Additive Fertigung (3D-Druck)

Kurz erklärt

3D-Druck ist auch bekannt als additive Fertigung. Dies ist ein Fertigungsverfahren, bei welchem das verwendete Material Schicht für Schicht aufgetragen wird. Es entstehen so fertige dreidimensionale Bauteile.

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© digiZ Ostwürttemberg / 3D Industrie GmbH

Expertenbericht


So wird der Einstieg in 3D-Druck für Unternehmen deutlich erträglicher

Eine neue Fertigungstechnologie wie der 3D-Druck verlangt ein neues Zusammenspiel von Menschen, Maschinen, Orten und Abläufen. Der erfolgreiche Einsatz eines industriellen 3D-Druckers sowie die Realisierung von 3D-gedruckten Bauteilen setzt also eine andere Denk- und Herangehensweise voraus, als dies mit bekannten traditionellen Fertigungsverfahren der Fall ist. Trotzdem ist die Berücksichtigung der additiven Fertigung (3D-Druck) bei bekannten, eher schwierigen Fertigungsproblemen oder bei neuen Produkten in der Regel ein großer Gewinn für alle Beteiligten.


Warum fällt der Einstieg so schwer?

3D-Druck ist schon lange ein Gesprächsthema in den Unternehmen, dabei wird die Entscheidung, endlich damit zu starten immer wieder verschoben, da eine große Unsicherheit und vor allem eine Unklarheit herrscht, was wirklich Sinn macht. Gründe dafür sind: Die Unternehmen wissen oft gar nicht ob und wie damit gestartet werden soll, ob sich der Kauf eines 3D-Druckers überhaupt lohnt, welche der vielen Technologien die Richtige sei und vor allem welche Anwendungen sowie Produkte mit Potential sich damit überhaupt im Unternehmen sowie bei Kunden finden lassen. Es ist so, als würden die Unternehmen eine Entscheidung treffen wollen, da jedoch der „Dschungel“ an Informationen auf Grund von fehlender Orientierung so groß, komplex und undurchsichtig ist, wird die Entscheidung eher vertragt. Ein Fehlkauf nur um das Gewissen zu beruhigen, um mit einem 3D-Drucker gestartet zu sein ist genauso eine Folge daraus, wie komplett falsche Erwartungen erzeugt zu haben und an der falschen Stelle gespart zu haben.

Funktioniert 3D-Druck überhaupt?

Dass 3D-Druck funktioniert und dabei sensationelle 3D-gedruckte Lösungen aus Kunststoff, Metall und anderen Werkstoffen entstehen können, das ist bereits bekannt, ob diese neue Fertigungstechnologie jedoch auch bei Ihnen Erfolg findet, hängt sehr stark von einem klaren Plan und der richtigen Denkweise ab. Einfacher gesagt: Das Denken in geometrischen Primitiven, also Bauklötzchen, sollte durch das Formen von Knetmasse oder Wachstum in der Natur ersetzt werden. Somit wird nicht wie in der konventionellen Fertigung mit CNC-Fräs- und Drehmaschinen Material von einem Rohling abgetragen, sondern nur das Material im Schichtbauverfahren aufgetragen, das wirklich notwendig ist. Da im 3D-Druck eine neue Fertigungstechnologie zum Einsatz kommt, die Schicht für Schicht arbeitet und nicht Arbeitsschritt nach Arbeitsschritt, sollte auch eine neue Denkweise für die Erstellung von Bauteilen speziell für diese Technologie zugrunde gelegt werden. Es gibt jedoch eine klare Trennung von dem Fertigen von Prototypen wie ersten Mustern oder Anschauungstücken, dem Fertigen von Fertigungshilfen wie Vorrichtungen, Montagehilfen, Halterungen etc. und dem Fertigen von „End-Use-Parts“ für den endgültigen Gebrauch in Ihrem Produkt. Ihre übergeordneten Ziele in der additiven Fertigung sind Geld und Zeit durch den cleveren Einsatz neuer Technologie einzusparen, das können Sie toll in Zahlen messen. Ein weiteres Ziel ist Ihre Innovationskraft im Unternehmen zu steigern, das ist schwierig messbar.

Design. Print. Solve. Repeat.

Ist die Denkweise bei 3D-Druck und das Vorgehen bekannt und gut geübt, geht es darum, Standards einzuhalten und den Prozess so schnell es geht zu wiederholen und dem Kunden wirklich zu helfen, um Zeit und Geld zu sparen sowie die Innovationskraft zu stärken.

