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3D-Druck auf dem Radar haben

Additive Fertigung oder landläufig 3D-Druck ermöglicht nicht nur kostengünstige Bauteile in kleiner Stückzahl, sondern auch komplexe, individuelle Geometrien. Wie alle digitalen Technologien entwickelt er sich ständig weiter und eröffnet Potenziale für neue Produkte und Geschäftsmodelle. Diese im Auge zu behalten, bewahrt vor unliebsamen Überraschungen.

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© AdobeStock.com Komplexe Formen, weniger Gewicht bei zumindest gleicher Stabilität – hier spielen 3D-Drucktechnologien ihre größten Vorteile aus.

Welche Chancen und Gefahren für kleinere und mittlere Unternehmen in den 3D-Drucktechnologien schlummern, hat im Auftrag der Sparte Gewerbe und Handwerk der WKOÖ das Institut für Innovationsmanagement an der JKU in einer breiten Studie erhoben. Gemeinsam mit Spartenobmann Michael Pecherstorfer und WKOÖ-Direktor-Stv. Gerald Silberhumer stellte Assistenzprofessor und Studienmitautor Johannes Gartner Details daraus vor.

Zweistellige Wachstumsraten

Der „Hype“ der vergangenen Jahre sei zwar vorbei, dennoch müsse man die Entwicklungen im Auge behalten. Man dürfe die Potenziale nicht unterschätzen, denn der weltweite Markt für 3D-Druck sei mit knapp 9 Mrd. Euro zwar noch „verschwindend gering“, aber es gebe seit Jahren zweistellige Wachstumsraten. „Der 3D-Druck wächst exponentiell“, so Gartner. Wer nicht rechtzeitig die Chancen sehe, könne vom Markt gefegt werden.

Als Beispiel nannte er Im-Ohr-Hörgeräte, die heute nur noch im 3D-Druck gefertigt werden. Viel Potenzial sieht der Experte im Medizinbereich oder in anderen Branchen, wo individuelle Ansprüche und Anpassungen den Kundennutzen deutlich erhöhen. Reale Beispiele sind Sportschuhe, Zahnimplantate, Brillenrahmen, künstliche Fingernägel oder Schmuckherstellung. Gefragt ist die Technologie auch in der Industrie und zwar dort, wo komplexe Formen oder geringes Gewicht bei gleicher Stabilität eine entscheidende Rolle spielen (z.B. Flugzeugbau, Automotiv, Spezialmaschinen).

Angst, etwas zu versäumen

Die Entscheidung in die 3D-Drucktechnologie einzusteigen, dürfe nicht von der „Angst, etwas zu versäumen“, getrieben sein, warnte Gartner. Additive Fertigung sei keine Plug-and-Play-Technologie, in die man so mir nichts dir nichts einsteigen kann. „3D-Druck bleibt weiter eine Nische, aber es gibt viele Potenziale für Produkte und Geschäftsmodelle. Umwälzungen können von Prozess-, Material- und Maschinenseite kommen“, so Gartner. Das könne durchaus auch disruptiven Charakter haben.

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© wkoö
Eine 3D-Druck-Investitionsentscheidung solle nüchtern, informiert und ohne Angst erfolgen, so Spartenobmann Pecherstorfer, WKOÖ-Direktor-Stv. Silberhumer und Innovationsmanagement- und 3D-Druck-Experte Gartner (v. l.).

Dennoch sollte man sich nicht von der „Angst, den Anschluss zu verpassen“ leiten lassen, so Gartner. Laut Studie haben nämlich zwei Drittel der Unternehmen genau diese Angst – und zwar erwartungsgemäß jene, die noch keine Erfahrungen mit additiver Fertigung gemacht haben. Jene, die schon Erfahrung und Kontakt hatten, sehen das viel entzerrter und entspannter. Angst sei kein guter Ratgeber. „Eine Investitionsentscheidung soll nüchtern, informiert, ohne Angst und idealerweise anhand von konkret geplanten Anwendungen erfolgen“, riet Gartner.

Info-Paket wird geschnürt

Hier setzte Direktor-Stv. Silberhumer an. „Wir sehen uns in der Wirtschaftskammer als neutrale Clearingstelle für Unternehmen, was das Thema Digitalisierung betrifft. Es geht uns dabei um möglichst objektive Beratung jenseits von Hypes und Unternehmerängsten.“

Pecherstorfer ergänzt, dass sich gerade das Gewerbe und Handwerk vor 3D-Drucktechnologien nicht verschließen dürfe. Man müsse sich, wie die Studie zeige, eingehend damit auseinandersetzen und sie als Unterstützung und Ergänzung zum traditionellen Handwerk begreifen. Und auch ein wissenschaftliches Fundament und Grundlagenwissen sei dabei wesentlich. „Deshalb schnüren wir ein attraktives Angebot an Beratung, Workshops und Veranstaltungen, inklusive Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis“, kündigte Spartenobmann Pecherstorfer an.

3D-Druck: Materialien, Charakteristika, Anwendungen

Additive Fertigung bietet aufgrund der Eigenschaften und der zahlreichen Verfahren und Materialien breite Anwendungen, der schnelle Bau von Modellen („Rapid Prototyping“) ist nur eine. Andere Gebiete sind „low-volume“- und „high-margin“-Bereiche in Medizin, Industrie oder Schmuckherstellung. 3D-Druck ist dort besonders attraktiv, wo Komplexität oder Gewicht Vorteile gegenüber herkömmlichen Produktionsverfahren bieten.

  • Kunststoffe werden schichtweise aufgeschmolzen, als Pulver verklebt, versintert oder als flüssiges Photopolymer zum Härten gebracht. Zuletzt konnten die Anwendungen in zahlreichen Branchen deutlich erweitert werden.
  • Metalle werden zum Großteil in Pulverform verschmolzen. Neu auch die Herstellung von Metallteilen auf Basis von Filamenten. Anwendungsbereiche: Industrie, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik
  • Keramische Materialien lassen sich zusammen mit Photopolymer in die gewünschte Form bringen und nachträglich brennen. Sie eignen sich für viele industrielle und medizinische Anwendungen.
    F&E-Durchbrüche bei Holz (Holztechnikum Kuchl) und Verbundmaterialien

Verfahrenstypische Charakteristika zu anderen Produktionsverfahren sind:

  • Gewicht, z.B. für Leichtbau in Luft-, Raumfahrt- oder Automotivsektor – bei gleicher Stabilität Gewichtseinsparungen von bis zu 60 % möglich
  • Komplexe Strukturen, z.B. Wabenstrukturen, innenliegende Strukturen
  • Individuelle Vorgaben ab 1. Losgröße automatisiert herstellbar, z.B. Sportschuhe, Brillen, die vorab vom Kunden online individualisiert werden
  • Der 3D-Druck ist (noch) langsam – neue Entwicklungen wie Parallelverarbeitung könnten diese Hürde künftig reduzieren.
  • Nachhaltigkeit: Produktion vor Ort senkt Logistik (Lager), Verkehr, CO2, Ressourceneinsatz (v.a. Material) durch optimierte Produktion.

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