Vollautomatisiert zu neuen Produkten

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Wenn es um die Zukunft der generativen Fertigung geht, zeichnet Tobias Schmidt ein optimistisches Bild. Nicht nur auf Produkt-, sondern auch auf Prozessebene werden generative Verfahren eine entscheidende Rolle in der Digitalisierung der gesamten Prozesskette einnehmen. Im Kapitel Schlussbetrachtung seines Fachbuchs Potentialbewertung generativer Fertigungsverfahren für Leichtbauteile berichtet Schmidt: "Bereits heute arbeiten viele Unternehmen an vollintegrierten und teilautomatisierten Entwicklungsprozessen. Dieser Trend zur digitalen Effizienz macht es jedoch notwendig, Unternehmensprozesse auf den Prüfstand zu stellen und notwendige Veränderungen zu erkennen und anzustoßen." Ein wichtiger Teil sei es dabei, die Effizienzpotenziale in Prozessen sichtbar zu machen und das Zielbild der Unternehmensabläufe im digitalen Zeitalter klar zu definieren. Um die Frage zu beantworten, wie die neue Technik das eigene Portfolio unterstützt und schnell in der industriellen Produktionslandschaft verankert werden kann, hat Schmidt eine Methodik zur Bewertung der Gesamtwirtschaftlichkeit generativer Fertigungsverfahren entwickelt, die bereits in der Vor-Design-Phase von Produkten Anwendung finden kann. 

Für die Serienproduktion ist die Technik noch zu langsam

Wie so etwas in der Praxis aussehen kann, beschreiben Volker Grienitz, Thomas Tröster und Stefan Meiners in ihrem Artikel Technikevaluation für die generative Fertigung eines Serien-Radträgers für die ATZ 9-2016. Demnach erfordert die Entwicklung eines generativ gefertigten Bauteils keine zusätzlichen Kosten im Vergleich zur herkömmlichen Produktentwicklung. Lediglich der Blickwinkel ändert sich den Autoren zufolge: "Im klassischen Konstruktionsprozess werden die Möglichkeiten der Produktion unter dem Aspekt des Design-to-manufacture mit berücksichtigt. Bei den generativ gefertigten Bauteilen dreht sich aber die Herangehensweise. Die Rahmenbedingungen durch die Fertigung bestimmen die Auslegung des Bauteils. Die Bauteilgestaltung wird durch die Optimierungsergebnisse geleitet." Allerdings schränken die Autoren ein, dass die Produktionsgeschwindigkeit der heute verfügbaren Anlagen noch zu niedrig sei, um schon jetzt in eine Großserienfertigung zu akzeptablen Leichtbaukosten einzusteigen. "Aktuelle Entwicklungen mit höheren Laserleistungen, dem gleichzeitigen Einsatz mehrerer Laser oder auch deutlich verbesserter Baustrategien deuten für die Zukunft aber bereits erheblich höhere Produktionsgeschwindigkeiten an."

Recyclingwerkstoffe als Ausgangswerkstoff

Einen ganz anderen Aspekt wirft Petra Fastermann in die Diskussion um die generative Fertigung. Im Kapitel Nachhaltigkeit – 3D-Druck als umweltfreundliche Technologie? des Fachbuchs 3D-Drucken konstatiert sie:

Die Verwendung von Kunststoffabfällen als Bau-Material für 3D-Druck würde der Umwelt in mehrfacher Hinsicht nützen: Einerseits würde sie mit weniger Plastikmüll belastet, andererseits müssten nicht eigens für den 3D-Druck neue Bau-Materialien, deren Grundlage wiederum wertvolle Rohstoffe sind, verwendet werden. Offen bleibt gegenwärtig noch die Frage, wie oft das recycelte Material wiederverwertet werden kann."

Inwieweit es sich dabei um Automobilbauteile handeln kann, bleibt offen. Ein Blick auf das Kapitel Chancen und Risiken der Technologie – Ausblick und Prognosen des gleichen Buches offenbart, dass die Autorin nicht unbedingt den industriellen Einsatz generativer Fertigungsverfahren im Fokus ihrer Ausführungen hat. Sie schreibt: "Ich halte es für unwahrscheinlich, dass alle Haushalte in absehbarer Zeit ihre eigenen 3D-Drucker in der Wohnung stehen haben werden, um jederzeit alle möglichen Gegenstände des täglichen Bedarfs selbst zu produzieren. Dafür müsste sich neben dem umfänglichen Know-how, das für die Herstellung benötigt wird, jeder Haushalt einen großen Maschinenpark zulegen." Auch der kleine Schreibtisch-3D-Drucker, der auf Knopfdruck in verschiedensten Materialien gleichzeitig alles, was wir gern hätten, in jeder Größe fertigen kann, sei bisher nicht in Sicht.