Dr. Phil Reeves

„Eine vernünftige Strategie ist unverzichtbar“

Additive Fertigung gewinnt in vielen Bereichen, vom Produktdesign bis hin zur Fertigung, immer mehr an Bedeutung. Dr. Phil Reeves, VP Strategic Consulting bei Stratasys, berichtet, wo sich die Technologie als wichtiger Bestandteil der Industrie 4.0 am stärksten auswirkt.

Dr. Phil Reeves ist VP Strategic Consulting bei Stratasys.

SCOPE: Weshalb ist 3D-Druck für die Fertigungsindustrie so wichtig?

Dr. Phil Reeves: In der Fertigungsindustrie haben technologische Neuerungen einen unmittelbaren Einfluss auf die Prozessoptimierung, da sie ganz neue Möglichkeiten für die Fertigung eröffnen und die Kosten für die Kunden dadurch oftmals erheblich gesenkt werden können. Die 3D-Drucktechnologie von Stratasys spielt dabei eine Schlüsselrolle.

Der 3D-Druck – oder auch Additive Fertigung – hat sich zu einem Verfahren weiterentwickelt, mit dem zahlreiche Unternehmen aus immer mehr Branchen auf hocheffiziente Weise Produkte herstellen können. So bietet beispielsweise die On-Demand-Produktion viele Vorteile. Außerdem lassen sich die Produkteinführungszeiten erheblich reduzieren.

Laut neuesten Analyseberichten hat sich die Additive Fertigung mittlerweile als hoch angesehene Technologie etabliert. McKinsey & Company schätzt, dass die Branche ca. 100 bis 200 Milliarden USD wert sein könnte.

SCOPE: Wie können wir das Potenzial des 3D-Drucks maximieren?

Dr. Phil Reeves: Es gibt zwei Möglichkeiten, diesen 200 Milliarden USD starken Markt zu erschließen. Die erste Möglichkeit setzen wir bereits um: Wir suchen Produkte und Geschäftsmodelle, bei denen die Vorteile des 3D-Drucks zur Geltung kommen. Ein gutes Beispiel dafür ist unser Kunde Strakka Racing. Das britische Motorsport-Team setzt Stratasys FDM 3D-Drucklösungen im gesamten Design- und Fertigungsprozess ein – vom Prototyping bis hin zu den Produktionswerkzeugen. Auch einige Endbauteile für den Rennwagen werden per 3D-Druck erstellt.

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Die Herausforderung besteht darin, die Technologie in ihrer Zweckmäßigkeit an die jeweiligen Anforderungen von Herstellern anzupassen. Und genau an diesem Punkt befinden wir uns gerade – die Umwandlung von Rapid Prototyping in Additive Fertigung. Genau darum geht es: Technologien zu entwickeln, die sich für die Fertigung funktionstüchtiger Endprodukte eignen.

Aber warum ist das Interesse am 3D-Druck erst jetzt so groß, obwohl er schon vor 30 Jahren erfunden wurde? Die Antwort ist wohl in der Sozioökonomie zu suchen. Die Akzeptanz von 3D-Druck wächst mit dem gesellschaftlichen Wandel. Die Bevölkerung nimmt zu, und der Altersdurchschnitt steigt. Die Schere zwischen Arm und Reich geht immer weiter auf, und bekannte wie auch neue Krankheitsbilder stellen uns vor bisher ungelöste Probleme. Die Gesellschaft verändert sich, und all diese Faktoren führen dazu, dass Verbraucher anders über unser Angebot denken.

Auch die Umwelt verändert die Denkweise von Verbrauchern und Herstellern, sodass vermehrt Technologien wie 3D-Druck im Zusammenhang mit Ressourceneffizienz Beachtung finden. Damit einher gehen die Veränderungen in der Weltwirtschaft. Trotz der globalen Möglichkeiten, Produkte zu verkaufen, können Unternehmen nicht alle neuen Märkte von einer zentralen Fertigungsstätte aus bedienen. Diese sogenannten globalen Megatrends zwingen Unternehmen dazu, umzudenken und Fabriken aus einer anderen Perspektive zu betrachten, eventuell sogar neu zu erfinden.

SCOPE: Ist die Additive Fertigung die nächste industrielle Revolution?

