Revolution aus dem DruckerWie 3D-Druck die Wirtschaft verändert

von Inga Rabe und Kristin Siebert

18.05.2019 07:47 Uhr

Bislang wird 3D-Druck eher für Nischenprodukte genutzt. Jetzt versprechen Drucker-Hersteller eine neue Schlüsseltechnologie. Sie soll abgewanderte Industrien wieder zurückholen.

Der 3D-Druck hat sich schon viele Bereiche erobert. So üben zum Beispiel Chirurgen an der Mainzer Uniklinik vor Operationen an Organ-Modellen, die im 3D-Drucker entstanden sind. Der Flugzeughersteller Airbus verbaut in seinem A350 inzwischen über tausend gedruckte Bauteile. Sie machen das Flugzeug leichter und sparen damit Kerosin. Und Adidas will weg von der Massenproduktion und hin zur individuellen Fertigung: Sohlen passgenau für jeden einzelnen Fuß.

Ersatzteile on demand

Digitales Produzieren bis zum Ausdruck - das bietet enorme Freiheiten. Ein globales 3D-Druck-Netzwerk kann die Produktion nahe am Kunden ermöglichen - ganz ohne spezialisierte Fabriken. 3D-Drucker sind Alleskönner und durch Roboter läuft die Verarbeitungskette vollautomatisch. Sie drucken Einzelstücke oder Serien. Rund um die Uhr. Direkt vor Ort.

Ein wichtiges Geschäftsfeld für die 3D-Druckindustrie sind Ersatzteile. Statt sie über Jahrzehnte zu lagern, können Firmen die Bauteile einfach scannen und speichern - man braucht nicht mal mehr einen Bauplan. Bei Bedarf kann man die Daten der Bauteile abrufen und ausdrucken. Direkt dort, wo sie benötigt werden. So spart man nicht nur riesige Lager und die damit verbundenen Ressourcen. Auch die Lebensdauer von Maschinen wird verlängert, weil Ersatzteile nie mehr ausgehen.

Eine gedruckte Wabenkonstruktion soll Flugzeuge noch leichter machen. Schon jetzt verbaut Airbus Ersatzteile aus dem 3D-Drucker
Quelle: ZDF/Kristin Siebert

Transport überflüssig?

"Die additive Fertigung wird eine immense Auswirkung darauf haben, wie globale Versorgungsketten in Zukunft funktionieren", sagt Lou Rassey, Geschäftsführer der amerikanischen Firma Fast Radius. "Während der Menschheitsgeschichte haben wir Dinge immer auf drei Arten bewegt: auf der Erde, durch die Luft und über Wasser. Jetzt haben wir einen vierten Transportweg gefunden: durch das Internet in Lichtgeschwindigkeit."  Wenn Druckdateien online verschickt und Produkte in lokalen Druckzentren ausgedruckt werden, macht das lange, reale Transportwege in Zukunft überflüssig.

Die additive Fertigung wird eine immense Auswirkung darauf haben, wie globale Versorgungsketten in Zukunft funktionieren.

Lou Rassey, Fast Radius

Aber genau das ist für Logistikunternehmen wie zum Beispiel United Parcel Service (UPS) ein Problem. Auch Ersatzteillager, die UPS für seine Kunden weltweit unterhält, könnten zukünftig digitalisiert werden. "Die Technik wird die Lieferketten radikal verändern und UPS muss in der Lage sein, sich dieser Veränderung anzupassen. Deshalb investieren wir in diesen Bereich."

makro - das 3sat-Wirtschaftsmagazin

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Der Plan von Alan Amling (UPS): Sich nicht abhängen zu lassen, sondern Teil der Bewegung zu werden. UPS tritt die Flucht nach vorn an und will gemeinsam mit Lou Rassey und Fast Radius ein globales Netzwerk von Druckdienstleistern aufbauen. Den Transport zwischen Drucker und Kunden - auf kurzen Strecken - übernimmt dann wieder der Logistiker UPS.

