Interview mit Jan Tremel: Wie Bosch 3D-Druck im Powertrain Center of Competence nutzt

Der deutsche multinationale Engineering- und Technologiekonzern Bosch ist globaler Marktführer in Automobilkomponenten, Industrietechnik, Konsumgütern, Energie und Gebäudelösungen.

Bosch hat additive Fertigung (AM) in jeder Division eingeführt und nutzt sie, um Prototyping zu beschleunigen und On-Demand, flexible Produktion zu ermöglichen, die Time-to-Market verkürzt und Lieferketten strafft.

Das Unternehmen unterhält ein dediziertes 3D-Druck Center of Competence (CoC), das Innovationen über alle Produktlinien vorantreibt.

Heute sprechen wir mit Jan Tremel, Leiter des CoC innerhalb der Powertrain Solutions Unit, um zu erfahren, wie AM Wert schafft, welche Herausforderungen die hausinterne Adoption mit sich bringt und wie die Zukunft von 3D-Druck im Automobilsektor aussieht.

Könnten Sie etwas über Ihren Hintergrund erzählen und wie Sie zu AM kamen?

Ich wurde erstmals zwischen 2006 und 2007 während des Aufstiegs der RepRap-Bewegung involviert. Fasziniert von der Technologie, baute ich meinen ersten 3D-Drucker an der Universität. Als ich zu Bosch kam, sah ich die Wirkung eines kleinen, hausinternen 3D-Druckers. Diese Vision löste eine Reihe von Vorschlägen aus, die letztlich das CoC etablierten. Bosch erkannte dann, dass die Integration von AM für sowohl Kunststoffe als auch Metalle essenziell für die Entwicklung der nächsten Generation von Verbrennungsmotorkomponenten war.

Ich bin in der Powertrain Solutions Unit angesiedelt, die fast ein Viertel von Bosch' Jahresumsatz ausmacht und etwa ein Viertel der Belegschaft beschäftigt. In dieser Rolle fokussieren wir uns auf den Einsatz von 3D-Druck in High-Impact-Projekten – Hochdruck-Benzin- und Dieseleinspritzpumpen, Injektoren und Hydrauliksysteme – wo die Technologie echte Leistungsgewinne liefern kann.

Sie leiten derzeit das Center of Competence für 3D-Druck. Können Sie über die Arbeit dort und die Anwendung der Technologie berichten?

Als Leiter des 3D-Druck Center of Competence beaufsichtige ich ein Portfolio, das vier große Geschäftsbereiche umfasst: Building Technologies, Consumer Goods, Industrial Technology und Automotive Powertrain Solutions. Jeder Bereich beherbergt Teams, die AM in ihre Produktportfolios integrieren.

In Powertrain Solutions entfallen rund 50 % meiner Zeit auf Produktentwicklung. Ich arbeite eng mit F&E zusammen, um 3D-gedruckte Komponenten in neue Produktkonzepte einzubetten und die Designfreiheit der additiven Fertigung zu nutzen. Ich arbeite auch mit Fertigungsstandorten zusammen, um Linienarbeiter zu schulen und zu befähigen, AM im täglichen Betrieb einzusetzen.

Beispielsweise muss ein Wartungsteam, das eine Produktionslinie kontinuierlich am Laufen halten muss, einen defekten Roboter-Greifer schnell ersetzen. Ich organisiere Workshops, die demonstrieren, wie Standardmaterialien und ein einfacher 3D-Drucker einen funktionalen Ersatz produzieren können, was Ausfallzeiten eliminiert.

Wir zielen auch auf Kostensenkungsmöglichkeiten ab. Durch Ersetzen bestehender Teile mit optimierten 3D-gedruckten Designs können wir Zykluszeiten verkürzen, Abfall reduzieren und interne Kosten senken – besonders bei Prüfvorrichtungen, wo schnelle Iteration entscheidend ist.

Welchen Wert bringt 3D-Druck der Automobilindustrie?

AM erweitert den Werkzeugkasten eines hochreifen automobilen Fertigungsökosystems, das bereits auf Zerspanung, Spritzguss und Beschichtung setzt. Traditionelle Prozesse glänzen bei Hochvolumenproduktion, können aber kostspielig und zeitaufwändig in der Iteration sein. AM bietet eine schnelle, kostengünstige Alternative, die den Design-zu-Prototyp-Zyklus von Monaten auf Wochen verkürzt.

Nehmen Sie ein komplexes Kunststoffteil, das normalerweise ein Spritzgusswerkzeug erfordert – 12 bis 14 Wochen Fertigungszeit. Mit 3D-Druck kann dasselbe Teil in 2 bis 4 Wochen produziert werden, was bis zu drei Designiterationen vor Finalisierung der Geometrie ermöglicht. Diese Agilität bedeutet schnellere Markteinführung und verbesserte Produktqualität.

