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Wie Additive Manufacturing die Produktionsstrategie beeinflusst

Wie Additive Manufacturing die Produktionsstrategie beeinflusst

ADDITIVE FERTIGUNGSVERFAHREN SCHICKEN SICH AN, DIE PRODUKTION TIEFGREIFEND ZU VERÄNDERN von Thomas Pletsch, TMG CONSULTANTS

Der 3D-Druck hat seinen Siegeszug längst angetreten. Das ungeheure Potenzial, das sich hinter den additiven Fertigungsverfahren verbirgt, wird von weiten Teilen der produzierenden Industrie allerdings noch immer nicht richtig eingeschätzt. Unterschätzt werden zumeist auch die Auswirkungen, die von dieser neuen Produktionsoption auf die bisherigen Produktionsprozesse und die industriellen Prozessketten ausgehen. Wir sind überzeugt: Additive Fertigungsverfahren werden den gesamten Produktentstehungsprozess und die Produktion tiefgreifend verändern. Auch im Rahmen von Industrie 4.0 ist Additive Manufacturing (AM) die Zukunftstechnologie schlechthin, mit der die Vernetzung und Digitalisierung der Produktions- und Entwicklungsprozesse sowie revolutionäre Prozessabläufe möglich werden. Für produzierende Unternehmen wird es daher höchste Zeit, die Möglichkeiten zur Nutzung der neuen, stark verbesserten additiven Fertigungsverfahren zu evaluieren und AM als zusätzliche Option in der eigenen Produktionsstrategie zu berücksichtigen. Denn wer diesen Trend verschläft oder falsch einschätzt, geht ein existenzielles Risiko ein.

Als Technologie ist Additive Manufacturing nichts Neues. Schon vor mehr als 25 Jahren haben Unternehmen – insbesondere in der Automobilindustrie und im Flugzeugbau – damit begonnen, einzelne Bauteile von Grund auf durch einen schichtweisen Materialaufbau herzustellen statt wie gewohnt durch Gießen, Schmieden und anschließendes Nachbearbeiten wie Drehen, Fräsen, Schleifen etc. Dass dieses – illustrativ auch 3D-Druck genannte Verfahren – momentan nicht nur bei Technikern, sondern auch in Managementkreisen der Industrie zu einem regelrechten Hype-Thema geworden ist, liegt an einigen technologischen Weiterentwicklungen in der jüngeren Vergangenheit. Diese haben dazu geführt, dass jetzt auch Bauteile mit immer serienähnlicheren bzw. seriengleichen, endkundentauglichen Eigenschaften additiv bzw. unter Zuhilfenahme additiver Verfahren effizient gefertigt werden können. Das heißt: Die AM-Technologie ist mittlerweile an einem Punkt ihrer Entwicklung angelangt, ab dem sie sich nicht mehr nur für den Prototypenbau eignet, sondern mehr und mehr auch in der Kleinserienproduktion zielführend zum Einsatz gebracht werden kann.

Hinzu kommt: Durch den schichtweisen Aufbau können die zu fertigenden Bauteile beliebige Formen annehmen. Die verfahrensbedingte Formgestaltungsfreiheit erlaubt es, Teile zu fertigen, die auf konventionelle Art und Weise nicht hergestellt werden können. Ferner ist es möglich, neue Produkte mit Leistungseigenschaften zu designen, die traditionelle Produktionsverfahren niemals erreichen könnten. So lassen sich zum Beispiel Teile konstruieren, die äußerst komplex in den Strukturen sein können und die dennoch sehr leicht und stabil sind. Das macht das additive Fertigen für die Automobilindustrie und insbesondere für die Luftfahrt ja so interessant. Dass dort jedes Gramm Gewichts­einsparung zählt und hohe wirtschaftliche Relevanz besitzt, ist bekannt. Welchen Beitrag Additive Manufacturing hier einbringen kann, sei stellvertretend an dem folgenden kleinen Beispiel skizziert: eine additiv statt konventionell gefertigte Gurtschnalle bringt pro Flugzeugsitz eine Gewichtsersparnis von etwa 85 Gramm. Bei einem Airbus A 380 mit knapp 900 Sitzen ergibt das in Summe eine Gewichtsreduktion von etwa 75 kg. Bezogen auf die Lebensdauer des besagten Flugzeugs lässt sich daraus eine potenzielle Kerosin-Einsparung von insgesamt rund 3,3 Millionen Litern hochrechnen1 – und damit eine Kosteneinsparung von weit mehr als einer Million Euro.

