Stratasys: Nachhaltigkeit vorantreiben durch fortschrittlichen 3D-Druck

Andreas Langfeld, President EMEA bei Stratasys, erläutert, wie additive Fertigung (3D-Druck) Hersteller nachhaltiger machen kann.

Die Geschichte des 3D-Drucks

Begann alles als 3D-Druck – „wofür viele Unternehmen viel Geld ausgegeben haben, um den Begriff zu promoten“, sagt Langfeld – hat sich die Technologie zu dem entwickelt, was heute allgemein als additive Fertigung bekannt ist, „weil dies die spezifischen Lösungen besser beschreibt.“

In der Anfangsphase ging es darum: Wie lässt sich ein CAD-Design am schnellsten in ein funktionsfähiges Modell oder Produkt in digitaler Form umsetzen? „Vom CAD-Design zum gedruckten Bauteil Schicht für Schicht – die Lösung wurde hauptsächlich für Prototyping eingesetzt. Viele Unternehmen wollten die Funktionalität oder die Anmutung eines künftigen Produkts testen, bevor es auf den Markt kommt. Diese Lösung bot auch Vertraulichkeit, da Prototypen intern gefertigt werden konnten, ohne Outsourcing und das Risiko, dass vertrauliche Daten an Dritte gelangen. Zudem spart sie Zeit und Geld im Vergleich zum konventionellen Prototyping“, führt Langfeld aus.

„Im Laufe der Zeit kamen weitere Anwendungen und Use Cases hinzu wie Werkzeuge, Vorrichtungen und Lehren, wo es nicht mehr nur um Prototypen geht, sondern um Werkzeuge oder Teile, die den Produktionsworkflow verbessern. Heute fertigen wir Teile additiv auf Abruf, anstatt Ersatzteile vorzuhalten. Wenn ein Teil ausfällt, greifen Unternehmen auf einen Katalog verfügbarer Ersatzteile zu, bestellen diese, und sie werden über Nacht oder – je nach Größe – innerhalb ein bis zwei Tagen gedruckt. Bei Stratasys haben wir verschiedene Technologien in unser Portfolio aufgenommen, um in jedem Schritt des Produktentwicklungszyklus die passende Lösung zu bieten – vom Prototyping und der Produktionseffizienz bis hin zur additiven Fertigung von Endteilen.“

„Diese ganze Individualisierung treibt die Industrie in Richtung additiver Fertigung als anzuwendende Lösung, weil man nicht Millionen von Teilen braucht, um die Produktion zu verbessern, sondern vielleicht hundert oder tausend. Der große Trend, den wir sehen – beschleunigt durch COVID –, ist, dass Unternehmen nicht zu stark von globalen Lieferketten abhängig sein wollen. Sie möchten Alternativen haben und Ersatzteile bedarfsgerecht dann und dort fertigen können, wo sie gebraucht werden, ohne Waren rund um den Globus zu verschiffen.“

Weitere Trends, die Langfeld beobachtet, sind steigende Produktionsanforderungen, höhere additiv gefertigte Volumen und die Entwicklung von Automatisierung. „Generell sehen wir zwei Trends in der Fertigung. Erstens: Die Produktionsanforderungen verschieben sich Richtung additive Fertigung, weil die Losgrößen kleiner werden. A) Weil man sich von großen Lagerbeständen verabschiedet und auf bedarfsgerechte Fertigung setzt, was per Definition kleinere Stückzahlen erfordert, und B) Individualisierung. Immer mehr Produkte werden für kleinere Losgrößen konzipiert, um exakte Bedürfnisse bestimmter Käuferpersonas zu treffen. Deshalb muss additive Fertigung schnell, zuverlässig und nach Industriestandards zertifizierbar sein. Zudem braucht man eine Vielzahl verfügbarer Materialien.“

„Dann gibt es die technologischen Fortschritte, Automatisierung und Workflow. Wie stellt man sicher, dass der Prozess vom CAD-Design zum fertigen Produkt so nahtlos wie möglich verläuft und möglichst wenige manuelle Eingriffe erfordert, um menschliche Fehler zu minimieren? Man möchte einen nahezu automatisierten Prozess wie an einer echten Produktionslinie. Wenn ein Unternehmen alle Technologien bereitstellt, um seinen Bestand und seine Produkte zu digitalisieren, hat es bereits einen großen Schritt in Richtung Flexibilität bei der Fertigung der benötigten Komponenten und Produkte gemacht.“

Nachhaltiger durch additive Fertigung

„Nachhaltigkeit ist entscheidend. Bei Stratasys wollen wir hier Vorreiter sein“, sagt Langfeld. Dennoch erklärt er: „Additive Fertigung wird immer noch als neue Technologie wahrgenommen, es gibt noch nicht viel Thought Leadership im Bereich Nachhaltigkeit.“ Mit diesem Hintergrund wurde Stratasys Gründungsmitglied der Additive Manufacturer Green Trade Association (AMGTA). „Das ist unser Statement, dass achtsame Fertigung in diesem Bereich Anwendung finden soll. Als Teil der AMGTA beeinflussen wir die Agenda für die kommenden Jahre und stellen sicher, dass additive Fertigung ihren Wert in der Welt der Fertigung einbringt“, ergänzt Langfeld.

„In der heutigen Fertigung gibt es viele Verbesserungspotenziale. Nehmen wir bedarfsgerechte Produktion versus Lagerhaltung: Ein Lager erfordert immer ein Warenhaus. Diese Güter müssen dorthin transportiert werden – per Schiff oder Lkw –, was CO₂-Emissionen verursacht. Produziert man additiv auf Abruf, also genau das, was man braucht, wann man es braucht, gibt es keine Überkapazitäten, keine ungenutzten Bestände. Das allein ist nachhaltiger: Weniger Lageraufbau und weniger Lagerhallen reduzieren die CO₂-Emissionen eines Unternehmens.“

„Das ist nur ein Beispiel, wo additive Fertigung echten Mehrwert schafft. Ein weiteres ist der Prozess selbst: Beim schichtweisen Aufbau entsteht weniger Abfall als bei traditionellen Verfahren, bei denen man von einem Block Material abträgt, bis das Produkt fertig ist. Um dies voranzutreiben, untersuchen wir die Recycelbarkeit von Materialien. Nutzt man Pulvertechnologie, kann das nicht verbrauchte Pulver aus einem vorangegangenen Druckvorgang wiederverwendet werden.“

Letztlich will Stratasys die Fähigkeiten und Vorteile der additiven Fertigung in puncto Nachhaltigkeit demonstrieren. „Wir wollen unsere Kunden befähigen, nur das zu produzieren, was gebraucht wird – nicht im Übermaß –, aber auch industrielle Innovation und Infrastruktur vorantreiben. Wie profitieren Unternehmen von der Industrialisierung weltweit, sodass On-Demand-Fähigkeiten sie befähigen, die Lebensqualität zu verbessern.“