7 Fragen So integrieren Sie Additive Fertigung in Ihre Produktion

Wer schneller reagieren kann, bleibt wettbewerbsfähiger. Um Additive Fertigung sinnvoll zu integrieren, sollten Sie sich diese 7 Fragen stellen.

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• Sie müssen nicht gleich eine AF-Maschine kaufen. Es gibt Leasing-Modelle oder vielleicht ist es ausreichend, einen Lohnfertiger zu beauftragen. Finden Sie es heraus.

• Sie werden nicht erfahren, wie viel Potenzial in Ihrem Unternehmen oder dem 3D-Druck steckt, wenn Sie lediglich nach Bauteilen suchen, die Sie künftig per Additiver Fertigung herstellen könnten.

• Sollten Sie einen externen Berater einschalten und wann hat sich die Investition in die Additive Fertigung amortisiert?

Flexibel und schnell reagieren? Die Produktion mal eben umrüsten? Für einige konventionelle Verfahren werden Werkzeuge benötigt, deren Herstellung allein schon Tage oder Wochen in Anspruch nimmt. Ein schnelles Reagieren in einer Situation wie der Corona­pandemie ist undenkbar. Doch der Medizinsektor war in einer Notlage, schnelle Hilfe aus der Fertigungsindustrie war gefragt. Und es war die Chance für die Additive Fertigung (AF), ihre Stärken unter Beweis zu stellen. Allen voran das italienische Unternehmen Isinnova, das kurzerhand mit seinem 3D-Drucker in das Krankenhaus von Brescia ging, um dort die dringend benötigten Ventile für Atemschutzgeräte auszudrucken. Es dauerte nur wenige Stunden, bis Cristian Fracassi, Gründer und CEO von Isinnova, die Ventile redesignt und ausgedruckt hatte, wie die englischsprachige Fachzeitschrift 3dpbm berichtet. Danach stieg ein additiver Fertiger nach dem anderen in den Hilfsmodus ein und binnen kürzester Zeit wurden anstatt Schuhen, Brillen oder Motorteilen Ventile für Schutzmasken, Gesichtsschutzschilde und Türöffner produziert. Alles, was die Unter­nehmen brauchten waren die CAD-Daten, und der passende Werkstoff. Da konnte kein konventionelles Verfahren mithalten.

Krisen kommen immer wieder und wer in einer solchen schnell reagieren kann, ist im Vorteil. Aber auch die seit Jahren heraufbeschworene Losgröße 1 und eine Individualisierung von Produkten stehen nun vor der Tür. Dazu kommen auch Märkte, die lange vor sich hin plätscherten, seit einiger Zeit aber eine Umstellung in den Fertigungshallen erfordern. Denken Sie nur an die plötzliche Dringlichkeit von Elektrofahrzeugen. Und wie viele Aufträge haben Sie verloren, weil sich die Kleinserie wegen der hohen Kosten des Werkzeuges nicht rentierte? Die Additive Fertigung wird zunehmend zu einem Wettbewerbs­faktor.

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Aber so einfach wie die Umstellung der Fertigung ist der Einstieg in die AF nicht. Eine Maschine kaufen, in die Produktion stellen und loslegen – das ist reine Utopie. Es braucht viel Know-how, allem voran in der Konstruktion, aber auch in anderen Abteilungen, einige Verfahren erfordern spezielle Räume und Schutz für Mitarbeiter, auch das Material sollte separat gelagert werden und für viele Verfahren sind periphere Maschinen notwendig sowie spezielle Nachbearbeitungsschritte – und ein Geschäftsmodell. Das alles kostet. Deswegen ist die allerwichtigste Frage: Brauche ich die Additive Fertigung denn wirklich? „Wir sind uns sicher, dass jedes Unternehmen bei sich Potenzial für die Additive Fertigung entdecken wird – wenn man danach sucht“, sagt Nicolas Dill, Application Development Consultant bei Additive Minds. Additive Minds berät andere Unternehmen bei der Implementierung von AF-Maschinen und gehört zum Maschinenhersteller EOS. Trotzdem ergänzt Dill seine Aussage: „Es muss nicht immer in eine Anlage investiert werden. Manchmal ist der Weg über einen Lohnfertiger finanziell sinnvoller.” Auf der anderen Seite steigt das Know-how, wenn eine Anlage im Haus ist, neue Ideen entstehen und damit auch neue Anwendungsfelder.

Eine weitere Möglichkeit bietet die Mittelstandsinitiative von EOS. Für 36 Monate können KMU dort einen 3D-Drucker inklusive Software, Werkstoffpaket und Einstiegsschulung mieten. Um die Frage zu beantworten, ob Ihr Unternehmen in Additive Fertigung investieren sollte, müssen Sie wissen, was und wie regelmäßig Sie drucken werden. Haben Sie das herausgefunden, folgt eine klassische Make-or-buy-Entscheidung.

