3D industrial

Mithilfe der additiven Fertigung können hochkomplexe Bauteile als 3D-Modelle am Computer designt und anschließend hergestellt werden. Lange Vorlaufzeiten, die bei klassischen Produktionsverfahren etwa durch die Herstellung eines Rohlings oder einer Gussform entstehen, entfallen hierdurch. Hierdurch werden Innovationszyklen beschleunigt und Transformationsprozesse erleichtert.

Die Fabrik der Zukunft ist vernetzt und digitalisiert. Durch den Einsatz von industriellem 3D-Druck wird die Produktion flexibler und resilienter. Und kann schneller auf veränderte Anforderungen reagieren. Der industrielle 3D-Druck ist damit die perfekte Antwort auf zunehmend fragile globale „just-in-time“-Lieferketten und das Produktionsverfahren der Zukunft.

Im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren ist der industrielle 3D-Druck zudem nachhaltiger. Denn bei der additiven Fertigung wird nur das Material verwendet, das zur Herstellung des Bauteils notwendig ist. Dadurch werden wichtige Ressourcen geschont und die Umweltbilanz verbessert. Durch verstärkte Produktion vor Ort entfallen zusätzlich transportbedingte Emissionen. Darüber hinaus lassen sich mithilfe von fortschrittlichen Materialen besonders leichte und gleichzeitig robuste Bauteile herstellen. Diese kommen etwa im Bereich des Automobilbaus, der Luftfahrt oder der Medizintechnik zum Einsatz.

Der industrielle 3D-Druck wurde in Deutschland entwickelt. Unter anderem von den Mitgliedern der Initiative industrieller 3D-Druck. Auch heute kommen die weltweit führenden Technologieanbieter und Hersteller von industriell eingesetzten 3D-Druckern aus Deutschland. Das sichert hochqualifizierte Arbeitsplätze bei Herstellern und Zulieferern.

Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen fördern:
Hervorragend aus- und fortlaufend weitergebildete Arbeitnehmer sind der Schlüssel zu wirtschaftlichem Erfolg. Dies gilt für neue Technologien und Sprunginnovationen in besonderem Maße. Es sind Menschen, die 3D-Drucker, Roboter und Algorithmen entwickeln und programmieren. Staat und Wirtschaft müssen daher noch mehr als bisher in den notwendigen „skill shift“ investieren. Um im Bereich Industrie 4.0 einen weltweiten Spitzenplatz einnehmen und erhalten zu können, ist eine frühzeitige Förderung digitaler Hilfs- und Lehrangebote an Schulen und Universitäten entscheidend. Etwa über eine verbesserte Förderung von Forschungsvorhaben und Lehrbetrieben und eine Subventionierung von notwendiger Hardware- und Softwareanschaffungen. Zudem sollten vor dem Hintergrund des von der EU geforderten „lebenslangen Lernens“ auch Aus- und Weiterbildungen in den Unternehmen im Hinblick auf additive Fertigung und „Industrie 4.0“ unterstützt werden. Gerade im Mittelstand sind Investitionskosten in diesem Bereich mit einem hohen unternehmerischen Risiko verbunden und wirken daher oft abschreckend.

Grundlagen bereits in frühen Jahren vermitteln:
Der industrielle 3D-Druck unterscheidet sich maßgeblich von herkömmlichen Produktionsverfahren. Er ermöglicht eine Ergänzung und Umstellung der Entwicklung von der fertigungsgetriebenen Konstruktion hin zu einer Konstruktion, die dann die Fertigung bestimmt. Es gibt also deutlich weniger Hürden für die Herstellung eines Bauteils und mehr Freiheit bei Design und Konstruktion. Es bedarf einer neuartigen Herangehensweise bei Design und Herstellung von Produkten, um die Möglichkeiten der Technologie voll auszuschöpfen. Je früher daher „additives Denken“ vermittelt wird, desto besser sind angehende Fachkräfte vorbereitet. Es ist notwendig, entsprechende Lehrinhalte und anwendungsbezogenes Wissen bestenfalls bereits in den Schulen zu vermitteln, etwa durch Aufnahme in die Lehrpläne oder im Rahmen von Projektgruppen.

