Additive Fertigung: Mächtig unter Druck

Mit der vierten industriellen Revolution und dem Wunsch vieler Kunden nach neuen, individualisierten und hochwertigen Produkten, ergeben sich ganz neue Chancen für die fertigende Industrie: Im immer härteren Wettbewerb haben jene Unternehmen die Nase vorn, die besonders effizient und flexibel produzieren – oder die sich gleich neue Geschäftsmöglichkeiten erschließen. Wie das funktioniert? Zum Beispiel mit den vielfältigen Möglichkeiten des 3D-Drucks, wie Siemens-Experte Karsten Heuser im Interview erklärt.

Herr Heuser, die Additive Fertigung wird in Studien neben dem digitalen Zwilling und dem Internet of Things (IoT) als eine der Zukunftstechnologien der vierten industriellen Revolution genannt. Teilen Sie diese Einschätzung?

 

Karsten Heuser: Auf jeden Fall, wobei ich bei dem Begriff Zukunftstechnologie vorsichtig wäre. Denn ebenso wie der digitale Zwilling und das IoT revolutioniert der 3D-Druck schon heute die industrielle Fertigung. Bisher kommt die Technologie vor allem im Bereich Luftfahrt und in der Medizintechnik zum Einsatz, wir sehen aber bereits ein steigendes Interesse im Bereich der Automobilindustrie und des Gasturbinen- und Ersatzteilgeschäfts. 

 

Woran liegt das?

 

Heuser: Die Additive Fertigung ist für alle produzierenden Branchen interessant und könnte zum entscheidenden Kriterium im Wettbewerb werden. Denn der 3D-Druck ermöglicht nicht nur eine sehr flexible Produktion bis hin zur Losgröße 1, er zeichnet sich auch durch eine hohe Geschwindigkeit und enorme Effizienz für sehr komplexe Bauteilgeometrien aus. Zusätzlich kann man Material sparen, da jedes Produkt aufgebaut statt ausgefräst oder gebohrt wird. Das erlaubt die Fertigung von jeder nur denkbaren Form - auch solcher, die auf mechanischem Wege nicht herstellbar wären. Außerdem steigt die Geschwindigkeit in einer Gesamtproduktionskette, da es dem Drucker egal ist, wie komplex eine Komponente ist – er baut sie ja aus dem Nichts auf und muss nicht hundert einzelne Löcher hineinbohren.

 

Ist das auch der Grund, warum das Siemens-Gasturbinenwerk im schwedischen Finspång bei der Fertigung von komplexen Metallteilen auf den 3D-Druck setzt?

 

Heuser: Richtig. Der Prozess vom Bestelleingang bis zur Fertigstellung dieser Teile läuft bei den Kollegen in Schweden heute fast zehnmal so schnell ab wie früher. Und da beim 3D-Druckprozess auch bis zu 80 Prozent weniger Energie verbraucht wird, spart man  neben dem Material auch Stromkosten und verursacht weniger Emissionen.


Hätten Sie auch ein Beispiel für die neuartigen Formen, die mit der Additiven Fertigung entstehen können? In welchen Bereichen ist das interessant?  

 

Heuser: Auf den ersten Blick im Bereich Luftfahrt, wo heute schon vielfach Leichtbaukomponenten gefertigt werden, deren Hohlräume oder Wabenstrukturen ohne 3D-Druck nicht herstellbar wären. Dies wird aber auch mehr und mehr für die Automobilindustrie interessant. Damit sind wir wieder beim Punkt Effizienz: Dank dieser ultraleichten Bauteile verbrauchen die Flugzeuge oder Autos weniger Treibstoff, ihre Reichweite steigt und die CO2-Bilanz verbessert sich – wichtige Kriterien für die Hersteller und am Ende auch für die Verbraucher.  

Es geht bei der Additiven Fertigung hochkomplexer Teile also in erster Linie ums Sparen – sei es Material, Energie oder Arbeitsschritte? 