Je leichter ein Flugzeug, umso weniger Kerosinverbrauch und CO2-Ausstoß. Im A350 werden jede Menge gedruckte Teile eingebaut.
Quelle: ZDF/Kristin Siebert

Zurück nach Deutschland

Auch wenn Kritiker befürchten, dass mit individuelleren, vor Ort gedruckten Produkten der Lieferverkehr in den Städten und damit die Umweltbelastung steigen wird. Es gibt auch positive Effekte: Die heute übliche Überproduktion von gut 10 Prozent könnte deutlich reduziert werden. Außerdem wäre es egal, wo produziert wird. Professor Claus Emmelmann vom Fraunhofer-Institut für Additive Produktionstechnologien hofft so, "Fabriken wieder zurück nach Deutschland [zu] holen." Wenn diese voll automatisiert sind, kostet die Produktion auf der Welt überall gleich viel.

Im niedersächsischen Varel wird eine solche Fabrik zur Zeit erprobt. Bauteile aus Aluminium werden hier vollautomatisch gedruckt - mal Autoteile, mal Teile für die Luftfahrt, je nach Bedarf. Die Prozesskette wird digital überwacht, kein Handgriff ist mehr nötig. Dieser Produktionsweg könnte eine Schlüsseltechnologie für Deutschland werden.

Inga Rabe und Kristin Siebert arbeiten beim 3sat-Wirtschaftsmagazin makro.

Fünf Fakten zum 3D-Druck

Medizin - Ein Herz zum Anfassen und Üben

Medizin - Ein Herz zum Anfassen und Üben

Vor komplizierten Operationen können mithilfe von 3D-Druck schon heute detailgetreue Modelle von erkrankten Organen wie z.B. einem Herz angefertigt werden. Diese basieren auf Bildern aus der Computertomographie und ermöglichen es, den Eingriff vor der Operation so lange zu üben, bis jeder Handgriff perfekt sitzt. Allerdings ist der Druck heute noch sehr teuer und es fehlt an Materialien, die denen von menschlichem Gewebe ähneln.

Transport - Produkte auf Anfrage

Transport - Produkte auf Anfrage

Eine Zukunftsvision ist die Verkürzung von Transportwegen durch den 3D-Druck, indem Waren als Druckdateien über das Internet geschickt werden und nicht wie bisher üblich als Produkt auf Straßen, zu Wasser oder per Luftfracht. Gedruckt werden könnten die Produkte dabei in lokalen Druckzentren. Dies würde lange Transportwege überflüssig machen und die derzeitige Überproduktion von mehr als 10 Prozent deutlich reduzieren.

Ersatzteile - Speichern statt lagern

Ersatzteile - Speichern statt lagern

Ein großer Trumpf der 3D-Druckindustrie ist das Geschäft mit Ersatzteilen. Es ergeben sich Einsparungen bei Ressourcen und Lagerkapazitäten, da Bauteile gescannt, digital gespeichert und je nach Bedarf ausgedruckt werden können. Auch könnte sich so die Lebensdauer von Produkten verlängern, da Ersatzteile langfristig produzierbar bleiben.

Leichtbau - Gewicht sparen durch Gitterstruktur

Leichtbau - Gewicht sparen durch Gitterstruktur

Ein besonderes Steckenpferd des 3D-Drucks ist die Möglichkeit des Leichtbaus. So konnte beispielsweise Airbus bei der Produktion des A350 allein durch den Druck einer Türverriegelungswelle rund 4 kg Gewicht einsparen, was über die Lebensdauer des Flugzeugs von 30 Jahren zu einer Treibstoffersparnis von etwa 2 Mio. Litern Kerosin führt. Durch die Gitterstruktur des 3D-Drucks konnte zudem das Gewicht einer Kabinentrennwand um 45 Prozent reduziert werden.

Nachhaltigkeit - weniger CO2-Emissionen

Nachhaltigkeit - weniger CO2-Emissionen

Hoher Automatisierungsgrad, geringe Überproduktion und kurze Transportwege könnten in Zukunft nicht nur Kosten, sondern auch CO2-Emissionen einsparen. Auch arbeiten einige Unternehmen bereits an der Verwendung nachhaltiger Materialien als Rohmaterialien für den 3D-Druck. Laut Institut für ökologische Wirtschaftsforschung hat eine gedruckte Handyschale wegen des erhöhten Energiebedarfs bislang allerdings noch eine ähnliche schlechte Umweltbilanz, wie eine aus asiatischer Massenproduktion.

von Konrad Schmidt, makro

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