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3D-Druck & Logistik – Herausforderung liegt in der Umsetzung

27. September 2018 11:09
3D-Druck & Logistik – Herausforderung liegt in der Umsetzung

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Die rasante Verbreitung von 3D-Druck-Technologien zeigt immer wieder, wie scheinbar Unmögliches möglich gemacht wird. Die Anwendung in der Produktion verdeutlicht, dass die additive Fertigung die Macht hat, ganze Branchen zu revolutionieren. Auch die Bereiche Logistik und Beschaffung sind davon nicht ausgenommen, denn der 3D-Druck bzw. die additive Fertigung ermöglicht enorme Einsparpotentiale.

Mit den Produktionsansätzen der Industrie 4.0 wird eine digitale Lieferkette geschaffen, so dass vernetzte Workflows vom Einkauf bis zum Vertrieb entstehen. Dafür ist eine engere Verbindung zwischen Logistik, Entwicklung und Produktion die Voraussetzung. Durch den steigenden Wettbewerbsdruck können sich nur Unternehmen behaupten, die modernen Prozessen gegenüber offen sind und die neuen Möglichkeiten in der Produktion als Chance begreifen.

Additive Fertigung auf dem Vormarsch.
Mit 3D-Druck ist die Herstellung funktionsfähiger Prototypen und Kleinserien möglich, aber auch komplexe Designs und Endanwendungen lassen sich damit schnell und kostengünstig umsetzen. Zusätzlich können mithilfe dieses Verfahrens auch mehrteilige Baugruppen reduziert werden. In speziellen Fertigungsverfahren werden Materialien wie Kunststoff, Flüssigsilikon und Metall in handelsüblicher Qualität geklebt, geschmolzen und gebacken. Der entscheidende Vorteil zu den bisherigen Fertigungsverfahren ist, dass die additive Fertigung werkzeuglos erfolgt; zudem muss kein besonderes Setup der Anlage vorgenommen werden. Sobald eine neue Modell-Datei im System hochgeladen wurde, ist die Anlage sofort bereit, das Produkt herzustellen – und das bereits ab Losgröße 1. Der Prozess ist effizient sowie effektiv und es entstehen kaum noch Abfallprodukte.

Der 3D-Druck ermöglicht es Unternehmen, Teile für Prototypen zum Test der Passform und Funktion von Bauteilen schnell verfügbar zu machen. Anhand von Tests und Analysen lassen sich außerdem Korrekturen hinsichtlich Design, Werkstoff, Größe, Formgebung, Montage, Farbe, Ausführbarkeit und Festigkeit vornehmen. Im besten Fall wird das Endprodukt damit schneller auf den Markt gebracht als von Mitbewerbern – ein eindeutiger Vorteil, wenn man sich den hohen Wettbewerbsdruck im Markt vor Augen führt.

3D-Druck als mobiles Ersatzteillager – Predictive Maintenance.
Die Wertschöpfungskette der Zukunft ermöglicht es, Ersatzteile direkt aus den inventarisierten CAD-Daten von Anlagen, Maschinen oder Fahrzeugen zu produzieren, bevor ein Ausfall überhaupt eintritt. Durch die Schnelligkeit und Flexibilität des 3D-Druck-Verfahrens kann die Zustellung von Produkten durch die On-Demand-Fertigung exakt nach Kundenbedarf erfolgen. Der Schlüsselbegriff in diesem Zusammenhang lautet Predictive Maintenance: Als direkter Ersatzteillieferant kann die additive Fertigung in einem bestimmten Einsatzgebiet, z. B. in Transportfahrzeugen, dienen. Ein umfangreiches und kostenintensives Ersatzteillager ist dann nicht mehr nötig, denn die Teile werden unmittelbar vor dem Einsatz gefertigt.