Ganzheitlicher Ansatz bei der Ausbildung und Schaffung eines Standards:
Bislang gibt es wenige anerkannte Ausbildungen, dezidierte Bachelor- oder Masterstudiengänge im Bereich additiver Fertigung. Dies erschwert es potenziellen Interessenten, den Einstieg in dieses Berufsfeld zu finden und Unternehmen, passende Fachkräfte gezielt anzuwerben.

Finanzielle Unterstützung von Bildungseinrichtungen beim Erwerb von 3D-Druck-Systemen:
Die Anschaffung leistungsfähiger und zuverlässiger industrieller 3D-Druck-Systeme setzt Investitionen voraus, ist jedoch gleichzeitig unerlässlich, um eine notwendige praxisnahe Ausbildung zu gewährleisten und notwendige Skills zu vermitteln. Trotz vergünstigter Angebote der Hersteller benötigen Schulen, Fachhochschulen und Universitäten in diesem Bereich weitere Unterstützung. Denkbar wäre ein entsprechendes Subventionsprogramm, eventuell im Rahmen der Digitalisierungsoffensive im Bildungsbereich.

Unterstützung von Pilotprojekten zur „Fabrik der Zukunft“:
Um die „Fabrik der Zukunft“ zu gestalten, braucht es Grundlagenforschung auf Spitzenniveau – aber auch praktische Möglichkeiten, um Innovationen zu entwickeln und zu testen. Dies geschieht idealerweise durch Pilotprojekte, z.B. bei der Errichtung einer Pilotfabrik. Dabei können Universitäten, Konzerne, KMUs und Startups gemeinsam an der skalierbaren „Fabrik 4.0“ arbeiten. Die dadurch entstehenden Synergien sind essenziell, um schnell und effektiv Lösungsansätze zu implementieren. Allerdings ist die aktuelle staatliche Unterstützung für solche Pilotprojekte nicht ausreichend, um den erhofften Zielen gerecht zu werden.

Förderung des Wissenstransfers zwischen Forschung und Anwendung:
Damit der industrielle 3D-Druck sein Potential in der Breite und über alle relevanten Branchen hinweg entfalten kann, muss diese Schlüsseltechnologie noch stärker in der Praxis Anwendung finden und skaliert werden. Dazu bedarf es etwa weiterer Innovations- bzw. Transformationszentren, die Forscher, Hersteller und Anwender miteinander vernetzen.

Nachhaltiges „In-Sourcing“ von systemrelevanten Industrien nach Europa:
Nachhaltigkeit hat für uns eine ökonomische und ökologische Dimension. Es muss das Ziel von Politik und Gesellschaft sein, sich ökonomisch souveräner gegenüber anderen globalen Wirtschaftsräumen zu positionieren und zugleich die ökologisch-soziale Transformation voranzutreiben. Dabei geht es nicht um eine vollständige „Abschottung“ und den Aufbruch globaler Lieferketten. Das Ziel ist vielmehr, die strategische Integration bestimmter eigener Fertigungskapazitäten (vor allem in systemrelevanten Bereichen). Dies reduziert langfristig vulnerable Abhängigkeiten und ist ein erfolgskritischer Impuls für Forschung und Entwicklung. Positiver Nebeneffekt kürzerer Lieferketten: Die Reduktion schädlicher Treibhausgase und somit ein aktiver Beitrag für die Erreichung der Klimaziele der EU.

Empfehlung zur Anschaffung von industriellen 3D-Druckern für Unternehmen in kritischen Infrastrukturen:
Gerade in für den Wirtschaftsstandort besonders wichtigen Schlüsselindustrien (z.B. dem Maschinen- und Anlagenbau, der Automobilproduktion, der Luftfahrtindustrie oder auch der Batterieproduktion) sollten Unternehmen in der Lage sein, mittels industriellem 3D-Druck notwendige Güter jederzeit selbst zu produzieren oder zu beschaffen. Nur so können die sektorübergreifende Abhängigkeit globaler Lieferketten wirksam reduziert und erfolgskritische Engpässe in Krisen vermieden werden. Bundesregierung und Behörden sollten in diesen Fällen eine explizite Empfehlung für eine Ausstattung mit industriellen 3D-Druckern aussprechen und diese mit entsprechenden Förderprogrammen untermauern.

