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16. Dez 2022

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Wirtschaft

Viele Lösungen stehen schon parat

Journalist: Armin Fuhrer

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Foto: eMotion Tech / unsplash

Das additive Fertigungsverfahren im 3D-Druck steigert die Effektivität und senkt die Kosten. Fachkräfte können an anderen Stellen eingesetzt werden.

3D-Drucker sind in der Industrie bereits seit einigen Jahren auf dem Vormarsch und diese Entwicklung scheint unumkehrbar. Inzwischen werden sie auch immer häufiger in der Serienproduktion eingesetzt. Eine Umfrage unter europäischen und US-amerikanischen Nutzern ergab jüngst, dass 40 Prozent der User 3D-Drucker für Klein- und 18 Prozent für Großserien einsetzen. Dabei nutzen 47 Prozent sie für die Herstellung mechanischer Geräte und 28 Prozent für die Herstellung von Konsumgütern. Es existieren eine Reihe verschiedener 3D-Druckverfahren. Welches das Beste ist, muss im jeweiligen Fall individuell entschieden werden.

Durch die zunehmende Verbreitung des 3D-Drucks in der Serienproduktion rückt das Problem in den Vordergrund, dass manche Prozesse, die vor und nach dem Druckvorgang liegen, länger dauern, als der eigentliche Druckprozess. Um einen Stau oder einen Leerlauf zu vermeiden, muss daher ein Bediener vor Ort für den permanenten Fortgang des Produktionsprozesses sorgen. Daher kann es Sinn machen, eine vollständig oder teilautomatisierte additive Prozesskette zu errichten – das sogenannte additive Fertigungsverfahren. Denn wenn Prozesse, die nicht zum eigentlichen Produktionsvorgang zählen, ausgelagert und automatisiert werden, wird automatisch bereits der nächste Druckvorgang gestartet, während diese Prozesse noch laufen. Eine solche automatisierte Prozesskette kann rund um die Uhr, also auch nachts und am Wochenende laufen, ohne dass ein Bediener nötig ist. Das steigert die Produktivität erheblich, senkt die Kosten und ist in Zeiten des Fachkräftemangels auch eine willkommene Möglichkeit, das Personal an anderen Stellen, in denen eine Vollautomatisierung nicht möglich ist, einzusetzen.

Das Angebot an angebotenen Lösungen ist bereits breit und wächst parallel kontinuierlich. So können Prozesse wie das Sortieren und das Be- und Entladen innerhalb der additiven Fertigung voll- oder auch teilautomatisiert werden, um nur zwei von vielen Beispielen zu nennen. Ein weiterer positiver Aspekt ist die Vermeidung gesundheitlicher Risiken für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, wie Verbrennungen oder das permanente Einatmen von schädlichem Pulver, die beim 3D-Druck auftreten. Neben dem gesundheitlichen Aspekt werden durch den Wegfall von Auszeiten überdies Kosten gesenkt.

Ob der Einsatz additiver Verfahren beim 3D-Druck in der Fertigung ökonomisch sinnvoll sein kann, sollte genau überprüft werden, bevor ein Unternehmen sich dafür entscheidet. Hilfreich ist es, zunächst eine konkrete Anwendung auszuwählen und sie zu testen. Auf Basis bisheriger Erkenntnisse kann eine fundierte Entscheidung über den Sinn einer Einführung getroffen werden. In vielen Fällen können entstehende Fixkosten beim Einsatz additiver Fertigungsverfahren anders als bei den meisten klassischen Prozessen auf unterschiedliche Produkte verteilt werden.