Dr. Phil Reeves: Ich persönlich glaube nicht, dass Additive Fertigung allein die nächste industrielle Revolution ausmachen wird, sondern Fertigungstechnologien insgesamt. Im Grunde genommen stehen wir am Anfang von Industrie 4.0. Das ist die eigentliche industrielle Revolution, in der die Additive Fertigung eine wichtige Rolle spielen wird.

Ich möchte den Gedanken noch weiterspinnen: Wir leben in einer Welt, in der wir die Dinge vernetzen können – darauf basiert Industrie 4.0. Ein Beispiel: Ich kann meinen Sohn und seinen iPod über Produkte, die er online kauft, mit Unternehmen verbinden, die bisher die Produkte, die er sucht, noch nicht herstellen. Als „Designer” bringt er das PLM-System dazu, das Produkt herzustellen, und über seine Kreditkarte löst er die Transaktion aus, die die Produktionsstätte (zusammen mit der Logistik) dazu veranlasst, das gewünschte Produkt herzustellen. 

Das ist Industrie 4.0 – keine mechanisierte Fabrik, sondern eine vollständige Lieferkette, die vom Internet der Dinge (IdD) angetrieben wird. Der 3D-Druck fügt sich nahtlos in dieses Konzept ein, denn er ist unglaublich flexibel. Mit dieser Technologie können Produkte hergestellt werden, deren Formen wir noch gar nicht kennen.

SCOPE: Was bedeutet das für den 3D-Druck von Konsumgütern?

Dr. Phil Reeves: Zwischen Verbrauchern und Herstellern entwickelt sich eine neue Wirtschaftsform. Es gibt Kunden, die alles kaufen, und Unternehmen, die versuchen alle gesuchten Produkte zu lagern und zu verkaufen. Umgekehrt gibt es aber auch diejenigen Verbraucher, die alles selbst machen möchten.

Ich denke, dass wir uns irgendwo in der Mitte befinden. Es gibt Unternehmen, die nur Produkte herstellen, die von Kunden gefordert werden, und Kunden, die sich individuell anpassbare Endprodukte wünschen. Das alles ist Industrie 4.0 und 3D-Druck. Hier entsteht der Raum für Veränderungen – die industrielle Revolution. Wir leben in einer spannenden Zeit, in der die Digitalisierung immer mehr dazu beiträgt, dies alles innerhalb verschiedener Lieferketten wahr werden zu lassen.

SCOPE: Werden sich künftig in der Additiven Fertigung tätige Unternehmen stärker miteinander vernetzen?

Dr. Phil Reeves: Es gibt immer mehr Unternehmen, die Kunden Teile liefern, indem sie Daten direkt auf deren 3D-Drucker streamen. Das Netz aus Herstellern und Kunden wird auf jeden Fall immer enger miteinander verknüpft. Vor 10 bis 15 Jahren haben wir darüber nachgedacht, wie revolutionär es wäre, mithilfe der Additiven Fertigung Maschinen weltweit zu virtuellen Fabriken zu verbinden.

Auch wenn das etwas unrealistisch ist, erleben wir zunehmend, wie Kunden sich als virtuelle Fabriken miteinander vernetzen. Ich kenne z. B. ein Unternehmen, das 27.000 3D-Drucker über ein intelligentes Netzwerk miteinander verbunden hat. Nicht alle dieser 3D-Drucker gehören Kunden, sondern es sind auch Servicebüros angeschlossen.

Es gibt schon jetzt Tausende von 3D-Druckern in Privathaushalten, die zu „Fabriken” werden könnten. Kunden brauchen lediglich über ein webfähiges Gerät ein Produkt zu suchen und schon beginnen die Fabriken mit der Produktion. Dies könnte das Geschäftsmodell einiger Unternehmen verändern, da sie ihre Kunden auf ganz andere Art und Weise ansprechen können. Ein anderes mir bekanntes Unternehmen hat für seine Fertigung das kapitalistische Modell wieder aufgegriffen. Es veröffentlicht weltweit seine Materialkosten – also, wie hoch die Kosten für Forschung und Entwicklung sind und welche Gewinnspanne sich ergibt. Wenn Kunden mit diesem gerechten Modell einverstanden sind, können sie das Produkt kaufen. 