5 Schritte für einen fundierten Start in die additive Fertigung

1. Gezielt Wissen aufbauen:
Da in den Unternehmen durch historisch bedingte Strukturen oft tiefgründiges Wissen zu bekannten traditionellen Fertigungsverfahren verfügbar ist, wird der Fokus auf neue Technologien auch mit derselben „alten konventionellen Brille“ gesehen. Konventionelle Bauteilgestaltung und 3D-Druck lassen sich nur sehr schlecht kombinieren. Herkömmliche konstruktive Gewohnheiten sind tief verankert, müssen aber zumindest angepasst, vielleicht sogar über Bord geworfen werden. Ziel jedes „Gestalters“ sollte es sein, pfiffige, langlebige und wandlungsfähige technische Lösungen zu fertigen, welche die Prüfkriterien „sicher“, „einfach“ und „eindeutig“ bestehen. Vor allem geht es darum, die Vorteile der einzelnen 3D-Drucktechnologien verstehen und zuordnen zu können anstatt die Funktion der Technologie. Besonders gut eignen sich Basis-Schulungen für Anfänger und 3D-Druck-Online-Seminare. Auch der Griff zu einem guten strukturierten Buch, das die Denkweise sowie die additive Konstruktion vermittelt, ist zum Start äußerst hilfreich.
2. Potential und Anwendungen finden:
Zu Beginn jedes Gedankens, ob und wie 3D-Druck zum Einsatz kommt, ist die Anwendung, ein Bauteil und noch besser eine 3D-gedruckte Lösung zu gestalten. Dabei kann ein Problem bei einem bestehenden Bauteil mit der additiven Fertigung umkonstruiert und gelöst werden oder eine Problemstellung mit 3D-Druck komplett neu angegangen werden. Da bei der Betrachtung der Anwendungen und den Potentialen meist eine große psychologische Hürde im Kopf ist, komplett anders zu denken, weil die Fertigungstechnologie dies jetzt zulässt, sollte unbedingt auf gute Beratung durch eine Anwendungsberatung oder einer Potentialanalyse von einem Experten zurückgegriffen werden. Viele Fragen und komplett neue Ideen können hier bereits in wenigen Stunden fundiert und mit Weitblick erarbeitet werden.
3. Die richtige Technologie finden:
Ist das Potential und die Anwendung für 3D-Druck bekannt, können Rückschlüsse auf die zu empfehlenden 3D-Drucktechnologie gemacht werden. Dabei kann Anfangs auf einen 3D-Druckdienstleister zurückgegriffen werden, um die Anwendung mit geringem Investment prüfen zu können. Bei der Auswahl der Technologie geht es vor allem um Prozesssicherheit und um Ihr Potential, das gefunden wurde, möglichst gut auszunutzen. Die Bedienung sollte einfach und unkompliziert sein, sonst wird der alltägliche Umgang schwerfallen. Der Fokus sollte immer auf das zu druckende Bauteil fallen, der 3D-Drucker ist nur das Werkzeug für die 3D-gedruckte Lösung.
4. Mit der Technologie arbeiten:
Ist der 3D-Drucker im Unternehmen, geht es darum, diesen auch zu benutzen. Je mehr gedruckt wird, umso stärker ist die Lernkurve. Das Risiko für Fehldrucke kann dabei mit einer sehr guten Zusammenarbeit mit einem Berater oder mit dem Hersteller vermieden werden. Hier gilt: Haben Sie eine neue Technologie im Griff oder hat die neue Technologie Sie im Griff? Da es eine neue Technologie ist, sollte hier eine starke Partnerschaft mit dem Hersteller eingegangen werden, somit sind Anwendungen anfangs eher schwieriger und später durch die klare Anweisung des Herstellers ein Kinderspiel. Einfach gesagt, schalten Sie das Ego und den Stolz aus und vertrauen Sie der Technologie.
5. Kommunikation zum Kunden:
Ist durch 3D-Druck ein besseres oder neues Produkt entstanden, ist es sinnvoll mit dem Kunden zu kommunizieren. Dadurch, dass im Unternehmen ein Technologiesprung gemacht wurde, ist es auch verständlich dies höherpreisig an den Kunden zu verkaufen, wenn im Produkt ein deutlicher Mehrwert zu erkennen ist. Besonders sollte im Unternehmen abteilungsübergreifend zum Thema 3D-Druck kommuniziert werden, da somit neue Anwendungen entstehen. Ist das Produkt individuell anpassbar durch 3D-Druck, ist es sehr sinnvoll, dies mit dem Außendienst zu kommunizieren.

Autor

Lutz
Johannes Lutz ist Inhaber und Geschäftsführer von 3D Industrie GmbH mit Sitz im Innovationszentrum Aalen. Mit mehr als zehn Jahren unternehmerischer Tätigkeit darunter fünf Jahre in der additiven Fertigung und dem Aufbau eines sehr erfolgreichen Start-ups für 3D-Druck im Maschinenbau in Deutschland.
Er hat in Aalen Maschinenbau/Wirtschaft und Management studiert. Zusammen mit seiner Schwester Maria Lutz hilft er Industriebetrieben beim erfolgreichen Implementieren von 3D-Druck. Zusätzlich ist er Autor des Buches 3D-Druck Profi-Wissen.