1 - The Saving Project – Case Study: saving litres of aviation fuel

In der Luft- und Raumfahrttechnik werden bestimmte AM-Technologien also bereits heute für spezielle Serienteile eingesetzt. Für uns steht zweifelsfrei fest: diesen Einzug werden wir auch in der Automobilindustrie und weiteren Branchen erleben. Der Weg zur Etablierung der Schichtbautechnologie für den Einsatz in der Kleinserie ist vorgezeichnet. Ihre Vorzüge können die additiven Fertigungsverfahren im Prinzip überall dort ausspielen, wo Bauteile hoher Formkomplexität in kleinen Stückzahlen und mit hoher Kosteneffizienz und Flexibilität hergestellt werden sollen.

 

Additive Fertigung rechnet sich – wenn man richtig vorgeht

Aus technischem und/oder gestalterischem Blickwinkel lassen sich mit der additiven Fertigung wegen der weit größeren konstruktiven Freiheitsgrade schon seit Jahren beeindruckende Ergebnisse erzielen. Für viele produzierende Unternehmen dürfte es sich inzwischen aber auch aus rein ökonomischen Überlegungen lohnen, AM als Produktionsoption ins Kalkül zu ziehen. Dabei geht es natürlich nicht darum, traditionelle Produktionsverfahren vollends abzulösen und die Produktion auf einmal ganz anders zu gestalten. AM ist vielmehr eine äußerst leistungsfähige und damit enorm wichtige Ergänzung, mit der die Wirtschaftlichkeit der Produktion deutlich und nachhaltig verbessert werden kann. Voraussetzung ist natürlich, dass sich im Unternehmen geeignete Anwendungen finden lassen.

In einem erst vor kurzem beendeten Pilotprojekt hatten wir bei einem Kunden zum Beispiel repräsentativ sechs Anwendungen stellvertretend für jeweils eine Vielzahl von Bauteilen ähnlicher Art ausgewählt, einer Vorkalkulation unterzogen und pilothaft umgesetzt. Im Endeffekt konnte eine Kosteneinsparung von 57 Prozent erzielt werden.

 

Abbildung 1:
Additive Manufacturing rechnet sich bereits heute (beispielhafte Kalkulation aus einem aktuellen Projekt)
Im Pilotprojekt konnten eine Kosteneinsparung von 57 Prozent und eine Zeiteinsparung von 45 Prozent nachgewiesen werden.

Konkret bedeutete dies pro Bauteilprojekt in Einzelfällen eine jährliche Kosteneinsparung im fünfstelligen Euro-Bereich. Für Konzerne mit einer entsprechend großen Zahl geeigneter Anwendungen können sich die potenziellen jährlichen Einsparungen durchaus auf Größenordnungen deutlich über 20 Millionen Euro summieren. Dass auch und gerade mittelständige Unternehmen von den additiven Fertigungsverfahren profitieren, konnten wir ebenfalls nachweisen: mit jährlichen Einsparungen im fünf- bis sechsstelligen Euro-Bereich – und das überwiegend sogar in Form von „Quick Wins“. Viel spricht dafür, dass zukünftig noch wesentlich stärkere Effekte zu erzielen sein werden.

Hervorzuheben ist aus unserer Sicht ferner, dass sich mit den neuen technologischen Möglichkeiten und dem von uns angewendeten Technologieansatz auch die Beschaffungszeiten und die Kapazitäten für die Herstellung der Bauteile reduzieren lassen. Wartezeiten von zwei oder drei Monaten ließen sich in dem erwähnten Pilotprojekt zum Beispiel bei einigen Bauteilen auf zwei Wochen reduzieren. Im Schnitt standen die Bauteile – im Vergleich zum üblichen Technologieansatz – in der halben Zeit zur Verfügung. Der von uns gewählte Technologieansatz funktioniert – nebenbei bemerkt – sowohl bei Kunststoffbauteilen als auch bei Gussteilen.

