3D-Drucker – Neues Potenzial für die Industrie

Wenn es nach den Herstellern von 3D-Druckern geht, steht mit den Geräten nichts weniger als die nächste industrielle Revolution ins Haus. [...]

Verbraucher sollen zu Produzenten werden und sich alle möglichen Dinge einfach zu Hause ausdrucken können. Aber auch für die Industrie hat die neue Technologie ein enormes Potenzial – und könnte letztlich vielleicht sogar Ersatzteillager überflüssig machen. Dabei klingt das Prinzip hinter der komplexen Technik erst einmal simpel: In einem Computerprogramm werden dreidimensionale Modelle erstellt und die Objekte dann im Drucker Schicht für Schicht aufgebaut. Das ganze funktioniert mit Kunststofffäden auf Spulen oder Metallen und Keramik in Pulverform. Während der Kunststoff durch eine heiße Düse in Form gebracht wird, übernimmt beim Metallpulver ein Laser die Aufgabe und verschmilzt präzise das Material. Der größte Vorteil: Jedes Produkt kann nach Bedarf gebaut werden. Teure Lagerstätten werden überflüssig. Der Nachteil: Die Geräte sind langsam und das Einzelteil ist im Vergleich zum Massenproduktion teurer.
Steve Rommel, Leiter des Bereich generative Fertigung am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart, sieht trotzdem in Zukunft einen potenziell riesigen Markt. „Gerade was den Anlagen- und Maschinenbau angeht, wo man Möglichkeiten hat, die heute noch gar nicht ausgeschöpft werden.“ Zum Beispiel bei Maschinenkomponenten die teuer und schwierig in der Herstellung sind und für die es sich nicht lohnen würde, eine konventionelle Fertigung aufzubauen.
„Beim Thema Ersatzteile ist die Vision, dass die Teile nur noch in digitaler Form als Datei auf Lager sind.“ Ganze Kugellager ließen sich in einem Arbeitsschritt fertigen. Auch für den Bau von Teilen für Luxuswagen in kleinen Serien könne sich der Einsatz lohnen.
TECHNOLOGIE BEI INDUSTRIE BEKANNT
Die Industrie kennt die Technologie schon seit geraumer Zeit und nutzt sie für den Bau von Prototypen. Aber auch im Flugzeugbau, wo aus Titan Turbinen erstellt werden und sich das Verfahren rechnet, wird es eingesetzt. Oder beim Zahnersatz, wo Kronen individuell „gedruckt“ werden, sagt Christian Thönes. Er sitzt beim größten deutschen Werkzeugmaschinenbauer Gildemeister im Vorstand und ist zuständig für alle Technikthemen.
„Es gibt heute in der Industrie Designmöglichkeiten die sich mit den zerspanenden Maschinen nicht erreichen lassen“, sagt der Manager. Bei porösen, sehr dünnwandigen und filigranen Strukturen kämen daher mehr und mehr Fertigungsmethoden wie der 3D-Druck zum Einsatz. In der industriellen Produktion stünden die Geräte insgesamt aber noch am Anfang.
Noch ist der Weltmarkt für die 3D-Drucker überschaubar. Das Marktvolumen wuchs nach etwa 1,2 Milliarden Dollar 2008 laut dem US-Beratungunternehmen Wohlers auf geschätzte 2,2 Milliarden Dollar im vergangenen Jahr. Zum Vergleich: Allein Gildemeister kam zuletzt auf einen Jahresumsatz von gut zwei Milliarden Euro.
Laut Einsachätzung der Marktforscher von Gartnerdürften die Geräte bald kräftig im Preis sinken. Sind die Drucker für den industriellen Einsatz bislang sehr kostspielig und kommen schnell auf zehn- bis hunderttausend Dollar, dürfte der Preis bis 2016 auf unter 2000 US-Dollar schrumpfen. Damit würde die Technologie auch für kleinere Betriebe und Start-Ups interessant.
Selbst wenn die Technologie ihren breiten Durchbruch in der Produktion feiert, verdrängen dürfte sie die etablierten Verfahren allerdings nicht, da sind sich der der Gildemeistervorstand und Rommel vom Fraunhofer Instititut einig. „Ich sehe es als Ergänzung“, sagt er. Konstrukteure und Entwickler bekämen dadurch mehr Entscheidungsfreiheit und könnten sich bislang unmögliche Bauteile ausdenken und umsetzen.