Kennen Sie Ihr additives Potenzial?

Ein Rat, der einem immer wieder begegnet, ist: Unternehmen müssen ihr additives Potenzial kennen. Aber was soll „additives Potenzial“ sein und woher weiß ich, ob mein Unternehmen welches hat? Formuliert man die Frage um, wird sie gleich greifbarer: Was nützt meinem Unternehmen AF? Sie werden die Frage nicht beantworten, wenn Sie lediglich nach Bauteilen suchen, die Sie künftig per Additive Fertigung herstellen könnten. So mancher wirtschaftliche Nutzen versteckt sich vor der ersten Überprüfung.

„Für mich war unser 3D-Druck-­Bereich auch immer eine Möglichkeit, um Aufträge für andere Produktionsverfahren wie Extrusion oder Spritzguss zu bekommen“, sagt Markus Oeding, Verkaufsleiter bei Stükerjürgen Aerospace Composites. Das geschieht immer dann, wenn der Kunde einen Prototypen und 3D-gedruckte Bauteile für kleinere Serien erhält, wie sie später auch als Spritzguss- oder Extrusionsbauteile gefertigt werden. „Außerdem ist Additive Fertigung eine innovative Technik. Daraus entstehen immer wieder neue Ideen.“ Stükerjürgen startete 1967 mit Extrusion, erweiterte seine Produktion in den 1970er-Jahren um Spritzguss und stieg in den 80ern in die Luftfahrtbranche ein. Mitte der 2000er kam das Unternehmen zum ersten Mal mit 3D-gedruckten Prototypen in Kontakt und entschied sich 2009 zum Kauf seiner ersten AF-Maschine.

Um verstecktes Potenzial zu finden, sollten Sie sich in Ihrem Unternehmen umhören: Möglicherweise finden Sie einen Mitarbeiter, der sich privat mit 3D-Druck beschäftigt. Oder hat gar die Konstruktions-&-Entwicklungs-Abteilung bereits einen 3D-Desktop­drucker? Kommen etwa Anfragen aus der Betriebsmittelabteilung oder für Fertigungs- und Hilfsmittel? Nutzen Sie das vorhandene Wissen und bringen Sie die Erfahrungen an einen Tisch. „Die Frage, wie lege ich los, sollte man in einem übergeordneten Team klären. In das Team gehören neben der Geschäftsführung jemand aus dem Produktmanagement, der Produktion und der Konstruktion und Entwicklung”, sagt Dill. Denn, wenn Aufträge von Kleinserien abgelehnt werden, weil sie mit den konventionellen Verfahren zu teuer wären, dann weiß das Produktmanagement das. Sie wissen aber nicht, wo Probleme im Aftermarket, bei der Ersatzteilorganisation auftreten, die mit Additiver Fertigung vielleicht gelöst werden können. Auch der Vertrieb ist gefragt, denn er weiß, warum Kunden mit einem bestimmten Bauteil Probleme haben. Auch das führt oft zu neuen Ideen. „Am besten sucht man sich zu Beginn einzelne, kleine Projekten heraus, mit denen man schnell viel über das Verfahren lernt und schnelle Ergebnisse erzielt”, rät Dill.

Start small and build up

Dieser Rat hat sich mehrfach in der Praxis bewährt. Viele Unternehmen starteten mit einem 3D-Desktopdrucker, oft in der Forschungs- oder Konstruktions-&­-Entwicklungsabteilung, und machen so erste Erfahrungen.

„Für den Einstieg muss es nicht gleich ein industrielles Produktionssystem sein, mit einem kleinen 3D-Drucker anzufangen, ist sinnvoll, um ein Verständnis für das Schichtbauverfahren zu entwickeln”, bestätigt Dill. Außerdem sind die Kosten überschaubar. Der Einwurf, dass 3D-­Desktopdrucker beispielsweise nur mit Kunststoff arbeiten, das eigene Unternehmen allerdings ein Metallverarbeiter ist, zählt inzwischen nicht mehr. Der jüngste 3D-Drucker von Mark­forged beispielsweise druckt auch mit Metallfilamenten. Wer an eine Serienproduktion denkt, sollte sich allerdings auch auf andere Verfahren einstellen. Langsam anzufangen, sich mit einem Verfahren und dessen Möglichkeiten vertraut zu machen, hat sich für viele Anwender bewährt. „In den letzten zehn Jahren haben wir unser Wissen konsequent ausgebaut“, so Oeding. Unter anderem entwickelt Stükerjürgen seine eigenen Filamente.

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