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Corona – und dann?! Brancheninsider zeigen, wo 3D-Druck in der Krise helfen kann

| Redakteur: Stefan Guggenberger

Das Potential des 3D-Drucks zeigte sich in der Corona-Krise zunächst bei Schutzkleidung wie Mundschutzmasken. Mit additiver Fertigung können aber auch Notlieferketten in der Industrie aufgebaut werden. Unsere Experten sagen Ihnen, wo 3D-Druck helfen kann.

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In der aktuellen Krise zeigt die additive Fertigung ihr Potential, um unterbrochene Lieferketten zu unterstützen.
In der aktuellen Krise zeigt die additive Fertigung ihr Potential, um unterbrochene Lieferketten zu unterstützen.
(Bild: gemeinfrei // unsplash )

Mit der andauernden Corona-Krise und den damit verbundenen Lieferengpässen, bei bestimmten medizinischen Bedarfsgütern, richtete sich die Aufmerksamkeit schnell auf den 3D-Druck. Bereits Mitte März haben zwei italienische Ingenieure ihre 3D-Drucker in ein örtliches Krankenhaus verlegt, um dort dringend benötigte Ventile für Beatmungsgeräte zu drucken. Nach diesem Startschuss reagierte die Branche schnell: 3D-Druckerhersteller, Anwender, Dienstleister und auch Hobbydrucker engagierten sich im Kampf gegen den Virus. Sie alle haben kurzerhand Hilfsmittel entwickelt, CAD-Dateien sowie Kapazitäten zur Verfügung gestellt und sich in Netzwerken organisiert.

Krise unterbricht auch Lieferketten der Industrie

Schnell zeigte sich aber, dass Lieferengpässe und unterbrochenen Lieferketten nicht nur auf die Medizinbranche beschränkt bleiben. Die auf Just-in-time optimierte Autoindustrie konnte wichtige Teile nicht mehr aus dem Ausland beziehen. Aber auch die Produktion im Inland kam teilweise zum Erliegen, weil Fabriken schließen mussten. Es braucht also eine Technologie, die schnelle Lösungen für möglichst viele Branchen liefert: "Die Stärke der Additiven Fertigung ist in der aktuellen Situation die Flexibilität. Additive Fertigungsmaschinen können problemlos heute Ersatzteile, morgen Consumables und übermorgen Komponenten für Schutzausrüstungen herstellen.", meint Dr. Christoph Klahn von der Inspire AG zum Potential des 3D-Druck in der aktuellen Krise. Auch Dr. Stefan Kamlage vom Verband 3DDruck e. V. sieht die Chancen von AM in der Krise: "Es geht nicht um Anwendungen für bestimmte Branchen, sondern den gesamten Bereich. Aktuell werden viele Werkzeuge in Billiglohnländern gefertigt und auch instandgesetzt. Mit der Additiven Fertigung können Arbeiten wie Werkzeugbau auch effektiv in Europa und besonders in Deutschland durchgeführt werden."

Das sagen unsere Experten zum Krisen-Potential der additiven Fertigung

Neben der kurzfristigen Unterstützung im Medizinbereich – welches Potential hat die additive Fertigung, gekappte Lieferketten wiederherzustellen und Lieferengpässe zu beseitigen?

"Das Potential in der derzeitigen Krise ist ganz klar im Medizinbereich. Schon jetzt gibt es eine Vielzahl von Unternehmen die auch Endprodukte im 3D-Druck Verfahren herstellen. In diesem Fall kann der 3D-Druck Lieferengpässe auch für solche Teile beseitigen, die zum Beispiel von Lieferschwierigkeiten oder einer gesteigerten Nachfrage betroffen sind. Für den breiten Einsatz über gesamte Lieferketten ist das derzeitige Potential jedoch noch als gering anzusehen." - Dr. Jakob Heinen, Postdoktorand im Bereich Supply Chain Management, Kühne Logistics University

"Wir haben bei der andauernden Coronapandemie festgestellt, dass einfache 3D-gedruckte Einwegteile, die als Ersatzteil für konventionelle Teile fungieren, sehr gefragt sind. Diese Beobachtung zeigt, dass der 3D-Druck eine wichtige Rolle bei Lieferengpässen von Einwegprodukten spielen kann." - Dr.-Ing. Philipp Imgrund, Abteilungsleiter AM Prozesse, Fraunhofer IAPT

"Die Flexibilität hinsichtlich Ort und Zeit (werkzeuglos) bietet hohes Potential. Gleichzeitig sind Q-Standards, Gewährleistung Zertifizierung usw. Hindernisse bzw. müssen erarbeitet werden." - Rainer Gebhardt, Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing Projektleitung, VDMA

"Mit kompakten Desktop-3D-Druckern können Einzelteile schnell und effizient vor Ort gedruckt werden – das geht sogar im Home Office. Innovation muss durch Lieferengpässe somit nicht aufgehalten werden: neue Anwendungen und Modelle können vor Ort produziert und verbessert werden." - Stefan Holländer, Managing Director EMEA, Formlabs

"Die Additive Fertigung kann insbesondere im Werkzeug- und Formenbau Engpässe in den Lieferketten überbrücken. Dabei geht es nicht um Anwendungen für bestimmte Branchen, sondern den gesamten Bereich. Aktuell werden viele Werkzeuge in Billiglohnländern gefertigt und auch instandgesetzt. Mit der Additiven Fertigung können diese Arbeiten effektiv auch in Europa und besonders in Deutschland durchgeführt werden." - Dr. Stefan Kamlage, Erweiterter Vorstand Bereich Technik, Verband 3DDruck e.V.

