Wie 3D-Druck die Welt der Produktherstellung verändern wird

Es ist wahrlich nicht alltäglich, dass eine Technologie wie 3D-Druck daher kommt und sich anbietet, die Herstellungsprozesse für so ziemlich jedes Produkt von Grund auf zu revolutionieren.

Während wir natürlich noch ein paar Jahre davon entfernt sind, unsere eigenen „Star Trek”-Replikatoren zu Hause stehen zu haben, wird 3D-Druck bereits von Unternehmen wie

General Electric (EPA: GNE), Ford (EPA: FORDP), Nike (FRA: NKE) und sogar Victoria’s Secret angewandt.

3D-Druck für Anfänger
3D-Druck ein „additiver“ Herstellungs-Prozess. Ein Objekt entsteht, indem es Schicht für Schicht aufgebaut wird. Abhängig von der Technologie und den verwendeten Materialien, kann dieser Prozess recht unterschiedlich aussehen. Zahnimplantate, Ersatzhüften, Bauteile für Flugzeuge und sogar menschliches Gewebe können so hergestellt werden. Aber unabhängig von der Anwendung kannst du dir 3D-Druck immer als das Gegenteil vom „subtraktiven“ Herstellungs-Prozess vorstellen, der mit einem Block Material beginnt aus dem das zu produzierende Teil herausgeschnitten wird.

Ein wichtiger Grund, 3D-Druck in der Entwicklung einzusetzen ist, dass keine speziellen Herstellungswerkzeuge benötigt werden. Das wiederum erlaubt Designern, sich stärker auf den kreativen Teil des Design-Prozesses zu konzentrieren. Selbst wenn ein Designer sich ein extrem kompliziertes Design ausdenkt, kann es meist trotzdem gedruckt werden.

Heutige Anwendungen
Der erste 3D-Drucker wurde 1983 erfunden, und die Technologie hat seitdem vor allem Designern bei der Herstellung ihrer Prototypen geholfen. Vor 1983 gab es das Konzept des „rapid prototyping“, des schnellen Herstellens erster Prototypen, gar nicht. Und es war normal, dass es Monate und Tausende von Dollars kostete, etwas als Prototyp herzustellen. Damals wurde 3D-Druck als wegweisend angesehen, weil es die Produktentwicklung stark verkürzte und dabei Zeit und Geld sparte.

Über die Jahre hat sich das Herstellen von Prototypen im 3D-Druck als dermaßen Zeit und Geld sparend erwiesen, dass dieser Vorgang heute für diesen Schritt des Entwicklungsprozesses die populärste Technik ist. Dank der Fortschritte der Technik, können Unternehmen heute ihre Designs viel schneller herstellen und testen als je zuvor Und das gibt den den Entwicklern mehr Zeit, das Design zu verbessern. Und kürzere Entwicklungszeiten können am Ende einem Unternehmen einen großen Wettbewerbsvorteil verschaffen.

Wie Nike und Ford vom 3D-Druck profitieren
Nike hat kürzlich die 3D-Druck-Technik einem Praxistest unterzogen, als es zum Super Bowl XLVIII einen Schuh vorführte, dessen Sohle „durch 3D-Druck inspiriert und hergestellt“ worden war. Das Ziel war, einen Schuh mit einer rutschfesteren Sohle herzustellen und mit Hilfe von 3D-Druck war Nike in der Lage, die Entwicklungszeit stark zu reduzieren. Mit einem traditionellen Herstellungsprozess hätte die Prototypenentwicklung schätzungsweise drei Jahre gedauert. Doch die Möglichkeiten des 3D-Druck-Verfahrens, Dinge innerhalb von wenigen Stunden leicht verändert zu replizieren, reduzierte die Entwicklungszeit auf sechs Monate.

Wie Nike, versucht auch Ford durch 3D-Druck-Technologie, Produkte schneller auf den Markt zu bringen und die Designqualität zu verbessern. Der Automobilkonzern verwendet 3D-Druck seit den 1980ern und druckte kürzlich sein 500.000 Teil, eine Abdeckung für den Motor des neuen 2015er Mustang Models. Auf lange Sicht glaubt Ford an eine Zukunft, in der man ein 3D-gedrucktes Ersatzteil für sein Fahrzeug bestellen kann, um es dann in seiner Service-Werkstatt einbauen zu lassen. In Zukunft will Ford mit verschiedenen 3D-Drucktechnologien experimentieren, in der Hoffnung den Einfluss dieser Technologie in der Automobilindustrie auszuweiten.

