John Barnes, Gründer von The Barnes Group Advisors, über die Zukunft der additiven Fertigung und Workforce Development

 

Der Bedarf an spezialisierten Skills und Expertise in der additiven Fertigung ist entscheidend für die Technologie-Adoption. Additive Prinzipien zu meistern, ist aufgrund einer steilen Lernkurve und erheblichem Zeitaufwand herausfordernd. The Barnes Group Advisors (TBGA), eine US-Beratung, adressiert genau dieses Problem.

Gegründet 2017 in Pittsburgh, hilft TBGA Unternehmen bei der Strategieentwicklung und Lösung von Industrialisierungsherausforderungen der additiven Fertigung. Das Angebot umfasst Beratungsdienstleistungen und ein maßgeschneidertes Trainingsprogramm.

In diesem Interview sprechen wir mit Gründer und Managing Director John Barnes darüber, warum Workforce Development das Branchenwachstum antreibt und was nötig ist, um das Potenzial der additiven Fertigung voll auszuschöpfen.

Könnten Sie etwas über The Barnes Group Advisors und Ihre Services erzählen?

Wir starteten TBGA vor zwei Jahren als Reaktion auf die rasche Industrialisierung der additiven Fertigung. Mit Engineering-Hintergrund hat unser Team Qualifizierungs- und Zertifizierungsbemühungen branchenübergreifend geleitet. Beispielsweise qualifizierten wir bei Arconic die ersten Titan-Serienteile für den Airbus A350.

Heute sind wir ein 13-köpfiges Team, viele mit Exekutiv-Erfahrung – ich war zuvor Vice President bei Arconic. Laura Ely, ehemalige Head of Technology bei GKN Aerospace, leitet unsere ADDvisor® Services.

Unsere Expertise überbrückt die Lücke zwischen technischen Anforderungen und strategischen Zielen, übersetzt Engineering-Bedarfe in business-relevante Lösungen. Wir bewerten die Supply-Chain-Position jedes Kunden und beraten, wie man sich mit additiver Fertigung engagieren oder diese adoptieren kann.

Wir entwickelten auch ein Trainingsprogramm auf Kundenwunsch. Ein Kunde startete ein großes AM-Geschäft und brauchte Ingenieure, die für den Prozess designen können. Ohne dieses Wissen waren finanzielle Ziele unerreichbar, also schufen wir einen anforderungsbasierten Lehrplan.

Oft haben Kunden ausgereifte Produkte, deren ursprüngliche Designer nicht mehr verfügbar sind. Unsere Rolle ist nicht, additive Fertigung zu verkaufen, sondern ihnen zu helfen, bessere, erschwinglichere Teile zu schaffen. Ein Requirements-First-Ansatz vereinfacht den Übergang.

Wie sind Sie zur additiven Fertigung gekommen?

Ich begann meine Karriere bei dem, was heute Honeywell Aircraft Engines ist, in einem Projekt mit Sandia National Laboratories und neun weiteren Unternehmen. Das Projekt spannte sich zu Optomec aus, einem Pionier im Directed Energy Deposition mit Pulverzufuhr.

Später wechselte ich zu Lockheed Martins Skunk Works und leitete Manufacturing Exploration & Development. Wir erforschten Polymer-, Sheet-Lamination-, Directed-Energy- und Pulverbett-Systeme und tauchten tief in Metallpulver ein.

Bei der CSIRO, Australiens nationaler Wissenschaftsagentur, leitete ich das High-Performance-Metals-Programm. Dort etablierten wir Lab 22, eine Innovations-Einrichtung, die KMUs Zugang zu verschiedenen additiven Technologien gab und die Kapitalbarriere für kleine und mittlere Unternehmen adressierte.

2015 kehrte ich in die USA zurück und trat RTI International Metals bei – später von Alcoa akquiriert und zu Arconic rebranded. Da die Titanproduktion plateauierte, investierte der CEO in Downstream-Fähigkeiten, einschließlich einer AM-Anlage in Texas. Ich leitete R&D für Advanced Manufacturing und sicherte schließlich das Airbus-A350-Titan-Qualifizierungsprojekt.

„Es ist ein hartes Geschäft, Flugzeugteile zu machen. Der Übergang vom Prototyping zur Fertigung verlangt umfangreiche Dokumentation und Qualifikation für Sonderprozesse.“

Wie ist der aktuelle Stand der additiven Fertigung in Luftfahrt und Verteidigung, und was sind die Kernherausforderungen?

Additive Fertigung ist eine disruptive Technologie, die Commitment erfordert, um ihre Vorteile zu ernten. Workforce Development ist kritisch – Designer müssen additiv-zentriertes Denken lernen und sich von subtraktiven Mindsets lösen. Dieser Shift ist essenziell für Kosten-Performance und schnelle Innovation.