 

Tiefgreifendes AM-Verfahrens- und Fertigungs-Know-how unerlässlich

Eine detaillierte Analyse der Möglichkeiten, die additive Fertigungsverfahren im Hinblick auf das unternehmensspezifische Produktspektrum bieten, ist für deren Nutzung erfolgsentscheidend. Wir haben hier die Erfahrung gemacht, dass erhebliche Potenziale in den Unternehmen unausgeschöpft bleiben, weil die verschiedenen Verfahren und ihre besonderen Charakteristika nicht hinreichend bekannt sind und weil es zudem in den Unternehmen am erforderlichen Know-how mangelt, um die AM-Fähigkeit bestimmter Anwendungen zutreffend beurteilen zu können.

Da auch die verschiedenen Technologievarianten der additiven Fertigung hinsichtlich ihrer Produktivität extreme Unterschiede aufweisen können, muss jeder einzelne „Fall“ speziell gegengerechnet werden, ob sich Additive Manufacturing überhaupt rentiert und wenn ja, mit welchem Verfahren man welche Teile herstellen sollte. Die richtige Entscheidung wird nur treffen können, wer den aktuellen Status der AM-Technologien wirklich gut kennt und wer auch über die Fähigkeit verfügt, Anwendungen so detailliert zu analysieren, dass er die jeweils richtige Technologiezuordnung vornehmen kann.

Wie die Praxis zeigt, liegen diese Voraussetzungen oft nicht vor. Konsequenz ist, dass immer wieder kostspielige Fehlentscheidungen getroffen werden. Erfahrungen aus unseren AM-Projekten belegen, dass – bei richtiger Vorgehensweise – bereits heute etliche Bereiche bzw. Funktionen im Unternehmen von ausgewählten Schichtbautechnologien profitieren.

Produzierenden Unternehmen möchten wir vor dem Hintergrund der jüngsten Entwicklungen bei den AM-Technologien daher dringend ans Herz legen, die Möglichkeiten, die die neuen additiven Fertigungsverfahren bieten, für das eigene Unternehmen zu evaluieren und deren möglichen Einfluss auf die bestehende Produktionsstrategie zu bewerten. Möglicherweise tun sich da ganz neue Optionen auf (Abbildung 2).

 

Abbildung 2:
Nutzenbeispiele von Additive Manufacturing in unterschiedlichen Unternehmensfunktionen

Ein Unternehmen aus der deutschen Gießerei-Industrie zum Beispiel hat auf unsere Empfehlung hin ein bestimmtes komplexes Bauteil additiv statt wie bis dato konventionell gefertigt und war dadurch in der Lage, seinen Kunden dieses Teil schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium in testbarer Qualität vorzuführen. Als Konsequenz daraus kann dieser Lieferant nun wesentlich früher als bei konventioneller Fertigung in den Produktentwicklungsprozess bei seinem Abnehmer einsteigen. Die Auftragsvergabe erfolgt zu einem erheblich früheren Zeitpunkt im Prozess, gleichzeitig erhält der Druckgießer auch viel eher einen detaillierten Einblick, was genau im späteren Seriengeschäft nachgefragt wird. Er kann sich also ganz anders für die dann wieder konventionell zu fertigenden Teile positionieren und einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil gegenüber möglichen Drittanbietern erzielen.

 

Abwarten ist keine Option

Wir führen immer wieder Gespräche mit Verantwortlichen, die eigentlich gerne in die additive Fertigung einsteigen würden, dies aber vor allem deshalb noch nicht tun, weil sie davon ausgehen, dass innerhalb der nächsten fünf Jahre etwas vollkommen Neues auf den Markt kommt. Wir halten diese Haltung für grundfalsch. Abwarten ist in diesem Fall definitiv nicht zu empfehlen. Bis die nächste echte neue Generation reif ist, dauert es noch eine ganze Weile. Fakt ist aber, dass sich die AM-Technologie bereits jetzt evolutionär Stück für Stück weiterentwickelt – und dies in einem rasanten Tempo. Umso wichtiger ist es, sich frühzeitig zu orientieren und die ersten Schritte zur Nutzung dieser revolutionären Technologie im eigenen Unternehmen möglichst gemeinsam mit einem erfahrenen AM-Spezialisten zu gehen, der in diesem Thema zuhause ist und der zudem über ein Top-Netzwerk in der AM-Szene verfügt. Wir sind sicher: Wer sich jetzt nicht intensiv mit dem Thema „Additive Fertigung“ befasst und seine unternehmensspezifische Position bestimmt, riskiert, den Anschluss zu verlieren. Und das kann richtig teuer werden.

