3D-Druck für Unternehmen: Was lohnt sich mehr, ein eigener 3D-Drucker oder externe 3D-Druck Services?

igu-blog-adm | 20. März 2020

Immer mehr industrielle Unternehmen erkennen für sich den Nutzen von 3D-Druck bzw. Additiver Fertigung (der Begriff 3D-Druck bezieht sich in der Fachsprache eigentlich nur auf eines der vielen additiven Verfahren, wird aber umgangssprachlich als Synonym für Additive Fertigung verwendet). Die Bandbreite an angebotenen Maschinen, Werkstoffen und Verfahren ist riesig – doch wo fängt man am besten an?

Additive Fertigungsverfahren wurden zwar schon in den 80er Jahren entwickelt und gehören bei manchen großen Unternehmen seit vielen Jahren routinemäßig zu den Produktionsprozessen, doch erst mit der großen Vielfalt an verarbeitbaren Werkstoffen etabliert sich 3D-Druck flächendeckend in der Industrie. 

Wer profitiert von industriellem 3D-Druck?

• Die Instandhaltung profitiert von der schnellen und unabhängigen Ersatzteilbeschaffung
• Konstruktion und Entwicklung beschleunigen die Produktentwicklungszyklen mit Rapid Prototyping – Protoypen können viel schneller getestet und angepasst werden und sind auch deutlich günstiger in der Herstellung als zum Beispiel gefräste Teile
• Die Fertigung kann kleinere Serien von Bauteilen deutlich preiswerter und schneller herstellen und die Verschwendung von Material reduzieren

Welche Herausforderungen bringt der 3D-Druck für produzierende Unternehmen?

Der Nutzen liegt auf der Hand, jedoch gibt es noch immer zahlreiche Unternehmen die 3D-Druck noch nicht oder nicht effizient in ihre Produktionsprozesse einbezogen haben. Der häufigste Grund dafür ist der Mangel an Experten, die 3D-Drucker fachgerecht bedienen können. Je nach additivem Verfahren, Werkstoff und Komplexität der Teile müssen 3D-Druck Ingenieure nicht nur die Maschinen bedienen können, sondern sich auch mit CAD Konstruktion, Materialeigenschaften, Mechanik und Nachbearbeitung auseinandersetzen.

Des Weiteren ist die Anschaffung eines industriellen 3D-Druckers sehr kostspielig und erfordert gegebenenfalls spezielle Räumlichkeiten, die entsprechende Infrastruktur und Softwarelizenzen – eine Investition die sich auch rentieren muss. 

Obwohl additive Fertigungstechnologien neben Zeit- und Kostenersparnis auch bislang nie da gewesenes Innovationspotenzial bieten – neue Werkstoffe entstehen, altbekannte Werkstoffe können nahezu ohne geometrische Einschränkungen geformt und auch kombiniert werden – fehlt vielen Ingenieuren die Erfahrung damit und somit auch das Vertrauen in die Verlässlichkeit und die Wirtschaftlichkeit der neuen Technologien und Werkstoffe.

Eine Möglichkeit herauszufinden, ob und welche Lösungen aus der additiven Fertigung sich für das eigene Unternehmen lohnen sind 3D-Druck Services. Wer dabei an Dienstleister denkt, die bunte Figürchen, Handyhüllen und Schlüsselanhänger drucken, liegt nicht falsch, verkennt aber die inzwischen etablierten 3D-Druck-Dienstleister, die sich speziell auf die Bedürfnisse der Industrie ausgerichtet haben. Ob Kunststoff, Metall, Nylon oder gar Holz – die Auswahl an 3D druckbaren Werkstoffen wächst nahezu täglich und damit einhergehend auch die industriellen Anwendungen. Bestellung und Lieferung erfolgen dabei in der Regel schnell und unkompliziert – die meisten Services bieten die Möglichkeit 3D-Modelle online hochzuladen und direkt zu bestellen. Die Lieferung erfolgt in der Regel innerhalb von wenigen Tagen. 

