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Chance für den Mittelstand: Rapid Prototyping mit dem 3D-Drucker

Im Wettbewerb sind Innovationen unverzichtbare Wachstumstreiber. Wirtschaftliche Absicherung und Wachstum sind nicht nur für Großunternehmen elementare Unternehmensziele. Vor allem der Mittelstand muss sucht hier kontinuierlich nach neuen Ideen und Möglichkeiten Absätze und Effizienz zu maximieren und optimalerweise dabei die Kosten zu senken oder zumindest minimal zu halten. Eine beliebte Möglichkeit diesen Anforderungen gerecht zu werden ist das Rapid Prototyping. Mit den fortschreitenden, technischen Möglichkeiten des 3D-Druck und den sinkenden Kosten für 3D-Drucker wird Rapid Prototyping zunehmend für den Mittelstand interessanter – und kann die Innovationskraft von Unternehmen erhöhen.

Die Modellierung des zukünftigen Produkts gehört im Rahmen des Fertigungsverfahrens für produzierende Unternehmen zu dem elementaren Schritt bevor ein Produkt in die Massenfertigung geht. Nichts eignet sich dabei für die Auswahl besser als Musterstücke. Die Herstellung von Musterstücken obliegt dabei verschiedenen Verfahren die mehr oder minder zeitliche und finanzielle Ressourcen in Anspruch nehmen. Nicht selten kommt es vor, dass vor allem Mittelständler hier entweder zuvor in die notwendige Technik investieren müssen, um das Musterstück überhaupt herstellen zu können oder die Aufgabe an einen externen Dienstleister abgeben müssen. Beides kostet Zeit und Geld – beides ist im Mittelstand bekanntermaßen nur knapp verfügbar.

Rapid-Protoyping-Verfahren sind Fertigungsverfahren, die das Ziel haben, vorhandene CAD-Daten möglichst ohne manuelle Umwege oder Formen direkt und schnell in Werkstücke umzusetzen.

Das Rapid Prototyping setzt genau an diesem Punkt an und erfreut sich daher vor allem im Mittelstand größter Beliebtheit. Als Rapid Protoyping wird der schnelle Modellbau bezeichnet. Es geht also primär darum, in kürzester Zeit Musterbauteile eines Entwurfs (aus einer digitalen CAD-Datei) herzustellen. Dem produzierenden Großunternehmen stehen hierfür weitaus bessere Möglichkeiten zur Verfügung als dem Mittelständler, aufgrund der oben genannten Hindernisse. Mit den Möglichkeiten des 3D-Druckverfahren und den immer günstiger werdenden 3D-Druckern ergibt sich nun auch für den Mittelstand eine neue Möglichkeit in kurzer Zeit hochwertige Musterstücke eines zu produzierenden Produkts herzustellen.

Rapid-Prototyping mit dem 3D-Druck: Eine neue Chance für den Mittelstand?

Mit Blick auf die verschiedenen Verfahren im Rapid Prototyping (Tabelle siehe unten) und unter Beachtung der typischen Charakteristiken mittelständischer Unternehmen ist die Frage ob 3D-Druck eine neue Chance für den Mittelstand bietet hypothetisch mit „Ja“ zu beantworten. Im Vergleich zu den anderen Verfahren im Rapid Protoyping sind die Investitionskosten in die benötigte Technik vergleichbar gering. Zweckerfüllende 3D-Drucker gibt es heute bereits für unter 1.000€. Eine besonder Schulung in die Geräte ist nicht erforderlich. Im Prinzip funktionieren die 3D-Druck wie normale Papierdrucker. Die zu druckende Datei am PC erstellen (im Rapid Protoyping eine CAD-Datei), 3D-Drucker an den Rechner anschließen und der 3D-Drucker erstellt das Modellstück – je nach Grad der Komplexität – in wenigen Minuten.