Wie schnell und wie tief die rasante technologische Entwicklung auf diesem Feld einen ganzen Markt beeinflussen kann, zeigt ein Beispiel aus den USA: Dort hat die gesamte Hörgeräteindustrie in weniger als 500 Tagen zu 100 Prozent auf additive Fertigungstechniken umgestellt. Und nicht ein einziges Unternehmen, das an den herkömmlichen Verfahren festhielt, hat überlebt. 2

2 - „3D-Druck vor dem Durchbruch“, Harvard Business Manager, Juli 2015, Seite 11

Hinzu kommt: die Rolle des Prototyps wird sich im Zuge der Digitalisierung der Entwicklungsprozesse weiter ändern und noch wesentlich stärker in Richtung „Serieneigenschaften“ gehen. Je besser ein Unternehmen mit den Möglichkeiten und Finessen der AM-Technologien vertraut ist, umso eher wird es in der Lage sein, den extrem hohen Anspruch an die Serienähnlichkeit der Prototypen zu gewährleisten und so seine Produktentstehungsprozesse wettbewerbsfähig zu halten. Plakativ formuliert bedeutet diese Aussage allerdings im Umkehrschluss: Wer es nicht schafft, diese Serienähnlichkeit zu liefern, wird seine Produkte über kurz oder lang nicht mehr wettbewerbsfähig entwickeln können.

Aufgaben und Geschäftsfelder, bei denen additive Fertigungsverfahren sich bereits heute rechnen und/oder wo bestimmte AM-Varianten deutliche Vorteile gegenüber den traditionellen Produktionsverfahren besitzen, gibt es zur Genüge. Explizit erwähnen möchten wir hier stellvertretend aufgrund ihrer Bedeutung

  • das Ersatzteilgeschäft mit einer verbesserten Ersatzteilverfügbarkeit zu geringeren Kosten,
  • die Verkürzung von Entwicklungszeiten bei gleichzeitig reduziertem Investitionsaufwand, weil keine Werkzeuge mehr produziert werden müssen,
  • das Reparieren sehr komplexer Bauteile durch gezieltes Aufdrucken statt wie beim klassischem Vorgehen durch teure Auftragsarbeiten,
  • das Herstellen von hochkomplexen bionischen Strukturen unterschiedlichster Geometrien, sowie
  • die weitere Individualisierung des Produktangebotes durch Erstellen spezieller Varianten, um so bestimmte Nischensegmente noch besser abdecken zu können. Das können zum Beispiel Fahrzeuge für individuelle Kundenwünsche sein, für die eine individuelle Fahrzeugaußenhaut gedruckt wird oder auf Gewicht getrimmte Sportfahrzeuge mit bionischen Strukturelementen.

 

Produktion steht vor tiefgreifenden Veränderungen

Fest steht für uns, dass sich die Art und Weise, wie Unternehmen produzieren und wie sie sich in ihrer Produktion aufstellen, durch AM in vielen Fällen tiefgreifend und nachhaltig verändern wird. Der Entwicklungsstand der additiven Fertigungstechnologien ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass es für produzierende Unternehmen geradezu zu einer Pflichtaufgabe wird, sich eine klare Meinung zu bilden, ob und inwieweit die Produktionsalternative AM für sie infrage kommt und vor allem, wie sich diese Option im Vergleich zum klassischen Produktionsprozedere rechnet. Wir raten dringend dazu, diese Berechnungen nicht allein anzustellen. Mehrfach haben wir es erlebt, dass die von uns ausgewiesenen Potenziale deutlich über den Nutzeneffekten lagen, die die Unternehmen selbst für einen AM-Einsatz errechnet hatten. Fehlentscheidungen sind da schnell getroffen. Die Bedeutung der AM-Technologien ist ja gerade deshalb so groß, weil damit zugleich Kosten- und Zeiteinsparungen sowie Verbesserungen beim Reifegrad und in der Flexibilität erzielt werden können (Abbildung 3).

