Die 3D-Druck-Technik ist seit vielen Jahren in aller Munde. Eigentlich gibt es sie bereits seit den 1980ern. Doch durch die Weiterentwicklung bezüglich möglicher Materialien und durch günstigere Geräte, auch für private Nutzer, hat die Technik nun weite Verbreitung gefunden. Und nicht nur das: Sie weckt auch große Erwartungen. Dies trifft nicht zuletzt in Bezug auf den Klimawandel und wichtige Möglichkeiten der Einsparung von Ressourcen zu. Im Zusammenhang mit technischen Neuerungen hört man auch oft den Begriff „Industrie 4.0“, der für eine vierte industrielle Revolution steht. Doch was bedeutet das eigentlich? Und welchen Anteil hat die 3D-Druck-Technik an der Industrie der Zukunft?
Industrie 4.0: Was ist damit gemeint?
Bisher spricht man von drei industriellen Revolutionen. Die erste industrielle Revolution begann vor über 200 Jahren mit der Erfindung der Dampfmaschine. Die zweite war durch den Beginn der Fließbandproduktion gekennzeichnet. Computergestützte Maschinen und Industrieroboter markieren den Eintritt der dritten industriellen Revolution. Industrie 4.0, ein Begriff, der 2011 von der Bundesregierung geprägt wurde, soll nun den nächsten technischen Einschnitt beschreiben. Das Kennzeichen dieses Entwicklungsschrittes ist die Verbindung von Produktion und moderner vernetzter Kommunikationstechnik. Dazu gehören intelligente Systeme, welche eine selbstorganisierte Herstellung von Produkten ermöglichen und dabei helfen, die Wertschöpfungskette insgesamt zu optimieren. Wie passen schließlich 3D-Druck und additive Fertigung in dieses Konzept?
3D-Druck in der Industrie
Die meisten Menschen denken, wenn sie den Begriff „3D-Druck“ hören, hauptsächlich an Miniaturen, selbstgemachte Schlüsselanhänger oder Modellbau. Tatsächlich ist der 3D-Druck in Privathaushalten äußerst nützlich, um Alltagsprobleme zu lösen und beispielsweise einen Taschenhaken oder eine praktische Halterung für ein Solarpanel selbst herzustellen. Doch die additive Fertigung kann mehr und etabliert sich Stück für Stück auch in der Industrie als kosten- und zeitsparende Fertigungstechnologie.
Mittlerweile ist sie in den verschiedensten Branchen angekommen: In der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrttechnik oder in der Medizin. Überall da, wo individuelle Klein- und Kleinstserien angefertigt werden, ist sie eine Bereicherung. So nutzt mittlerweile die Hälfte aller deutschen Maschinenbauer bereits die additive Fertigung. Prinzipien, die mit der neuen Industrie in Verbindung gebracht werden, sind flexible, individuelle, schnelle und digitale Herstellungsformen. Der 3D-Druck hilft dabei, dies möglich zu machen. So versetzt die Technik Endkunden in die Lage, ihren Einkauf in bisher unbekannterweise zu personalisieren. Bei der Fertigung von Schuhsohlen ist es beispielsweise mittlerweile möglich, Sohlen herzustellen, die genau auf den Fuß des Trägers angepasst sind – vorher ein Ding der Unmöglichkeit.
Kleinstproduktion kein Kostenfaktor mehr
Eine Besonderheit des 3D-Druckes ist es, dass er gewissermaßen die Gesetzmäßigkeiten der Massenproduktion aushebelt. Bisher war es so, dass sich Waren in der Herstellung nur dann gelohnt haben, wenn sie in ausreichend großer Stückzahl angefertigt werden konnten. Seit jedoch durch den 3D-Druck auch Produkte generisch und ohne den Einsatz von Werkzeugen hergestellt werden, gibt es keinen Zwang zu hoher Auslastung mehr. Auf einer einzelnen Bauplattform kann man nun verschiedene Modelle fertigen, ohne dass sich die Stückkosten groß ändern müssen. Die bisherigen industriellen Revolutionen haben es ermöglicht, dass die genutzten Maschinen und Werkzeuge immer effizienter wurden und kostengünstiger arbeiteten. Die Massenproduktion hat auf diese Weise mit jeder neuen Entwicklung weniger gekostet. Die aktuellen digitalen Neuerungen und der 3D-Druck hingegen ermöglichen es, die Notwendigkeit der Massenproduktion als solche zu überwinden.
So befeuert der 3D-Druck die Industrie 4.0
Damit die additive Fertigung weiterhin marktfähig bleibt, sollte sie zukünftig noch günstiger und schneller werden. Die aktuellen Entwicklungen sprechen jedoch dafür, dass diese Technik zukünftig einen noch größeren Teil in Produktionsketten einnimmt. So gibt es ständig neue Materialien und Softwares auf dem Markt, dazu beitragen, den ständig wachsenden Anforderungen gerecht zu werden und neue Entwicklungen zu ermöglichen. Neben Kunststoffen können auch mittlerweile Keramik oder Metall als Basis für Drucke verwendet werden.
Auch die Geschwindigkeit wird stetig weiterentwickelt, beispielsweise durch neue Verfahren, die mit Lichtaushärtung funktionieren. Zukünftig können 3D-Drucke mithilfe technischer Weiterentwicklungen möglicherweise sogar in wenigen Sekunden fertig werden und auf diese Weise die Produktion revolutionieren. Zusammenfassend kann man also sagen, dass die additive Fertigung tatsächlich in der Lage ist, die Industrie grundlegend zu verändern und zu einer neuen industriellen Revolution beizutragen. Durch individuelle Fertigung können immer leichter und günstiger auch kleine Mengen eines Produktes hergestellt werden. Dadurch, dass mittlerweile jeder sich theoretisch einen 3D-Drucker zulegen kann, verändert sich grundlegend die Art und Weise, in der Produkte erzeugt werden – und von wem.
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