Was Victoria’s Secret mit 3D-Druck verbindet
Das Outfit von Lindsay Ellingson für die Fashion-Show von Victoria’s Secret in 2013 wurde nur durch 3D-Druck möglich. Mit Hilfe eines 3D-Scanners waren Ellingson’s maßgeschneiderte Schnee-Engelflügel, Korsett und Kopfbedeckung als Einzelstücke exakt für ihre Maße hergestellt worden. Diese Art der Anwendung von 3D-Druck in der Bekleidungsindustrie könnte eines Tages dazu führen, dass die wenigen Größen, die vielen passen müssen, durch maßgeschneiderte Kleidung für jeden ersetzt werden.

Eine vielversprechende Zukunft
In der heutigen Welt der industriellen Fertigung scheint 3D-Druck auf die Herstellung von Prototypen reduziert zu sein, doch die Welt von morgen verspricht wesentlich größere Potentiale. GE plant, “zig Millionen zu investieren“, um die Technologie weiterzuentwickeln, so dass sie bezüglich Geschwindigkeit und Größenordnung besser mit anderen Herstellungsprozessen mithalten kann. Für die kommenden Jahre will GE jährlich 45.000 Einspritzdüsen für das eigene LEAP-Triebwerk im 3D-Druck-Verfahren herstellen. Dieses Projekt hat GE zu den wenigen Unternehmen gemacht, die offensiv versuchen, die Grenzen dieser Technologie zu verschieben, um 3D-Druck zu einer praktikablen Herstellungsmethode zu machen. Im Anbetracht der massiven Einsparpotentiale scheint es nur eine Frage der Zeit zu sein, bis GE den Code knacken und 3D-Druck eine wesentlich größere Rolle im Herstellungsprozess verschiedener Güter spielen wird.

Riesiges Wachstumspotential
Die Industrie-Analysten von Wohlers Associates glauben, dass die 3D-Druck Industrie im Jahr 2012 einen Gesamtwert von 2,2 Milliarden US-Dollar hatte. Weiterhin schätzen sie, dass die Industrie in Zukunft um 20% pro Jahr auf 10,8 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 wachsen wird. Es ist natürlich schwer vorauszusagen, wie wichtig 3D-Druck in einigen Jahrzehnten wirklich sein wird. Aber es gibt hochangesehene Insider, die glauben, dass die Industrie am Ende Billionen wert sein könnte.

William Vancraen, der CEO der belgischen Firma Materialise wird mit den Worten zitiert, dass 3D-Druck in Zukunft ungefähr 30% der verarbeitenden Industrie repräsentieren könnte. Wenn man die Zahl ins Verhältnis zum weltweiten BIP aus Herstellungsprozessen setzt, dann könnte die 3D-Druck-Branche am Ende weltweit 3 Billionen US-Dollar ausmachen. Es ist jedem selbst überlassen, zu glauben ob diese Entwicklung tatsächlich so eintritt oder nicht, aber dieser Gedankengang führt deutlich vor Augen, wie klein die 3D-Druck Industrie im Vergleich zur weltweiten verarbeitenden Industrie noch ist. Und wieviel Potential möglicherweise darin steckt.

Wenn alles zusammenkommt
Wenn führende Industrieunternehmen wie Nike, Ford, GE und Vicroria’s Secret die 3D-Druck-Technik sich zu Eigen machen, dann spricht sich das schnell herum. Und neben all dem, was ich bereits erwähnt habe, verspricht die 3D-Druck-Technologie auch die drastische Reduzierung der Lagerhaltung in Unternehmen, die Zusammenführung der Herstellungsprozesse an einem Ort und wesentlich ökologischere Herstellungsmethoden als die traditionelle Art der Produktion. Aufgrund der ständigen Angst, den Anschluss zu verlieren, ist es vielleicht nur eine Frage der Zeit, bis das Gros der Hersteller feststellt, dass 3D-Druck die einzige Methode ist, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

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Dieser Artikel wurde von Steve Heller auf Englisch verfasst und erschien am 14.2.2014 auf Fool.com. Er wurde übersetzt, damit unsere deutschen Leser an der Diskussion teilnehmen können.

The Motley Fool empfiehlt Ford und Nike. The Motley Fool besitzt Aktien von Ford, General Electric Company und Nike.