 

Abbildung 3:
Generelle wirtschaftliche und technologische Vorteile von Schichtbautechnologien

Dazu ist es erforderlich, für jede Anwendung detailliert zu überprüfen, ob Additive Manufacturing – bzw. welche der vielfältigen Technologie-Varianten – seine Stärken und die vielfältigen wirtschaftlichen und technischen Vorteile bereits heute ausspielen kann bzw. ab wann dies möglich sein wird. Als Richtschnur kann dabei gelten: Je komplexer die Teile – und je weniger die Produktion mit den klassischen Tools zufriedenstellend funktioniert –, desto eher ist Additive Manufacturing eine überdenkenswerte Option.

Jede potenziell in Frage kommende Anwendung ist im Detail zu betrachten – im Hinblick auf Stückzahl, Bauteilgröße, Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit, an die mechanische Belastbarkeit und vieles andere mehr. Letztlich geht es darum, die jeweils richtigen Erfolgsfaktoren heranzuziehen und darauf basierend zu einer Gesamtbewertung zu kommen, ob die betreffende Anwendung künftig additiv gefertigt werden soll oder ob es doch beim klassischen Verfahren bleibt.

Bei unseren AM-Projekten scannen wir – falls vom Kunden gewünscht – das komplette Produktportfolio. Der Anwendungskatalog wird systematisch im Hinblick auf die Eignung von Schichtbautechnologien durchforstet. Hinter jeder Anwendung, jeder Baugruppe und jedem Bauteil steht zum Schluss eine klare Potenzialaussage. Wir berücksichtigen dabei übrigens nicht ausschließlich das Additive Manufacturing, sondern genauso die flankierenden Technologien, zum Beispiel hochinnovative Systemwerkzeuge im Spritzguss oder Druckguss. Wir betrachten AM also nicht als Allheilmittel für jeden Anwendungsfall. Am Ende des Tages gibt es daher immer eine klare Zuordnung, für welche Produkt- und Teilefamilien welche Fertigungstechnologien vorgesehen werden sollten.

Additive Manufacturing soll die konventionellen Fertigungsverfahren – wie erwähnt – nicht ersetzen, sondern ergänzen und dadurch völlig neue Abläufe der Prozesse ermöglichen. Gleichzeitig wird erwartet, dass die Technologie einen zentralen Beitrag zum Thema Industrie 4.0 leistet. Vieles spricht dafür, dass AM-Technologien im weiteren Entwicklungsverlauf bei immer mehr Produkten und Teilefamilien wachsende Bedeutung erhalten werden. Was im Einzelnen schon heute sinnvoll ist, muss jeweils spezifisch geprüft werden. Neben der Herstellung von Teilen sollte die Prüfung auch das Rapid Manufacturing einschließen, also die additive Fertigung von Werkzeugen, Werkzeugeinsätzen und verlorenen Modellen, die anschließend für die konventionelle Produktion eingesetzt werden.

Zudem ist im Rahmen einer solchen Eignungsprüfung auch zu eruieren, welche Effekte das Additive Manufacturing und die flankierenden Technologien in der Produktion auf die Kosten, die Standorte, die Logistik und den Qualifikationsbedarf haben. Dieses gilt es ebenfalls zu bewerten und in der Produktionsstrategie zu berücksichtigen.

Die große Herausforderung bei der Integration additiver Fertigungsverfahren in den Produktionsprozess wird also darin bestehen, ein optimiertes, übergreifendes Gesamtkonzept für die Produktion zu erarbeiten, welches die Vorteile von Schichtbautechnologien optimal nutzt und ausspielt.