Für Serienproduktion wird AM heute wahrscheinlich eine Nischenrolle spielen, primär in niedrigvolumigen, hochgradig individualisierten Anwendungen wie Luxus- oder Sportwagen. Doch mit steigenden Baugeschwindigkeiten und Materialperformance erwarten wir einen allmählichen Shift zu größeren Losgrößen – von wenigen Hundert auf mehrere tausend Teile pro Lauf.

Gibt es noch Herausforderungen bei AM, die überwunden werden müssen, um den Übergang zur Serienproduktion zu beschleunigen?

Mehrere Barrieren bleiben, bevor AM in der Automobilindustrie auf Massenproduktion skalieren kann. Erstens sind Materialverfügbarkeit und -performance kritisch. Hochfester Stahl und glasfaserverstärkte Polyamide – erforderlich für Hochdruckkomponenten und motornahen Teile – sind noch nicht vollständig durch AM-Materialien abgedeckt. Die Mikrostruktur, die durch schichtweises Abscheiden entsteht, unterscheidet sich von konventionell zerspanenen Teilen, was mechanische Eigenschaften und Toleranzen beeinflusst.

Zweitens brauchen Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit Verbesserung. Enge Toleranzen, wie kleine Bohrungen in Steckverbindern, stellen Herausforderungen für aktuelle Drucker dar. Konsistenz über verschiedene Maschinen und Chargen hinweg ist noch in Arbeit.

Drittens beinhalten viele AM-Prozesse manuelle Nachbearbeitungsschritte – z. B. Pulverentfernung bei Metallbaujobs – die Kosten und Komplexität hinzufügen. Während Automatisierung voranschreitet, bleiben diese Tätigkeiten arbeitsintensiv.

Produktivität ist ein Schlüsselfaktor; der Automobilsektor fordert hohen Durchsatz bei niedrigen Stückkosten.

Wie sehen Sie AM in der Automobilindustrie in den nächsten 5 Jahren evolvieren?

Anders als Luft- und Raumfahrt oder Medizintechnik haben Automobilkomponenten typischerweise kürzere Lebenszyklen und engere Kostenrestriktionen. Folglich wird AM primär als Rapid-Prototyping- und Produktentwicklungsbeschleuniger dienen. Vollständige Serienproduktion via additiver Fertigung ist vermutlich noch mehrere Jahre entfernt.

Wir erwarten inkrementelle Adoption in spezialisierten Anwendungen – individualisiertes Interieur-Trim, Leichtbau-Werkzeuge und Teile für Niedrigvolumen-Fahrzeuge – während konventionelle Prozesse für massenproduzierte Komponenten dominant bleiben.

Ist es schwierig, Menschen vom Wert des 3D-Drucks zu überzeugen, oder finden Sie, dass Menschen sehr empfänglich für die Technologieadoption sind?

Zunächst verfolgten wir einen „missionarischen“ Ansatz und predigten das transformative Potenzial von 3D-Druck. Heute hat sich unser Fokus auf datengetriebene Projekte verlagert, die greifbare Vorteile demonstrieren. Wir behaupten nicht mehr, dass alles gedruckt werden kann; wir bewerten jeden Use Case kritisch.

Die weitverbreitete Adoption von Heimanwendern hat auch die Einstiegshürde gesenkt. Viele Mitarbeiter haben nun praktische Erfahrung mit 3D-Druck, was die Technologie zugänglicher macht und sie befähigt, sie direkt am Arbeitsplatz anzuwenden.

Gibt es Branchentrends, die Sie begeistern?

Wir sind begeistert von Start-ups, die bewährte Lösungen liefern, und von Großherstellern, die in fortschrittliche AM-Prozesse investieren. Der Markt reift: Filamente kommen jetzt mit vollständigen technischen Spezifikationen – mechanische Daten, Sicherheitsinformationen, Qualifikationszertifikate – was die Technologie zuverlässiger und einfacher in Engineering-Workflows zu integrieren macht.

Was hält 2024 für den Powertrain Solutions Geschäftsbereich bei Bosch in puncto AM bereit?

Im kommenden Jahr wird unsere Strategie Kostensenkung und Prozessoptimierung priorisieren. Wir planen, die Verfügbarkeit von 3D-Druck in Powertrain Solutions zu erweitern und unseren Teams die Flexibilität zu geben, AM für kleine bis mittlere Volumenproduktion und schnelles Prototyping komplexer Teile zu nutzen.