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Innovationen Deutschland wird 3D-Druck-Land

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Gewinn für Ingenieure

Besucher einer Messe bestaunen einen 3D-Drucker im Einsatz. Quelle: dpa

Attraktiv und spannend macht den 3D-Druck, dass sich geometrisch komplexe Teile nun in einem Stück herstellen lassen. Turbinen etwa oder Gelenke. Wo Ingenieure früher Aussparungen und Hohlräume vorsehen mussten, um viele Einzelteile zu einem großen Bauteile montieren zu können, druckt die Maschine nun das komplette Bauteil aus einem Stück.

Für die Großserie ist der 3D-Druck zwar nicht geeignet, aber für spezielle Anwendungen wie etwa in der Medizintechnik, wo künstliche Hüftgelenke, Zahnimplantate oder Prothesen individuell auf den Patienten angepasst werden müssen ist der 3D-Druck ideal. Der kaputte Knochen oder Zahn, wird vorher gescannt und der Drucker spuckt ein perfektes Duplikat aus. Passgenauer kann ein Ersatzteil nicht sein. Hier ist das Verfahren auch wirtschaftlich sinnvoll. Ein Zahntechniker schafft pro Tag etwa 40 Kronen, ein 3D-Drucker kann täglich pro Anlage 450 Kronen fertigen.

Mit Innovationen wie dem Arburger Freeformer hält die 3D-Druck-Technologie nun Einzug in die Serienproduktion – Kleinserien wohlgemerkt. „Wenn wir von Kleinserien sprechen, heißt das 500 oder maximal 1000 Stück“, erklärt Martin Eisenhut, Partner bei Strategie-Beratung Roland Berger. Er hat im Rahmen der Studie „Additive Manufacturing“ - so wird das professionelle 3D-Drucken in Fachkreisen genannt“ – die Wachstumschancen speziell für das Drucken von Metallprodukten erforscht – dem zweiten großen Einsatzgebiet der neuen Technologie neben der Kunststoffverarbeitung. Hier kommen keine Druckdüsen mit Kunststofftinte zum Einsatz, sondern Laser, die aus einem metallischen Pulver, Schicht für Schicht einen festen Gegenstand aus dem Puderberg schmelzen. Die Druckgeräte kosten hier locker 80.000 bis weit über 100.000 Euro.

Bisher macht der weltweite Gesamtumsatz mit 3D-Druck-Verfahren gerade mal ein Prozent am Umsatz in der Werkzeugmaschinenindustrie aus.  „In den letzten zehn Jahren ist die Nachfrage für diese Technologie nur langsam gewachsen, doch das wird sich bald ändern“, prognostiziert der gelernte Maschinenschlosser. Das Marktvolumen für metallische 3D-Druck-Verfahren lag 2012 bei 1,7 Milliarden Euro. „Innerhalb der nächsten zehn Jahre wird sich das  vervierfachen“, sagt Eisenhut.  „Immer dort, wo es um komplexe Strömungen geht, wie bei einer Benzineinspritzdüse, oder um Luftverwirbelungen, die in einen Motor gelangen, kommt konstruktionstechnischer High-Tech verstärkt zum Einsatz. Hier ist das Potenzial von 3D-Druck-Verfahren besonders hoch.“   

Wer jetzt den Markt für sich entdecke und Lösungen anbiete, können in den kommenden Jahren stark von der wachsenden Nachfrage profitieren. Vor allem die deutschen Maschinenbauer, die schon heute knapp 70 Prozent des Marktes ausmachen sieht Eisenhut als die Gewinner der 3D-Drucker-Welle. Festo aus Esslingen hat bereits Kleinserien eines Greifers im 3D-Druckverfahren hergestellt. Großaufträge könnten auch aus der Luftfahrtindustrie winken. So ließe sich etwa das Gewicht von Verschlüssen von Sicherheitsgurten mit den neuen Druckverfahren erheblich senken. Über die gesamte Einsatzdauer eines Flugzeuges lassen sich so drei Millionen Liter Kerosin im Wert von zwei Millionen Euro einsparen. Das rechtfertigt dann auch die langen Produktionszeiten. Der Druck eines Bauteils von Größe und Form eines Legosteins dauert drei bis vier Stunden.

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