Die Vorzüge des Verfahrens liegen auf der Hand: schnell, effektiv, individuell und kostengünstig. Immer häufiger wird der 3D-Druck nicht mehr nur zur Herstellung von Prototypen und Werkstücken eingesetzt. Viel mehr: Durch diese Verfahrensweise können individuelle Massenanfertigungen realisiert werden. Bei der Technologie handelt es sich un mehr als nur einen aktuellen Trend oder kurzweiligen Hype. Sie hat einen nachhaltigen Einfluss auf das Handwerk.
Was zeichnet den 3D-Druck aus?
Der 3D-Druck ist ein echter Gamechanger und wird zurecht als Musterbeispiel für die Digitalisierung im Handwerk angeführt. Per Knopfdruck werden digitale Daten in ein handfestes Produkt umgewandelt, ohne zusätzliche Werkzeuge oder Formen. Viele Expert:innen verleihen der Fertigungstechnologie bereits das Prädikat „revolutionär“.
Die bisherige Produktionsweise im Handwerk wird dabei auf den Kopf gestellt: Bislang wurden die Materialien durch Abtragen, heißt: fräsen, drehen, schleifen oder hobeln (subtraktive Fertigung), in die gewünschte Form gebracht. Durch den 3D-Druck (additive Fertigungsverfahren) entsteht das Produkt, indem Material Schicht für Schicht aufgetragen wird und so ein dreidimensionaler Gegenstand entsteht.
Aus flüssigen oder festen Werkstoffen findet mithilfe des computergesteuerten Schichtbauprinzips ein Härtungs- oder Schmelzprozess statt. Als Werkstoff können heutzutage Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken, speziell aufbereitete Metalle oder sogar Carbon- und Graphitmaterialien, entwickelt aus Kohlenstoff, dienen und vieles mehr. Ein Ende der Möglichkeiten scheint noch nicht in Sicht zu sein.
Vorteile von 3D-Druck
Neben einigen Nachteilen – hohe Anschaffungskosten, Zwang zur Nachbearbeitung, Konfliktpotenzial mit dem Urheberrecht bzw. Patentrecht – kann die Fertigungstechnologie viele Argumente für sich sammeln, warum sie als revolutionäre Technikentwicklung gefeiert wird.
- Individualisierung: Erstellung von Sonderanfertigungen – „Losgröße 1“
- Design-Freiheit: Neue Konstruktionen durch hohe Geometriefreiheit möglich
- Prozessoptimierung: Nutzung verschiedener Materialen in einem Druckgang
- Zeitersparnis: Herstellung von mehreren gleichen Objekten in einem Druckgang
- Konstruktionsdesign: Hohes Potenzial durch Leichtbautechnik
- Herstellungszeit: Einsparung von Prozessschritten wie z. B. Erstellung von Formen
- Kosteneinsparung: Schnelles Produktionsverfahren – Rapid Prototyping
- Nachhaltigkeit: Geringerer Materialverbrauch
- On-Demand-Fertigung: Keine Lagerhaltung nötig & kurzfristige Änderungen möglich
- Umweltfreundlichkeit: Einsparung von CO2 durch Vor-Ort-Produktion
- Zukunftsorientierung: Hohes Potenzial in der Digitalisierung von Prozessketten
Grenzenlose Einsatzmöglichkeiten
Einige technische Innovationen sind eher für einzelne Branchen und Berufe geeignet. Der 3D-Druck hingegen zeichnet sich durch Vielseitigkeit und Einsetzbarkeit in den unterschiedlichsten Bereichen aus. Die Einsatzgebiete erweitern sich ständig. Kaum ein Gewerk kann nichts mit der Fertigungstechnik anfangen.
Ob in der Zahntechnik (Modelle, Prothesen, Bohrschablonen), Chirurgie (künstliche Kniegelenke, Kreuzbänder, Rekonstruktion von Körperteilen und zukünftig Teile von Organen) oder bei den Hörgeräteakustikern (passgenaue Ohrpassstücke), im medizinischen Bereich gehört der 3D-Druck bereits zum Alltag.
Neben Architekturmodellen wird die additive Fertigung im Baugewerbe auch direkt für den Bau von Häusern und Brücken eingesetzt, wobei Beton oder Stahl gedruckt wird. Im Maschinenbau werden viele Ressourcen für das Anfertigen spezieller Werkzeuge und Bauteile aufgewendet. Mithilfe des 3D-Drucks können Produkte und Kleinserien schneller produziert werden.
Auch das Lebensmittelhandwerk nutzt den 3D-Druck, um Essen noch individueller und persönlicher zu gestalten. Essbare Figuren oder gar komplette Gerichte können in Zukunft einfach ausgedruckt werden.
Berufsbilder ändern sich
„Die additive Fertigung hat das Potenzial, sich in vielen Bereichen zum bevorzugten Produktionsverfahren zu entwickeln. 3D-Druck ist ein Innovationsbeschleuniger und steigert die Wettbewerbsfähigkeit.“
Bitkom-Präsident Achim Berg
Die technischen Neuerungen haben auch Folgen für das Handwerk. Der sowieso schon bestehende Fachkräftemangel wird durch den höheren Qualifikationsbedarf nochmals verstärkt. Die Voraussetzungen für den Beruf ändern sich, so dass die entsprechenden Fähigkeiten erlernt werden müssen. Beim 3D-Druck wird vor allem ein erhöhtes Verständnis und Wissen rund um das Generieren von 3D-Daten (Konstruieren, Scannen) von Nöten sein.
Durch den 3D-Druck könnten mittel- bis langfristig derzeit noch gängige Produktionsverfahren ergänzt oder sogar vollständig ersetzt werden. Daher müssten auch die Lehrpläne und Ausbildungsordnungen um die nötigten Kompetenzen erweitert werden und zu einem festen Bestandteil der Ausbildung des jeweiligen Berufs werden.
Die Veränderung des Berufsbildes kann aber auch als Chance gesehen werden. Junge Leute können durch die veränderten Voraussetzungen wieder an einige Berufe herangeführt werden. Beispiel Maurer: Lernen junge Leute während ihrer Ausbildung 3D-Betondrucker zu programmieren und müssen nicht nur Steine schleppen und Mauern hochziehen, können diese für diesen Beruf begeistert werden.
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