   

Heuser: Jein. Die Effizienz ist ein zentrales Kriterium, für viele Branchen sicher das entscheidende. Deshalb ist das Thema beispielsweise auch für das Ersatzteilgeschäft so interessant: Hier lassen sich Lagerkosten sparen, da bei Bedarf schnell auf Knopfdruck gefertigt werden kann. Für mehr und mehr Branchen spielt auch das Thema Losgröße 1 eine Rolle. Es gibt den Trend zur individuellen Fertigung, gerade im Business-to-Consumer-Bereich. Sei es das individuell gefertigte Hüftgelenk oder der an den eigenen Fuß und Geschmack angepasste Turnschuh – die Additive Fertigung macht es möglich und zwar effizient, kostengünstig und schnell. Vor allem bei Bauteilgeometrien, die mit keiner anderen Technologie realisierbar sind, spielt sie ihr volles Potenzial aus.

Sollte sich deshalb jedes Unternehmen einen oder auch gleich mehrere 3D-Drucker und das dazugehörige Know-how an Bord holen, um wettbewerbsfähig zu bleiben?  

 

Heuser: Nein, nicht unbedingt. Damit Industrieunternehmen die Vorteile des 3D-Drucks in Zukunft möglichst schnell und unkompliziert für sich nutzen können, entwickeln wir gerade gemeinsam mit Anwendern eine offene Co-Creation-Plattform. Sie vernetzt rund um die Welt Designer mit Serviceprovidern, Maschinenherstellern und Anwendern und führt dank unserer Software beratend und intelligent durch alle Schritte des Verfahrens. Das wird das Thema 3D-Druck für alle Unternehmen auf einfachem Wege zugänglich machen. Sie können so zudem auch vollkommen neue Geschäftsmodelle entwickeln. Der Austausch in Communities sorgt außerdem für die kontinuierliche Weiterentwicklung und Optimierung der Produkte.

 

Wie kann man sich die Nutzung der Plattform in der Praxis vorstellen?

 

Heuser: Nehmen wir das fiktive Beispiel eines italienischen Automobilherstellers, der für seine Oldtimer keine Ersatzteile mehr einlagern will, auf den kaufkräftigen Liebhabermarkt in China aber nicht verzichten möchte. Er meldet seinen Bedarf der Plattform und die schlägt ihm passende, lizensierte Unternehmen vor. Er entscheidet sich für einen US-Designer, der für ihn die Ersatzteile für die Oldtimer als Design für den 3D-Druck zur Verfügung stellt. Von ihm erwirbt der Automobilhersteller die Lizenz, diese Teile in den nächsten 2 Jahren 300 Mal bei einem Druckeranbieter in China ausdrucken zu dürfen. 

Und woher kann der Designer wissen, dass sein Modell nicht einfach weitergereicht oder häufiger ausgedruckt wird?

 

Heuser: Die Sicherheit der Daten und Anwendungen muss stets gewährleistet werden. In die Plattform fließen unsere umfassenden Cyber-Security-Erfahrungen aus der MindSphere-Entwicklung ein und jedes Design wird über eine Software mittels Digital-Rights-Management verschlüsselt. Erwirbt eine andere Partei die Lizenz, um ein Design auszudrucken, wird ihr dafür ein Schlüssel übermittelt. Dieser ist ebenfalls codiert und muss genaue Handlungsanweisungen enthalten: Drucke dieses Design nur dreimal bis zu diesem Zeitpunkt an jenem Drucker mit einem qualifizierten Prozess aus.


Was sind jetzt die nächsten Schritte? 


Heuser: Erste Funktionen sind bereits in der Umsetzung und werden in den folgenden Monaten mit Pilotanwendern aus der Automobilbranche und Energietechnik auf Herz und Nieren geprüft. In den kommenden Monaten wird die Plattform dann für Interessenten aus allen Industriebereichen geöffnet. Wie in jeder Entwicklung werden die Angebote und Funktionen des Netzwerkes dann kontinuierlich basierend auf den Anforderungen der Nutzer weiterentwickelt. Damit jeder Endanwender, Designer, Serviceprovider oder Maschinenhersteller sich vernetzen kann – und auf Knopfdruck drucken kann.

 

03.04.2018

 

 

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