3D-Drucker oder 3D-Druck-Service?

Nicht jedes Unternehmen das von den Vorteilen des 3D-Drucks profitiert, profitiert auch von der Anschaffung eines 3D-Druckers. Welche Kriterien sind dafür entscheidend?

Kosten:

Mit einem 3D-Druck Service sparen Sie sich die Kosten für die Anschaffung eines eigenen industriellen 3D-Druckers, die Lagerung der Materialien, die Personalkosten für hauseigene Experten und den zeitlichen Aufwand bei der Produktion. Ein weiterer Vorteil bei der Zusammenarbeit mit externen 3D-Druck Services ist die klare Kostenstruktur: Die Kosten von 3D-Druck Dienstleistungen lassen sich vorab einfach und präzise ermitteln, was die Budgetplanung erleichtert. Auch die Abrechnungen dafür sind schnell und einfach gemacht, was wiederum Zeit und Kosten spart, die in andere Projekte investiert werden können.

Soll jedoch ein entscheidender Teil der Fertigung über den 3D-Druck erfolgen, wobei der Bedarf von einem konkreten Verfahren gedeckt werden kann, dann lohnt sich die Anschaffung eines eigenen Druckers auf lange Sicht. 

Qualität und Geschwindigkeit:

3D-Druck Dienstleister haben große Kapazitäten an Maschinen und spezialisiertem Personal, arbeiten schnell und liefern dank weitreichender Erfahrung sehr gute Ergebnisse. Die Produktion von Prototypen und Kleinserien erfolgt insbesondere im Fall von Online-Bestellungen sehr schnell und unkompliziert.

Natürlich kann aber kein Lieferservice so schnell Produkte liefern wie der eigene Drucker vor Ort – kommt es darauf an Teile auf regelmäßiger Basis besonders schnell zur Hand zu haben, bietet sich ein eigener Drucker an. Natürlich muss dafür ein Experte im Haus sein, welcher sich mit der Verarbeitung der Materialien und der Handhabung der Maschinen gut auskennt – andernfalls kann es schnell passieren, dass Teile missglücken und der Produktionsprozess sich erheblich verlängert.

Personal und Expertise:

Viele innovationsfreudige Ingenieure sind von den Möglichkeiten des 3D-Drucks begeistert und setzen sich damit auch in ihrer Freizeit auseinander. Dennoch fehlt vielerorts fachlich ausgebildetes Personal und vor allem Erfahrung in der additiven Fertigung. 3D-Druck Experten sind schwer zu finden – doch auf 3D-Druck spezialisierte Dienstleister haben ihren Fokus genau auf diesen Spezialisten. Auch dank der Vielzahl an unterschiedlichen Kundenaufträgen haben die 3D-Druck Dienstleister einen größeren Erfahrungsschatz. Eigene Maschinen erfordern auch eigenes Fachpersonal, welches spezifisch geschult und weitergebildet werden muss.

Ist ein solcher Experte jedoch verfügbar, kann er sich viel intensiver mit der Optimierung von Prozessen und Produkten auseinandersetzen und steht im direkten Austausch mit dem restlichen Team.

Flexibilität:

3D-Druck-Services sind mit zahlreichen unterschiedlichen Maschinen ausgestattet und können somit eine große Bandbreite an Druckverfahren und Werkstoffen abdecken. Ausgehend von der benötigten Anwendung können Sie bei der Auswahl des Verfahrens und des Materials sowie bei der Konstruktion beraten und auch unterschiedliche Lösungen als Protoypen anbieten – bis das optimale Ergebnis gefunden wurde. Bei Unternehmen die nur einen oder zwei eigene Maschinen für die additive Fertigung besitzen ist dies nicht möglich. Dafür ist es viel schneller und einfacher Änderungen an den gedruckten Modellen vorzunehmen, vor Ort zu testen im Team zu besprechen – ideal für schnelllebige iterative Prozesse.

