Warum sollten Unternehmen verteilte additive Fertigung einsetzen?

In den letzten Jahrzehnten wurde die Globalisierung als bestimmende, praktisch unaufhaltsame Kraft erkannt, auf die sich Verbraucher und Unternehmen gleichermaßen einstellen müssen.

Aber heute sehen wir Anzeichen für einen Gegentrend – einen aufkommenden Druck, der den Ansturm auf die Globalisierung verlangsamen oder sogar umkehren könnte. Dieser neue Trend wird als verteilte, lokalisierte Produktion bezeichnet und muss von Unternehmen ernst genommen werden.

Bevor wir jedoch über die Vorteile sprechen, die die verteilte Fertigung zu einem attraktiven Produktionsmodell machen, wollen wir zunächst die verteilte Fertigung definieren.

Was ist verteilte Fertigung?

Auch bekannt als „dezentralisierte Fertigung“, „lokale Fertigung“, „dezentrale Fertigung“, kann man sich verteilte Fertigung als die Herstellung von Gütern in der Nähe oder am Verwendungsort vorstellen.

Die verteilte Fertigung rückte aus mehreren Gründen ins Rampenlicht. Steigende Energiepreise haben die Kosten der Langstreckenschifffahrt dramatisch in die Höhe getrieben, während die Besorgnis über den Klimawandel seine verheerenden Auswirkungen auf die Umwelt ins Rampenlicht gerückt hat.

Gleichzeitig drängen die anhaltenden Handelskriege und Zölle, die die Lieferketten weltweit gefährden, die Hersteller dazu, die Produktionsprozesse näher an den Verbraucher zu bringen.

Darüber hinaus hat sich die lokalisierte Fertigung zu einer Strategie entwickelt, die während der COVID-19-Pandemie zur Geschäftskontinuität vieler Hersteller beigetragen hat, als die Lieferketten anderer Unternehmen unterbrochen wurden.

Daher überrascht es nicht, dass laut dem Digital Manufacturing Trends Report von HP im Jahr 2021 52 % der Unternehmen eine lokalisierte Produktion in Betracht ziehen.

Weiterentwicklung über die traditionelle Fertigung hinaus

Die verteilte Fertigung soll im Vergleich zu etablierteren Fertigungsmodellen eine größere Flexibilität und Agilität bieten.

Die aktuelle Fertigungslandschaft basiert auf der Prämisse einer identischen Großserienfertigung. Angesichts des stetig wachsenden Bedarfs an Individualisierung, schnelleren Durchlaufzeiten und effizienteren Lieferketten erweisen sich solche Strukturen jedoch als immer unzureichender.

Der traditionelle Herstellungsansatz sieht die Beschaffung von Rohstoffen und die Herstellung von Produkten in großen, zentralisierten Fabriken vor. Nach der Produktion werden die Produkte an den Endverbraucher geliefert, der Tausende von Kilometern entfernt sein kann.

Die verteilte Fertigung stellt diesen Ansatz jedoch auf den Kopf. Dabei handelt es sich um ein digitales Netzwerk dezentraler Produktionsstandorte, die über Standorte verteilt und durch digitale Technik verbunden sind.

Dezentralisierung und Nähe zu den Verbrauchern öffnen die Tür zu schnellerer Lieferung, Nachhaltigkeit, Anpassung und Unterstützung für regionale Märkte.

Während die Großserienproduktion immer einige Segmente der Wertschöpfungskette dominieren wird, hat sich die dezentrale, kleinteilige lokale Fertigung herausgebildet, um eine nachhaltige Alternative bei der Herstellung und dem Versand von Waren zu bieten.

Eine Technologie, die maßgeblich dazu beitragen wird, das neue Modell zu ermöglichen, ist die additive Fertigung.

Additive Fertigung unterstützt das Wachstum der verteilten Produktion

Additive Fertigung oder 3D-Druck ist neben dem Internet der Dinge, Robotik und Datenanalyse eine der Schlüsseltechnologien, die eine verteilte Fertigung ermöglicht.

