessant?

Je weiter das Gespräch fortschreitet, desto deutlicher wird, dass es Arthur und Johannes nicht um Technik um der Technik willen geht. Industrieller 3D-Druck muss einen messbaren Nutzen erzeugen.

Dieser Nutzen besteht nicht ausschließlich aus einem niedrigeren Stückpreis. Lieferzeiten, Lagerbestand, Werkzeugkosten, Änderungsaufwand, Montagezeit und die tägliche Arbeit der Mitarbeiter gehören ebenfalls zur Betrachtung.

Eine Vorrichtung, die einen einzelnen Handgriff vereinfacht, kann bei mehreren hundert Wiederholungen pro Tag eine erhebliche Zeitersparnis erzeugen. Ein Bauteil, das bedarfsgerecht produziert werden kann, muss nicht in großen Mengen auf Lager liegen. Und eine Konstruktion, die ohne neues Werkzeug verändert werden kann, schafft Flexibilität.

Gerade unter steigendem Kostendruck gewinnt diese Perspektive an Bedeutung. Die wirtschaftlichste Produktion entsteht nicht dadurch, ein Verfahren pauschal zu bevorzugen. Sie entsteht dann, wenn Fräsen, Spritzguss, FDM, SLS oder MJF dort eingesetzt werden, wo sie ihre jeweiligen Stärken ausspielen können.

Was Arthur aus dem Gespräch mit Johannes Lutz mitnimmt

Die nächste Entwicklungsstufe des industriellen 3D-Drucks wird nicht allein durch bessere Maschinen entschieden.

Viele Unternehmen besitzen die Technologie bereits. Sie haben erste Erfahrungen gesammelt und bewiesen, dass additive Fertigung funktioniert. Was häufig noch fehlt, ist der nächste Schritt: Anwendungen anders zu betrachten, Konstruktionen neu zu denken und unterschiedliche Verfahren dort einzusetzen, wo sie tatsächlich einen Vorteil schaffen.

Genau deshalb dreht sich das Gespräch weniger um die Frage „FDM oder Pulverbett?“ und stärker darum, wie Unternehmen das Werkzeug 3D-Druck überhaupt nutzen.

Manchmal ist FDM die richtige Lösung, manchmal SLS oder Multi Jet Fusion – und manchmal bleibt Fräsen oder Spritzguss das wirtschaftlichste Verfahren. Entscheidend ist, zuerst die Anwendung zu verstehen und anschließend die Technologie auszuwählen.

Unternehmen müssen dafür nicht sofort ihre gesamte Fertigung verändern. Häufig reichen zwei oder drei geeignete Projekte, um erste Erfolge sichtbar zu machen. Sobald Konstrukteure, Einkäufer und Mitarbeiter in der Produktion erkennen, welchen konkreten Nutzen additive Fertigung schaffen kann, entwickelt sich das Thema häufig von selbst weiter.