1. Okt 2025

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Wirtschaft

Die nächsten 24 Monate entscheiden: Deutschland im Transformationsfenster – Ein Beitrag von Prof. Dr. Henning Wilts

An den Begriff „Kreislaufwirtschaft“ haben die meisten Unternehmen lange Zeit einen gedanklichen Haken gemacht: Die eigenen Abfälle werden fachmännisch entsorgt, man hatte seine Hausaufgaben gemacht. Mit der Zeitenwende als Reaktion auf den russischen Angriffskrieg und seitdem völlig veränderten geopolitischen Rahmenbedingungen hat sich jedoch auch das Verständnis von Kreislaufwirtschaft fundamental verändert: Von „Nice-to-have“ zur Schlüsselherausforderung eines auch mittel- und langfristig wettbewerbsfähigen Wirtschaftsstandorts, der sich schlagartig bewusst wurde, wie abhängig man doch ist von Rohstoffimporten – und der Bereitschaft vieler Länder, den Zugang zu diesen als strategisches Druckmittel zu nutzen. Dementsprechend gewinnen auch zirkuläre Geschäftsmodelle zunehmend an Bedeutung, die von Anfang an mitdenken, wie die Produkte – und damit auch die darin enthaltenen Rohstoffe – am Ende der Nutzungsphase wieder zurückkommen. Immer mehr Unternehmen experimentieren daher mit Pfandsystemen oder Leasingkonzepten – getrieben von der Idee, damit die Resilienz ihrer Rohstoffversorgung zu verbessern. Ein weiterer wichtiger Treiber sind die gesetzlichen Verpflichtungen der Unternehmen, ihre Prozesse klimaneutral aufzustellen – hier ist der Einsatz recycelter Rohstoffe natürlich nicht zum Nulltarif zu haben; auf lange Sicht sind die dafür notwendigen Technologien aber schon deutlich ausgereifter und die Kosten pro eingesparter Tonne CO2 bei entsprechender Skalierung niedriger. Aber obwohl das Thema Kreislaufwirtschaft damit immer stärker auch in den Strategieabteilungen der Unternehmen ankommt, faktisch fehlt es an einer selbsttragenden Innovationsdynamik. Noch immer beträgt das Verhältnis von recycelten Rohstoffen und Gesamtrohstoffbedarf gerade mal 13 Prozent; rechnerisch sind also 87 Prozent aller Rohstoffe noch immer Primärmaterial. Die dafür von vielen genannten Gründe sind einerseits rational: In wirtschaftlich schwierigen Zeiten fehlt es an finanziellen Ressourcen, um ausreichend in die Transformation zur zirkulären Wertschöpfung zu investieren. Gleichzeitig ist den meisten sehr bewusst, dass Deutschland damit droht, seine eigentliche hervorragende Ausgangsbedingungen in diesem zentralen Zukunftsmarkt zu verspielen. Die Bundesregierung hat vor diesem Hintergrund im Dezember 2024 ihre „Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie“ (NKWS) verabschiedet. Erklärtes Ziel ist es, die Transformation zur Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen. Dafür benennt die Strategie ambitionierte Ziele, beispielsweise die faktische Halbierung des Bedarfs an primären Rohstoffen; im Kern aber vor allem über 130 konkrete Maßnahmen. Diese gehen weit über Abfallwirtschaft hinaus, sondern betreffen z. B. die fokussierte Digitalisierung im Recyclingsektor, innovative Finanzierungsmechanismen oder auch Mindestrezyklatquoten, um so einen sicheren Absatzmarkt für hochwertige Sekundärrohstoffe zu schaffen. Aber natürlich ist Papier geduldig und die eigentliche Herausforderung liegt in der jetzt anstehenden Umsetzung. Ein zentraler Schlüssel wird dabei sein, Allianzen zu schaffen – zwischen all den Akteuren, die in einer Kreislaufwirtschaft profitieren wollen von den erhofften positiven Effekten für Klimaschutz, einheimische Beschäftigung, Aufträgen für den Maschinenbau usw. Die in der NKWS angekündigte Plattform muss es daher schaffen, genau solche Allianzen zu bilden und sich nicht in endlosen Debatten über die 100 Prozent perfekte Lösung zu verlieren – denn die internationale Konkurrenz schläft nicht und es ist überhaupt nicht gegeben, dass die erhofften Vorteile tatsächlich am Standort Deutschland realisiert werden. Die nächsten 24 Monate werden daher maßgeblich darüber entscheiden, ob Deutschland am Ende zu den Gewinnern oder den Verlierern der zirkulären Transformation gehören wird.