Bei AM wird der Herstellungsprozess eines Teils durch Software gesteuert, was ihn zu einem hochgradig digitalisierten Prozess macht. Dabei wird ein 3D-Modell in CAD erstellt und anschließend in zweidimensionale Schichten umgewandelt.

Diese Daten werden dann an einen 3D-Drucker gesendet, der beginnt, das Teil Schicht für Schicht zu drucken, wie in der Datei angegeben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Prozessen, die auf Formen oder Schneidwerkzeugen basieren, ist das einzige Werkzeug, das in AM benötigt wird, ein 3D-Drucker.

Da der 3D-Druck die Art und Weise verändert, wie viele Waren hergestellt werden, ist die Technologie wie folgt gut geeignet, um den Übergang zur verteilten Fertigung voranzutreiben:

Schnellere Vorlaufzeiten

Die additive Fertigung kann die Durchlaufzeit auf zwei Arten beschleunigen. Eine besteht darin, die Markteinführungszeit zu verkürzen, indem ein viel schnelleres Prototyping ermöglicht wird, und die andere besteht in der direkten Produktion von Endverbrauchsteilen.

Da AM nicht auf langzeitig produzierte Werkzeuge angewiesen ist, kann die Produktion direkt nach Auftragseingang starten, wenn Kapazitäten und Materialien vorhanden sind. Die AM-Produktion dauert in der Regel zwischen wenigen Stunden und wenigen Tagen, was einen gewaltigen Unterschied zu einer typischen Vorlaufzeit von Wochen oder Monaten im Spritzguss darstellt.

Digitales Lager

Bei der additiven Fertigung besteht das Potenzial, die Lagerkosten durch die Umstellung auf digitale Bestände zu senken.

Verteilte Produktionsstätten können einen zentralen virtuellen Speicherort für 3D-Konstruktionen nutzen, Daten zwischen den Einrichtungen senden und ein Teil produzieren, wenn der Kunde es benötigt, ohne dass eine physische Bestandsführung erforderlich ist.

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Fertigung auf Abruf

Einer der größten Vorteile des 3D-Drucks besteht darin, dass er eine On-Demand-Fertigung ermöglicht. 3D-Druck kann neben der verteilten Fertigung dazu beitragen, ein oft ineffizientes „Make-to-Stock“-Modell durch ein „Make-to-Order“-Modell zu ersetzen und das gesamte Konzept der Lagerhaltung zu überdenken.

Mit AM können Unternehmen Teile genau in den benötigten Mengen produzieren, ohne dass Teile dem Risiko ausgesetzt sind, nicht verkauft zu werden oder Platz in einem Lager zu beanspruchen.

Da ein Produkt bedarfsgerecht hergestellt wird, kann es sofort an den Verbraucher versandt werden, wodurch die Lagerhaltung entfällt und somit die Lagerkosten gesenkt werden.

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Verteilte additive Fertigung in die Praxis umsetzen

Eine Umstellung auf verteilte Fertigung erfordert natürlich ein gewisses Maß an Anpassungsfähigkeit, um die Vorteile wirklich nutzen zu können.

Aber wie können Sie sicherstellen, dass sich Ihr Unternehmen an das neue Modell anpassen kann?

Eine Möglichkeit besteht darin, eine digitale Grundlage zu schaffen, die den Wandel hin zur verteilten additiven Fertigung unterstützt.

Ein solches System sollte schnelles und sicheres Datenmanagement, Konnektivität (sowohl über verschiedene Einrichtungen als auch innerhalb der Werkstatt), Rückverfolgbarkeit und Automatisierung ermöglichen.

Ohne ein System, das bei der Koordinierung von Aufträgen, Prozessen, Maschinen und Mitarbeitern hilft, ist es nahezu unmöglich, einen konsistenten und zuverlässigen Workflow zu schaffen.

Das Jahr 2020 hat unbestreitbar die Dringlichkeit der Einführung einer verteilten Fertigung erhöht. Im Jahr 2021 sollten Unternehmen damit beginnen, ihre langfristigen Fertigungsstrategien zu überdenken und über die Tools nachzudenken, die ihnen helfen, die Vorteile des neuen Fertigungsparadigmas zu nutzen.

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