Aufbau virtueller Bestände und Lager:
Staaten können hier flankierend mithilfe eines virtuellen Warenlagers – anlehnend an die „strategische Reserven“ – z.B. von digitalen Druckdaten und zertifizierten Arbeitsfolgen für bestimmte Produkte agieren. In einem solchen zentralen virtuellen Warenlager können 3D-Druck-Unternehmen systemrelevante Funktionsteile hinterlegen, auf die im Bedarfsfall alle Unternehmen zugreifen können. Dadurch können Unternehmen Kosten und Lagerkapazitäten einsparen. Die dezentrale Druckfähigkeit von wichtigen Produktkomponenten in Krisenzeiten ist dann zu jeder Zeit gegeben.

Einstufung der industriellen 3D-Druck-Technologie als systemrelevant:
Aufgrund der großen Relevanz für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit des deutschen und europäischen Wirtschaftsstandortes, sollte die Ergänzung und Umstellung der Produktionsverfahren koordiniert und zielgerichtet vorangetrieben werden. Dabei müssen zwingend auch die für den industriellen 3D-Druck erforderlichen Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, wie z.B. die benötigten Druckmaterialien oder die Software zur Entwicklung von Produktkomponenten berücksichtigt werden.

Schlüsseltechnologien staatlich fördern:
Industrieller 3D-Druck ist eine Schlüsseltechnologie und somit zentraler Baustein für die Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit des europäischen Wirtschaftsstandortes. Um eine starke digitale Fertigung mit dem Einsatz von industriellen 3D-Druckern aufzubauen, bedarf es umfangreicher Förderprogramme. Wir fordern daher langfristige finanzielle Maßnahmen in Form von Absatz, Förder- und Konjunkturprogrammen, um die Vorreiterrolle Europas in diesem Zukunftssektor zu erhalten. Unternehmen müssen beim Umstieg auf „Industrie 4.0“ und der notwendigen Transformation unterstützt werden.

Vereinfachung von Expansionsvorhaben:
Der globale Markt für industriellen 3D-Druck ist hochdynamisch und verlangt eine stetige sowie flexible Adaption aller beteiligten Unternehmen. Um unsere globale Spitzenposition in diesem Segment zu verteidigen, müssen Wachstumsvorhaben schneller und einfacher umgesetzt werden können. Dies erfordert im Gegenzug einen vereinfachten Regulierungsrahmen, der es Unternehmen ermöglicht, schnell und unkompliziert zu expandieren. Die Dauer von Genehmigungsverfahren muss verringert werden, um einen signifikanten Nachteil im globalen Wettbewerb zu vermeiden.

Beschleunigte Zertifizierungsverfahren in Krisenzeiten:
Die Zertifizierung von Produkten, die mit Hilfe von industriellen 3D-Druckern in Krisensituationen hergestellt werden, sollte erleichtert und beschleunigt werden. Weniger Bürokratie, mehr Pragmatismus. Davon profitieren vor allem auch die Unternehmen, die den industriellen 3D-Druck entlang ihrer eigenen Wertschöpfungskette nutzen.

Politische Koordination von Angebot und Nachfrage in Zusammenarbeit mit der Industrie:
Politik und Behörden müssen die Koordination von Angebot und Nachfrage dringend benötigter Güter in Krisenzeiten übernehmen. So kann sichergestellt werden, dass eine situationsgerechte Verteilung erfolgt. Eine enge Zusammenarbeit mit den beteiligten Stakeholdern aus der Industrie ist notwendig, etwa über die kurzfristige Einberufung einer befristeten „Task Force“.

Abschluss von Rahmenverträgen und Förderprogramme zur Gewährleistung der Planungssicherheit:
In Krisenzeiten können Rahmenverträge zwischen den produzierenden Unternehmen und Behörden, zum Beispiel über garantierte Abnahmemengen zu festen Preisen, eine bessere Planbarkeit garantieren. Zusätzliche Förderprogramme können dazu beitragen, dass finanzielle Risiken nicht die Arbeitsabläufe in den produzierenden Unternehmen hemmen.