 

Anwendungen müssen AM-qualifiziert sein

In die AM-Überlegungen muss auch einfließen, dass der schichtweise Aufbau völlig neue Möglichkeiten in der Produktgestaltung bietet – dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Form- und Werkstoff-Flexibilität von Bauteilen. Da es bei den additiven Fertigungsverfahren derzeit noch an Normen und Standards mangelt, müssen Unternehmen die Produkte und Bauteile für die AM-Anwendung jeweils erst noch zertifizieren und den Nachweis erbringen, dass diese neue Technologie letztendlich zu den gleichen qualitativen Ergebnissen führt wie die klassische Produktionsweise. Dieser Zertifizierungs- bzw. Qualifizierungsprozess ist ziemlich aufwändig und zeitraubend. Besteht in einem Unternehmen ein grundsätzliches Interesse, AM-Verfahren anzuwenden, halten wir es für dringlich, sich schnellstmöglich mit den Fragen der Qualifizierung auseinanderzusetzen und erste Erfahrungen zu sammeln. Wer sich frühzeitig auf diesen Weg begibt, kann darauf hoffen, sich einen Vorsprung im Additive Manufacturing herauszuarbeiten, der von Wettbewerbern nicht so ohne Weiteres von heute auf morgen aufgeholt werden kann. Nur so kann er auch zeitnah auf künftige Anfragen seiner Kunden reagieren.

Wer Additive Manufacturing als Produktionsoption in Erwägung zieht, hat aber nicht nur die Entscheidung zu treffen, was er additiv fertigen und welche Teile der AM-Wertschöpfungskette er selbst abdecken möchte. Festzulegen ist vielmehr auch, in welchem organisatorischen Rahmen die Produktion erfolgen soll. Denkbar ist hierbei ein breites Spektrum an Organisationsvarianten – von der kompletten Inhouse-Fertigung über ein Lead-Factory-Konzept bis hin zur vollständigen Vergabe an Externe. Intern finden wir zumeist noch eine Mischform vor: Da stehen in den Unternehmen dann AM-Maschinen neben den klassischen Produktionsanlagen. Absehbar ist aber bereits jetzt, dass es einen sich verstärkenden Trend zu sortenreinen AM-Produktionszellen geben wird. Da wird sich ein komplett neues Feld auftun: zum Beispiel „reinrassige Lead Factories“ für AM – mit optimalen Strukturen, gebündeltem AM-Know-how, einer optimierten Produktion und einem digitalen Parametersatz, der all die Daten in sich birgt, die benötigt werden, um an jedem beliebigen Standort der Erde ein Bauteil in genau derselben Qualität und mit identischen Anforderungen an die Fertigbearbeitung herstellen zu können. Dies bedeutet aber auch, dass es zu einer Rollenverschiebung kommen wird: die Macht wird mehr und mehr in den digitalen Datensätzen und in der Digitalisierung des Produk­tionsprozesses liegen.

Stand heute ist ein solcher globaler AM-Produktionsverbund, der den hohen qualitativen Anforderungen an eine solche Produktion genügt, noch nicht darstellbar. Hier sind vor allem die Anlagenhersteller gefordert: die AM-Maschinen müssen wesentlich serientauglicher werden. Bis dato sind die Anlagen lediglich für Prototypen ausgereift. Die Entwicklung ist allerdings vorgezeichnet. In den strategischen Überlegungen zur künftigen Ausrichtung der Produktion sollte dieser Aspekt deshalb schon jetzt als künftige Option mitberücksichtigt werden.

 

Wie der Einstieg in die additive Fertigung gelingt

Viele Unternehmen der produzierenden Industrie haben mit additiven Fertigungsverfahren im Prototyping-Umfeld bereits erste Erfahrungen gesammelt. Mit den Weiterentwicklungen der Technologie und der Schwelle zum Serieneinsatz, der jetzt erreicht ist, ergibt sich allerdings eine neue Situation – und für viele Unternehmen die Herausforderung, ihre eigene Position in Sachen AM zu überprüfen.

Im Rahmen einer Standortbestimmung gilt es daher zunächst, die relevanten Einflussfaktoren zu identifizieren, die die Einsetzbarkeit von AM-Technologien betreffen und das gesamte Produktportfolio daraufhin zu scannen. Erst auf Basis eines solchen detaillierten Überblicks lässt sich eine zielführende AM-Strategie entwickeln. Die AM-Strategie muss konkrete Aussagen beinhalten zu den Potenzialen, die über die infrage kommenden AM-Anwendungen zu heben sind. Zudem ist ein Zielbild zu entwickeln, mit einer klaren Aussage, welche Teile/Segmente sich heute bereits für eine AM-Produktion eignen und mit Priorität mit der neuen Technologie gefertigt werden sollten. Zielbild bedeutet aber auch, bereits jetzt aufzuzeigen, wann welche Teile dazukommen, und welche möglicherweise auch wieder aus der AM-Produktion herausfallen. In unseren Projekten zeigen wir an dieser Stelle detailliert auf, welche Potenziale das beauftragende Unternehmen durch Additive Manufacturing kurz-, mittel- und langfristig erschließen kann. Genauso detailliert ermitteln wir den Aufwand und weisen auch die Risiken aus, die mit dem jeweiligen additiven Fertigungsverfahren verbunden sind.