Dabei ist die Breite an möglichen Produkten mit dem 3D-Druck-Rapid-Protoyping keinerlei Grenzen gesetzt. Die Mittelständler können nicht nur schnell und qualitativ hochwertig sondern auch kostengünstig Prototypen unterschiedlicher Entwicklungsstufen, Endprodukte, Unikate oder Kleinserien erstellen. Jegliche Konstruktionsdatei kann auf Wunsch in Kunststoff „gedruckt“ werden. Je nach Anforderung und Aufwand benötigt das Mittelstandsunternehmen keinen teuren 3D-Industriedrucker. Einfachere Geräte im Preissegment bis zu unter 1.000€ können hier einen großen Teil der Mittelständler große Dienste erweisen. Es gilt vorher die Anforderungen den Leistungen der Geräte gegenüberzustellen.

Buch-Cover 3D-Druck und Rapid Prototyping von Petra Fastermann
Auch Petra Fastermann befasste sich schon letztes Jahr mit dem Thema 3D-Druck und Rapid Prototyping. Diesmal unser Buch-Tipp [mehr zum Buch…] (Bild ©: Springer / Fastermann)

3D-Rapid-Protoyping als Treiber für neue Innovationen im Mittelstand?

Ein weitere Punkt, das Rapid-Protoyping mit 3D-Druckern als neue Chance für den Mittelstand zu verstehen, sind Innovationen. Wie eingangs beschrieben gelten innovative Ideen allgemein für Unternehmen als förderlich, in vielen Unternehmen als empfohlen und in einigen Branchen sogar als lebensnotwendig. Ist der praktische Ablauf eines typischen Mittelstandsunternehmens in der Fertigung von Mustertypen doch heute so: Ist das zu erstellende Musterstück digital entworfen, wird es nach Rücksprache und Freigabe des Projektverantwortlichen an den Dienstleister weitergegeben, der gegen einen Kostenbeitrag das Musterstück erstellt. Das hat noch nicht soviel mit Rapid Protoyping zu tun, da nicht nur die Kosten relativ hoch sind sondern auch während dieses Prozesses viel Zeit verloren geht – zwei Faktoren die klassischerweise als Innovationsbremse in Unternehmen gelten.

Die Anschaffung von einem 3D-Drucker ist daher für Mittelständler die häufiger Prototypen erstellen müssen oder für Unternehmen die in Branchen tätig sind, die eine erhöhte Innovationskraft von den Unternehmen erfordern, definitiv empfohlen.

Mit einem einfachen, kostengünstigen, schnellen und zu jederzeit verfügbaren Rapid-Prototyping-Verfahren im Unternehmen, lassen sich neue Ideen ausprobieren. Die Motivation der Unternehmen „etwas zu probieren“ könnte mit einem 3D-Drucker steigen. Und damit auch die Innovationskraft mittelständischer Unternehmen. Die Anschaffung von einem 3D-Drucker ist daher für Mittelständler die häufiger Prototypen erstellen müssen oder für Unternehmen die in Branchen tätig sind, die eine erhöhte Innovationskraft von den Unternehmen erfordern, definitiv empfohlen. Wer allerdings noch warten möchte, kann zukünftig von geringeren Anschaffungspreisen profitieren. So erwarten Analysten einen stetig sinkenden Preis für 3D-Drucker – rapide Preisentwicklungen wie wir sie seit Smartphones und Tablets bereits kennen.

Grundlegenede Informationen zum Thema

Die verschiedene Verfahren des Rapid-Protoyping:

VerfahrenWerkstoffe
3D-Druck/ 3D-DruckerKunststoff, Kalkpulver mit Epoxid-Hülle, Photopolymere auf Acrylbasis, Sand und Metall
Contour CraftingBeton
ElektronenstrahlschmelzenMetalle
Fused Deposition ModelingABS, Polyalcatide
Laminated Deposition ModelingPapier, Kunststoffe, Keramik und Aluminium
Laser Engineered Net ShapingMetalle
LaserauftragschweißenMetalle
Multi Jet Modelingwachsartige Thermoplaste, UV-empfindlichge Photopolymere
PolyamidgussPolyamide
Selektives LasschmelzenMetalle, Kunststoffe, Kermaiken
Selektives LaserinternThermoplaste: Polycarbonate, Polyamide, Polyvinylchlorid, Metalle, Keramiken
Space Puzzle MoldingKunststoffe
Stereolithografieflüssige Duromere oder Elastomere

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