Auftragsvolumen:

Wenn individuelle Bauteile oder Ersatzteile nur gelegentlich oder gar einmalig durch additive Fertigung hergestellt werden müssen, liegt die Nutzung eines 3D-Druck Services auf der Hand. Soll das benötigte Teil zum Beispiel im SLS Verfahren hergestellt werden, können bei der Produktion von geringen Mengen mit der eigenen Maschine Mehrkosten anfallen. Ein professioneller Druckservice kann innerhalb eines Durchganges große Ladungen von Teilen verschiedener Kunden herstellen, was den Preis von Einzelteilen erheblich reduziert. Werden große Mengen von 3D gedruckten Teilen innerhalb von kurzer Zeit benötigt werden, ist ein externer Dienstleister gegebenenfalls auch der bessere Ansprechpartner, da ihm sehr wahrscheinlich mehr Maschinen zur Verfügung stehen.

Nachbearbeitung: 

Sollen gedruckte Teile sofort in den eigenen Maschinen verbaut werden oder wenn es nur auf die mechanischen Eigenschaften ankommt, nicht aber auf die Optik und Haptik, ist eine Nachbearbeitung in vielen Fällen nicht nötig. Wenn aber die Oberflächenbeschaffenheit bestimmte Eigenschaften wie besondere Glätte oder spezifische Farben aufweisen muss, gehen 3D gedruckte Teile in die Nachbearbeitung. Dies gilt auch gegebenenfalls für nachträglich vorgenommene mechanische Anpassungen. Abhängig davon welche Art der Nachbearbeitung erforderlich ist, kann der manuelle Aufwand sehr hoch sein und eigene Anlagen erfordern – zum Beispiel für das Färben. Auch hier gilt: Bei Einzelfällen und unregelmäßigem Bedarf rentiert sich in der Regel ein 3D-Druck Service. Soll das Teil jedoch mechanisch nachbearbeitet und sofort getestet oder gar eingesetzt werden, dann ist die schnelle Verfügbarkeit eines eigenen Druckers gegebenenfalls vom Vorteil. 

Die Vorteile von 3D-Druckern und 3D-Druck-Services kombinieren

Bevor ein eigener 3D-Drucker angeschafft wird, sollte man einige 3D-Modelle von externen Anbietern mit unterschiedlichen Verfahren drucken lassen, um die Eignung der Ergebnisse hinsichtlich der eigenen Anwendung beurteilen zu können.

Wird der Bedarf an einem eigenen Drucker erkannt und ein solcher angeschafft, heißt es natürlich nicht, dass man sich auf ein Fertigungsverfahren und einen Werkstoff beschränken muss – selbstverständlich können die vielfältigen Möglichkeiten von 3D-Druck-Services weiterhin genutzt werden. Je nach Auftragslage ist es sogar wirtschaftlicher trotz einer eigenen Maschine auf einen externen Dienstleister zurückzugreifen – so sind die Kosten für eine nicht voll ausgelastete SLS Maschine häufig höher als ein extern bestelltes, dringend benötigtes Einzelteil.

3D-Druck bei igus – so können wir helfen

Auch bei igus ist 3D-Druck ein wichtiges Thema: Unser hauseigener 3D-Druck-Service fertigt verschleißfeste Bauteile aus den bewährten iglidur Hochleistungskunststoffen. Im Gegensatz zu gewöhnlichen 3D-Druck Kunststoffen eignen sie sich besonders gut für industrielle Anwendungen in Bewegung, denn auch die aus unseren Filamenten und SLS Pulver hergestellten Teile sind reibungsarm, selbstschmierend und abriebfest. Da wir sowohl die Filamente als auch das SLS Pulver in unserem Online-Shop anbieten, können sie auch mit eigenen Druckern verarbeitet werden, vorausgesetzt sie sind für die Verarbeitung geeignet (siehe Verarbeitungshinweise bei den einzelnen Produkten).