Aus dem Spektrum der eruierten geeigneten Anwendungen sollte man sich dann einige „Piloten“ auswählen, um ein solches Vorhaben wirklich mal durchzuexerzieren und Erfahrungen zu sammeln. Je mehr Erfahrungen vorliegen, umso mehr Sicherheit wird man gewinnen, und umso geringer wird das Risiko, sich zu vergaloppieren und teures Lehrgeld zu bezahlen. Unsere Erfahrung ist: Eine erfolgreiche Durchführung der Pilotanwendungen mit erkennbar nachhaltigen Quick Wins liefert die Grundlage, um AM im Unternehmen zu einer Erfolgsgeschichte zu machen. Dass der Mittelaufwand für die dazu eingekaufte Beratungsleistung durch diese Quick Wins bereits kurzfristig weit überkompensiert wird, sei hier nur am Rande erwähnt.

Jedes produzierende Unternehmen ist gefordert, in Sachen AM die individuell richtigen Wertschöpfungsumfänge und damit auch die optimale Position in der AM-Wertschöpfungskette zu bestimmen: Was macht man selber, was lässt man machen? Da die Schichtbau-Verfahren sich als Technologie für die Serienproduktion noch in einem sehr frühen Stadium befinden, sind Kooperationen von zentraler Bedeutung. Zum einen, um Erfahrungen auszutauschen – zu Verfahren, Werkstoffen, Technologieentwicklungen etc. –, aber vor allem, um Entwicklungsthemen mit den erforderlichen Technologiepartnern gemeinsam voranzutreiben.

In vielen Fällen macht es aus Sicht der Unternehmen Sinn, für eine schichtbaugerechte Konstruktion, für die Herstellung und/oder die Nachbereitung AM-produzierter Teile Externe als Partner fest einzubinden. Auf Auswahl und Bewertung möglicher Lieferanten ist dann besonders hohes Augenmerk zu legen. Eng verbunden mit der Lieferantenauswahl ist die Zertifizierung für die Serienfertigung, um Qualität und Reproduzierbarkeit der Serienteile abzusichern. Diese Form der Qualitätssicherung ist elementar, um den Sprung von AM für Prototypen zu einer effizienten Produktionstechnologie für die Serie zu schaffen.

Für all diese Themen ist tiefgreifendes Wissen im Hinblick auf den aktuellen Status des Additive Manufacturing und deren anwendungsspezifische Weiterentwicklungsmöglichkeiten wie auch der flankierenden Technologien zwingend erforderlich. Möglicherweise liegt die ideale Lösung ja in einer Kombination aus Additive Manufacturing und sehr innovativen speziellen Kleinserien-Technologien. Hinzukommen muss aber auch klassisches Produktions- und Organisations-Know-how. Denn: Um die Potenziale des Additive Manufacturing bestmöglich auszuschöpfen, ist es unerlässlich, im Unternehmen organisatorische Strukturen und Prozesse ein Stück weit anzupassen. Es braucht eine andere Form der Zusammenarbeit zwischen Entwicklung und Produktion, aber auch Produktstrategen und Einkauf sind hier gefragt. Der gesamte Produktentstehungsprozess einschließlich der Produktion ist zu durchleuchten und im Hinblick auf eine optimale Integration des Additive Manufacturing zu adjustieren.

Ob und wo Additive Manufacturing für ein (mittelständisches) Unternehmen eine veritable Produktions-Option sein kann, lässt sich im Rahmen des speziell dafür entwickelten TMG Quick-Checks innerhalb von rund drei Wochen eruieren. Darin enthalten sind dann bereits die relevanten Handlungsfelder, mögliche Sofortmaßnahmen sowie eine Empfehlung für das weitere Vorgehen.

TMG INSIGHTS 08: "Antriebskonzepte der Zukunft"

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