Mit additiver Fertigung zu einer stabilen Lieferkette in der Auftragsfertigung

Benny Buller, Gründer und CEO von Velo3D, erklärt in einem Gastbeitrag für 3Druck.com, wie die Lieferkette von der additiven Fertigung profitieren kann.

Wie können wir, eine der führenden Industrienationen, in jeder Hinsicht von dem sich zunehmend manifestierenden Wandel durch hochentwickelte additive Fertigung (AM) von Metall profitieren? Werden uns OEMs und Investitionen in die firmeneigene Fertigung eine Antwort auf diese Frage geben? Das wäre sicherlich entgegen jahrhundertelanger Tradition.

Nein, ich glaube eher nicht. Oder wird sich die Industrie einmal mehr an Auftragsfertiger (CM) und Serviceunternehmen wenden, um neue Produkte herzustellen, die sowohl additiv als auch herkömmlich gefertigte Bauteile enthalten?

Meine Vorhersage lautet, dass die spezialisierten Auftragsfertiger, die sämtliche Bearbeitungsschritte – vom Fräsen bis zur abschließenden Prüfung – komplett erledigen können, hier die Führung übernehmen werden. Warum? Weil nur sie über die Fertigungskompetenz verfügen, die nötig ist, um additive Fertigung in klassische Technologien einzubinden. Sie sind diejenigen, die Bauteile exakt nach Spezifikation und aus einer Hand komplett fertigen können und dabei gleichzeitig die nötige Kosteneffizienz erreichen.

Serviceunternehmen können sich möglicherweise zu besseren Herstellern entwickeln. Bisher allerdings besteht ihre Aufgabe in der Realisierung von Designs in den DfAM-Grenzen konventioneller additiver Fertigung und der Erstellung von Gestaltungsparametern, damit diese sich auch mit weniger ausgereiften Anlagen umsetzen lassen. Zur Nachbearbeitung und späteren Montage entledigt man sich dieser Teile aus diskreter additiver Fertigung dann größtenteils, was zu Wissens- und Kontrolllücken führt. Ist ein solches Geschäftsmodell nachhaltig oder notwendig?
Bei hochentwickelten AM-Systemen für Metall müssen Designs nicht mehr an die Unzulänglichkeiten bestimmter Verfahren angepasst werden. Und ein Großteil der Nachbearbeitung entfällt ebenfalls. Um in der Industrie insgesamt Fortschritte zu erzielen, muss jedes zukünftige System Unzulänglichkeiten in der Bearbeitung auffangen und in puncto Software und Steuerung durchgehend automatisiert sein. Auf diese Art und Weise kann jedes neue Design bei seiner Umsetzung von Anfang bis Ende überwacht und dokumentiert werden.

Ein Top-CM weiß am allerbesten, wie Druck, Schnitt und Oberflächen solcher Designs optimal auszuführen sind, und zwar schon bevor der Laser zum Schmelzen ansetzt. Deshalb verfügt er auf einzigartige Weise über die Fähigkeit, Leistung zu steigern und Kosten zu senken.

Die Vision von einer integrierten AM-Lieferkette

Um in schwierigen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Energiewirtschaft und Schwerindustrie volle Akzeptanz zu finden, muss die additive Fertigung von Metall erstens in gleichem Maße automatisiert und vorhersehbar sein wie CNC-Verfahren und zweitens alle anderen Aspekte der Produktion und Prüfung einbinden. Ich glaube, dass es schon bald Mechaniker in einem Auftragsfertigungsbetrieb sein werden, die die Weichen für wiederholbare Serienfertigung und Bedarfsplanung stellen, und nicht Werkstoffwissenschaftler in einem Serviceunternehmen.

Zu den Talenten der Auftragsfertiger gehört die Fähigkeit, mit traditionellen Herstellungsverfahren kosten- und abfallreduziert endabmessungsnahe Bauteile, sogenannte Near-Net-Shape-Produkte, zu fertigen. Dank ihres geschlossenen Systems aus Prüfzyklen in Verbindung mit der hochentwickelten Prozessüberwachung additiver Fertigung ist Qualitätsoptimierung in Zukunft gewährleistet. Denn Qualität ist, in Verbindung mit Maßhaltigkeit und Werkstoffintegrität, letztendlich das, was die flächendeckende Nutzung additiver Fertigung vorantreiben und zu bahnbrechenden neuen Produkten führen wird.

Für Bauteile der nächsten Generation müssen sich Auftragsfertiger außerdem auf ihre traditionellen Stärken besinnen. Märkte, die sie nicht nur verstehen, sondern in erheblichem Maße mitgestaltet haben. Wir sehen diese Tendenzen bereits in der Luft- und Raumfahrt sowie im Energiesektor. Auftragsfertiger nutzen ihr betriebliches Erfahrungspotential und bauen neue, hochwertige AM-basierte Strömungsmaschinenteile für Antriebe in Luft- und Raumfahrt und für die Energieerzeugung.

Vor dem Hintergrund dieser Meilensteine bereiten Auftragsfertiger nun den Boden für eine wirklich agile und dezentrale Produktion. Die hochentwickelte additive Fertigung liefert konsequent immer gleiche Gestaltungsrezepturen, die auf verschiedenen Anlagen an unterschiedlichen Standorten absolut präzise funktionieren. Mit einer auf diese Art und Weise standardisierten, flexiblen additiven Fertigung wird es OEMs möglich sein, ihr bestehendes Modell aus drei bis fünf Lieferquellen fortzuführen, nahe an den globalen Märkten zu bleiben und ohne Angst vor Unterbrechungen Neues zu schaffen.

Ein ganz entscheidender Faktor für die Sonderstellung der Auftragsfertiger ist ihre Bereitschaft und ihr Talent, enge Partnerschaften einzugehen und Zusammenarbeit zügig umzusetzen. Das Zusammenspiel mit AM-Verkäufern und OEM-Kunden, mit dem Ziel, Innovation und Kosteneffizienz voranzutreiben, wird entscheiden, wer am schnellsten wächst und hohe Umsatzrenditen aufrechterhalten kann. Mit der richtigen Ausrüstung und ein wenig Servicebereitschaft können künftige CM-Netzwerke neue Märkte schaffen, Lieferketten stabilisieren, einer vernachlässigten Wartung, Reparatur und Instandhaltung wieder Raum geben und das Wirtschaftswachstum anheizen.