"Die Stärke der Additiven Fertigung ist in der aktuellen Situation die Flexibilität. Additive Fertigungsmaschinen können problemlos heute Ersatzteile, morgen Consumables (Verbrauchsmaterial) und übermorgen Komponenten für Schutzausrüstungen herstellen. Genauso einfach lässt sich die Menge skalieren indem mehr Maschinen für die Fertigung eines Produktes eingesetzt werden." - Dr. Christoph Klahn, Head of Design for New Technologies, Inspire AG

"Insbesondere für Ersatzteile hat man nun die einmalige Chance, 3D Druck verstärkt als Alternative zu sehen wenn Bauteile nicht lieferbar sind. Aber man darf das Potential auch nicht überschätzen. Die umsetzbaren Materialmengen, die mit der derzeit installierten additiven Systembasis möglich sind, stellen nur einen Bruchteil der werkzeuggebundenen Fertigungskapazität dar." - Matthias Schmidt-Lehr, Geschäftsführer, Ampower

"3D-Druck hat riesiges Potenzial, Lieferketten wiederherzustellen. Prinzipiell können alle Branchen davon profitieren, beispielsweise die Autoindustrie oder die Energiebranche. Es geht aber nicht nur darum, mit 3D-Druck eine andere Technologie zu ersetzen. Vielmehr können wir mit den additiven Verfahren die Lieferketten überdenken und nachhaltig verbessern. Anstatt ein komplexes Bauteil aus mehreren Einzelstücken zu fertigen, lässt es sich zum Beispiel oft „am Stück“ drucken." - Frank Peter Wüst, Additive Manufacturing Experte, Trumpf

In welchen Branchen sehen Sie dafür die größten Chancen?

"Vorreiter für Endprodukte ist die Medizintechnik, die schon heute 3D-Druck in großen Umfang für Bauteile von Hörgeräten einsetzt. Ebenso zeigt dies die Luftfahrtindustrie, die vor allem durch bionische Designs einen Vorteil in Leichtbauteilen sieht." - Dr. Jakob Heinen, Postdoktorand im Bereich Supply Chain Management, Kühne Logistics University

"Die medizinische Industrie ist ein sehr interessanter Bereich für den 3D-Polymerdruck, da viele Einwegprodukte in der Medizin verwendet werden." - Adj. Prof. Dr. Jan Wolff, Leiter Medical Center, Fraunhofer IAPT

"VDMA spricht für den Maschinenbau – da sind Ersatzteile, kleine Stückzahlen und individuelle Komponenten als Just-in-time – Lieferung gefragt." - Rainer Gebhardt, Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing Projektleitung, VDMA

"Insbesondere im Maschinenbau und der Produktion, wo Unternehmen häufig auf externe Zulieferer angewiesen sind sehen wir hierfür große Chancen. Aber auch im Hinblick auf Produktengpässe im medizinischen Bereich bietet der 3D-Druck enormes Potential, wie momentan in der Produktion von Nasenrachenabstrichen und Schutzmasken beispielhaft zu sehen ist." - Stefan Holländer, Managing Director EMEA, Formlabs

"Der Bereich Werkzeug- und Formenbau wird mittels AM in Mitteleuropa sicher einen Aufschwung erfahren, da dieses Herstellungsverfahren eine kostendeckende Individualisierung der Produkte ermöglicht. Die Kleinserienfertigung im Bereich der Schienenfahrzeuge, Busse, LKW und Flugzeugbau wird ebenfalls von der Additiven Fertigung profitieren." - Dr. Stefan Kamlage, Erweiterter Vorstand Bereich Technik, Verband 3DDruck e.V.

"Ich persönlich habe keine spezielle Branche im Blick sondern vor allem Unternehmen die schon vor der aktuellen Situation mit einer hohen Variantenvielfalt und stark schwankender Nachfrage konfrontiert waren. Diese Unternehmen können von den Erfahrungen die jetzt gemacht werden langfristig profitieren." - Dr. Christoph Klahn, Head of Design for New Technologies, Inspire AG

"Letztlich können alle Branchen die Chance nutzen, die nicht allzu komplexen Zulassungsbedingungen unterliegen. Das schließt dann nur wenige Branchen aus wie Teile der Medizintechnik oder Luftfahrt. Hier lässt sich zum großen Teil nicht ohne weiteres ein Produktionsverfahren umstellen." - Matthias Schmidt-Lehr, Geschäftsführer, Ampower