Im Bereich der Luftfahrt ermöglichen es Sensoren beispielsweise bereits, Problemfälle auf 10.000 Meter Höhe zu entdecken und diese aus dem Flugzeug heraus dem Fertigungsunternehmen zu melden. Erhält dieses die Meldung, kann es dank On-Demand-Fertigung sofort damit beginnen, Ersatzteile zu fertigen – während sich das Flugzeug noch in der Luft befindet. Durch die Schnelligkeit der Produktionsverfahren stehen die Ersatzteile direkt nach der Landung bereit und können eingebaut werden. So lassen sich Ausfallzeiten enorm reduzieren.

Digitalisierung über alle Unternehmensbereiche hinweg.
Digitalisierte Prozesse finden bereits über alle Unternehmensgrößen und -bereiche hinweg Anerkennung. Auch die additive Fertigung ist Teil dieser digitalen Prozesse – und immer mehr Unternehmen erkennen die Vorteile der neuen Technologien. Dies ist am stetig anhaltenden Wachstum der führenden Unternehmen im 3D-Druck, aber auch an der Investitionsfreude in diesem Bereich zu sehen.

Dies belegen auch die aktuellen Umsatzzahlen von Protolabs: Für das Jahr 2017 meldete das Unternehmen einen Umsatz von 344,5 Mio. US-Dollar gegenüber 298,1 Mio. US-Dollar im Vorjahr – ein Plus von 15,6 Prozent. Das vierte Quartal 2017 erzielte sogar den bisher höchsten Firmenumsatz von 94,2 Mio. US-Dollar, eine Steigerung um 30,2 Prozent gegenüber dem Vorjahreszeitraum. Insgesamt wurden 16.985 Anfragen von Produktentwicklern und Ingenieuren bearbeitet, ein Plus von 20,9 Prozent gegenüber Q4 in 2016.

Engere Verbindung zwischen Unternehmensbereichen notwendig.
Um mit den neuen Technologien des 3D-Drucks eine digitale Lieferkette zu schaffen, ist ein reibungsloses Zusammenspiel zwischen Entwicklung, Produktion, Einkauf und Logistik notwendig. Somit entstehen vernetzte Workflows vom Einkauf zum Vertrieb, die die Grundlage für den Grad der Geschwindigkeit des gesamten Unternehmens darstellen. Gefragt ist hier ein vollständiger Überblick über die gesamte Wertschöpfungskette bis hin zum Endkunden, und das in enger Abstimmung mit Ingenieuren und Qualitätsprüfern.

Vor der Festlegung von Strategien ist es jedoch ratsam zu klären, wie die Wertschöpfungskette im Unternehmen angepasst werden kann, um prozessuale und wirtschaftliche Vorteile nachhaltig generieren zu können. Dabei müssen alle Vorteile der Umstellung von konventioneller Fertigung auf 3D-Druckverfahren tiefgehend analysiert werden. Außerdem muss geklärt werden, welche Bauteile in Frage kommen und ob zunächst nur individuelle Prototypen benötigt werden oder ob auch kundenspezifische Teile in Kleinserien gefragt sind. In dieser Überlegungsphase sollte ein erfahrener Dienstleister mit einbezogen werden, der nützliche Tipps und Hilfestellungen in Sachen Material, Verfahrensauswahl und Machbarkeitsanalysen gibt.

Herausforderung liegt in der Umsetzung.
Die Nachfrage nach den neuen Technologien ist zwar gegeben – doch die Herausforderung wird für viele Unternehmen in der Umsetzung liegen. Oftmals sind noch immer starre und wenig moderne Produktionsverfahren im Einsatz, und der Wandel hin zu einer Zukunft, die durch digitale Fertigung und einen hohen Automatisierungsgrad geprägt ist, dauert lange und ist oftmals beschwerlich. Doch es lohnt sich für Unternehmen auf lange Sicht, sich mit digitalen Technologien auseinanderzusetzen und diese in den Bereichen Produktion, Logistik und Vertrieb einzusetzen. Immer mehr Unternehmen erkennen bereits die zahlreichen Vorteile einer digitalisierten Fertigung und erhöhen damit auch den Druck für andere Organisationen, sich mit modernen Produktionsverfahren auseinanderzusetzen. Nur Unternehmen, die sich diesem Wandel gegenüber offen zeigen, werden auf lange Sicht wettbewerbsfähig bleiben.

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