Obwohl Luftfahrt, Verteidigung und Medizintechnik traditionell risikoscheu sind, sind sie führende Adopter. Das Tempo des Fortschritts ist ermutigend, doch der Talent-Gap bleibt die größte Barriere. Unternehmen brauchen Ingenieure, Manager und Führungskräfte, die additive Technologie wirklich verstehen, um eine tragfähige Strategie zu entwickeln.

„Workforce Development ist der Dreh- und Angelpunkt des Branchenwachstums.“

Warum ist Design für additive Fertigung so entscheidend?

Ohne additiv-zentriertes Design verpufft der Kosten-Performance-Vorteil. Ingenieure adoptieren neue Technologien nur, wenn sie klare Kosteneinsparungen liefern. In der additiven Fertigung treibt Gewicht die Kosten: schwerere Teile bedeuten längere Bauzeiten und höheren Materialverbrauch. Daher beeinflussen Designentscheidungen direkt Produktionskosten und Machbarkeit.

„Man kann Maschinen- oder Materialpreise nicht kontrollieren, aber man kann das Design kontrollieren. Ihr Design bestimmt Bauzeit, Nachbearbeitung und letztlich Kosten.“

Unser Training betont Kostentreiber in der additiven Fertigung und hilft Ingenieuren, versteckte Kosten zu vermeiden und finanzielle Ziele zu erreichen.

Wie wird der Skills Gap in der additiven Fertigung adressiert?

Ressourcen nehmen jährlich zu, einschließlich Online-Kursen. Beispielsweise partnerschaftet TBGA mit der Purdue University für ein Online-Zertifikat mit Engineer-, Manager- und Executive-Tracks – kein Ingenieurstudium erforderlich. Auch MIT bietet einen Online-Kurs an, was die Zugänglichkeit erweitert.

Hochwertige, remote-zugängliche Bildung ermöglicht Profis weltweit, vom Null-Background zum Intermediate-Level zu gelangen. Diese Demokratisierung zieht junge Talente in die Fertigung – additive Fertigung wird zum spannenden Karrierepfad.

Die Industrie wandert hin zur Endteil-Fertigung. Was bedeutet das, und was ist nötig, um dorthin zu gelangen?

Wir erleben einen Übergang von Neuigkeiten-Schlagzeilen zu Mainstream-Produktionsstorys. Dieser Shift erfordert rigorose Spezifikationen, Supply-Chain-Alignment und Branchenkollaboration.

Tier-1- und Tier-2-Zulieferer sowie kleine Zerspanungsbetriebe fragen nun: „Wann ist der richtige Zeitpunkt, AM zu adoptieren?“

Unser „Four Lenses“-Framework – Maschinen, Materialien, digitaler Raum, Menschen – gekoppelt mit dem TBGA AM Maturity Model, führt Organisationen durch einen Fünf-Level-Pfad vom Prototyping zur Vollproduktion.

Level 0 und 1 fokussieren Prototyping und Werkzeugbau, verlangen minimale Skill-Sets. Ab Level 2 und 3 – Teileersatz und -konsolidierung – werden fortgeschrittenes Design, Risikomanagement und Supply-Chain-Integration nötig. Der Sprung zu Level 4 – exklusive additive Teile – verlangt robustes Training und Prozesskontrolle.

Die meisten Firmen beherrschen Level 0 und 1, stoßen aber an Grenzen bei Substitution. Den Business Case für additive Teile zu erreichen, erfordert oft einen Kulturwandel und Risikotoleranz.

Welche Entwicklungen in der additiven Fertigung begeistern Sie?

Wissenschaftlicher Fortschritt beschleunigt sich – Prozessverständnis verbessert sich, Maschinen werden schneller und zuverlässiger. Materialinnovation, besonders bei Polymeren und Metallen, erweitert die Designfreiheit.

„Als Werkstoffingenieur sehe ich riesiges Potenzial in Polymeren und Metallen. Designer und Materialwissenschaftler haben die Chance, wirklich zu brillieren.“

Nachbearbeitung entwickelt sich weiter, mit Modifikationen bestehender Geräte, speziell für AM. Software schreitet voran: neue Design-Tools, MES und Workflow-Systeme straffen Produktion und Qualitätssicherung.

Die zweite Generation der Photopolymerisationstechnologien bietet frische Chancen, getrieben durch Startups und erfinderische Ansätze.

Wie tragen MES und Workflow-Software zur Industrialisierung von AM bei?

MES und Workflow-Tools managen Risiko, optimieren Inventar und schützen geistiges Eigentum. In stark regulierten Sektoren wie Luftfahrt und Medizintechnik sind solche Systeme essenziell für Qualitäts- und Sicherheitsstandards.

Sie ermöglichen präzises Tracking von 3D-Druck-Dateien, stellen sicher, dass das korrekte Design genutzt wird, und erleichtern Qualitätssicherung. Sie schaffen auch Monetarisierungspfade für einzigartige AM-Prozesse.

Mehr über The Barnes Group Advisors erfahren Sie unter: https://www.thebarnes.group/