"Wir bei Trumpf sehen in fast allen Branchen Chancen, mit additiver Fertigung die Lieferketten zu verbessern. In der Medizintechnik bietet der 3D-Druck in Zeiten von COVID 19 zum Beispiel großen Mehrwert, weil sich neue Ideen schnell und flexibel umsetzen lassen. In Branchen mit weniger strengen Auflagen als in der Medizintechnik ist der Mehrwert der additiven Fertigung noch schneller sichtbar, etwa dem Werkzeug- und Formenbau." - Frank Peter Wüst, Additive Manufacturing Experte, Trumpf

Bei welchen Bauteilen (A-,B-,C-Teile) eignet sich 3D-Druck als Notlieferkette und welche Anforderungen müssen die 3D-gedruckte Produkte erfüllen? Welche Beispiele gibt es?

"In einer Studie haben wir das Potential von 3D-Druck für über 50.000 Ersatzteile untersucht. Selbst wenn die variablen Produktionskosten für 3D Druck ein Vielfaches über denen der traditionellen Fertigung liegen, könnten über 8 % der Teile effizient gedruckt werden. Mercedes-Benz Lkw druckt Ersatzteile aus Kunststoff und Metall, um vor allem die Verfügbarkeit von Ersatz- und Sonderteilen zu erhöhen, die nur in Kleinstmengen nachgefragt werden." - Dr. Jakob Heinen, Postdoktorand im Bereich Supply Chain Management, Kühne Logistics University

"In der aktuellen Situation werden vor allem solche Teile gedruckt, die einen schnellen Beitrag zur Hilfe liefern und unkompliziert verwendet werden können. Beispiele sind Halter für Visiere, Türöffner oder ähnliche Hilfsmittel." - Adj. Prof. Dr. Jan Wolff, Leiter Medical Center, Fraunhofer IAPT

"Auf den ersten Blick natürlich hochwertige Bauteile, die in kleinen Stückzahlen hergestellt werden. Die Beispiele in der aktuellen Krise zeigen, dass einfache Komponenten im 3D-Druck hergestellt werden (z.B. Maskenträger). Bei komplexen Beatmungsgeräten funktioniert AM nur als ergänzende Fertigungstechnologie gemeinsam mit Know-how-Trägern aus der Medizintechnik." - Rainer Gebhardt, Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing Projektleitung, VDMA

"Der 3D-Druck eignet sich generell für alle Bauteile, sofern das Design druckbar ist und die Materialanforderungen erfüllt werden. Ein gutes Beispiel ist Pankl Racing Systems aus Österreich, die auf leistungsstarke Fahrzeuge und Luftfahrtanwendungen spezialisiert sind. Jedes einzelne Teil, das Pankl herstellt, benötigt eine Reihe von maßgefertigten Haltevorrichtungen, Befestigungen und weiterer Werkzeugbestückung, die speziell für dieses Teil entworfen und hergestellt wurden." - Stefan Holländer, Managing Director EMEA, Formlabs

"Insbesondere die Hersteller von Medizinprodukten können ihr Portfolio, bei der Nutzung zertifizierter Materialien und Maschinen, deutlich erweitern und mit einer Duldung für die Nutzung der Produkte rechnen. Für Neueinsteiger bei Produkten für medizinische Anwendungen müssen schnell Wege gefunden werden, die die notwendige Sicherheit gewährleisten und auch die Verfügbarkeit der benötigten Teile sicherstellen." - Dr. Stefan Kamlage, Erweiterter Vorstand Bereich Technik, Verband 3DDruck e.V.

"Als Plan B sind additive Fertigungsverfahren primär für urformende Fertigungsverfahren geeignet und hier vor allem für Kunststoffteile. Somit kann die Limitierung durch fehlende/ausgelastete Werkzeugformen umgangen werden. Generell ist die Additive Fertigung eher für Teile mit kleinen Stückzahlen und hohem Wertschöpfungsanteil geeignet." - Dr. Christoph Klahn, Head of Design for New Technologies, Inspire AG

"Je höher die Anforderungen an das Bauteil, desto langwieriger die Umstellung. Dementsprechend eignen sich zunächst alle einfachen Komponenten wie beispielsweise Halterungen und Verbindungsteile. Viele der derzeit produzierten medizinischen Komponenten wie der Gesichtsschutz entsprechen solchen einfachen Bauteilen." - Matthias Schmidt-Lehr, Geschäftsführer, Ampower

"Prinzipiell eignet sich ein Bauteil für die additive Fertigung, wenn es komplex ist, wir seine Funktion verbessern können und es eine bestimmte Wertigkeit aufweist. Das gilt auch für eine Notlieferkette. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Deutsche Bahn. Das Unternehmen lässt unter anderem bei Lohnfertigern auf Maschinen von Trumpf Ersatzteile für seine Züge drucken. Das bringt defekte Fahrzeuge schneller wieder auf die Schiene zurück." - Frank Peter Wüst, Additive Manufacturing Experte, Trumpf

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