Auch wenn das etwas unrealistisch ist, erleben wir zunehmend, wie Kunden sich als virtuelle Fabriken miteinander vernetzen. Ich kenne z. B. ein Unternehmen, das 27.000 3D-Drucker über ein intelligentes Netzwerk miteinander verbunden hat. Nicht alle dieser 3D-Drucker gehören Kunden, sondern es sind auch Servicebüros angeschlossen.

Es gibt schon jetzt Tausende von 3D-Druckern in Privathaushalten, die zu „Fabriken” werden könnten. Kunden brauchen lediglich über ein webfähiges Gerät ein Produkt zu suchen und schon beginnen die Fabriken mit der Produktion. Dies könnte das Geschäftsmodell einiger Unternehmen verändern, da sie ihre Kunden auf ganz andere Art und Weise ansprechen können. Ein anderes mir bekanntes Unternehmen hat für seine Fertigung das kapitalistische Modell wieder aufgegriffen. Es veröffentlicht weltweit seine Materialkosten – also, wie hoch die Kosten für Forschung und Entwicklung sind und welche Gewinnspanne sich ergibt. Wenn Kunden mit diesem gerechten Modell einverstanden sind, können sie das Produkt kaufen. 

SCOPE: Welche Strategie eignet sich für die Additive Fertigung?

Dr. Phil Reeves: Stratasys liegt viel daran, Unternehmen bei der Entwicklung einer Strategie für die Additive Fertigung mit 3D-Druck zu unterstützen. Die Unternehmen müssen beurteilen, wie nützlich der Einsatz der Additiven Fertigung für sie ist. Es gibt verschiedene gute Gründe für den Einsatz dieser Technologie. Dazu zählen die wirtschaftliche Produktion kleiner Stückzahlen, geringere Werkzeugkosten, Komplexität, kosteneffiziente individuelle Anpassung an Kunden und Optimierung der Lieferkette. Auf die meisten Unternehmen, die Additive Fertigung derzeit einsetzen, trifft mindestens eines dieser Merkmale zu.

Die wirtschaftliche Produktion kleiner Stückzahlen ist z. B. für unseren weiter oben erwähnten Kunden, den britischen Rennstall Strakka Racing, entscheidend. Es kommt auf die Fertigung kleiner Mengen mit hoher Qualität an. Diese Anforderung gilt auch für unsere Kunden aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizin und Konsumgüter.

Bei den individuellen Anpassungsmöglichkeiten werden die Vorteile der Technologie besonders deutlich: Es können spezifische zweckgebundene Teile für den individuellen Gebrauch hergestellt werden, z. B. Prothesen in der Medizin. Die herkömmliche Fertigung von Prothesen ist nur mit invasiven Abläufen umsetzbar und unangenehm für die Patienten. Außerdem ist sie zeitaufwändig und nicht optimierbar. Heutzutage können Unternehmen wie unser Kunde RTM Ortopedia Personalizzata anhand von Daten aus Patientenscans hoch präzise, individuelle Prothesen per 3D-Druck erstellen. Durch den internen Einsatz von Stratasys 3D-Drucklösungen konnte das Unternehmen die Kosten reduzieren und die Vorlaufzeiten um 93 % verringern.

Die Additive Fertigung unterbricht herkömmliche Lieferketten und bewirkt eine radikale Veränderung etablierter Geschäftsmodelle. Sie bietet ganz neue Möglichkeiten, auf sozioökonomische Veränderungen zu reagieren, und wird eine wichtige Rolle in der Industrie 4.0 spielen, da die Fertigung von funktionsfähigen Produkten mit der digitalen Welt verknüpft werden kann. Wir leben in einer vernetzten Welt, in der nur digitale Daten nötig sind, um die Additive Fertigung voranzutreiben.

Um das Potenzial des 3D-Drucks voll ausschöpfen zu können, müssen Unternehmen lediglich herausfinden, an welchen Stellen in der Liefer- und Wertschöpfungskette die Technologie angewendet werden kann. Eine vernünftige Strategie für die Additive Fertigung ist heute nicht mehr nur eine nette Option, sondern unverzichtbar. 

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