3D-Druck – Bedeutung, Wirkung und Potenziale

Unter 3D-Druck versteht man die Anwendung verschiedenster Verfahren, durch die, mit Hilfe eines sogenannten 3D-Druckers und auf der Basis eines digitalisierten 3D-Modells, ein reales 3D-Objekt erzeugt wird. Als Druckmaterial werden vor allem Kunststoffe verwendet, möglich sind aber auch andere Materialien wie etwa Gips, Keramik, Kunstharz, Aluminium, Stahl oder Edelmetalle.
Bei der Herstellung von 3D-Druckern sind die USA weltweit führend (etwa 38%). Danach folgen Japan (10%), Deutschland (9%) und China (9%). Im Vergleich zum Gesamtmarktvolumen eines Sektors ist das derzeitige 3D-Marktvolumen oft noch sehr gering. Als Industriezweige, für die in den nächsten zehn Jahren eine serienmäßige Anwendung von 3D-Druckern erwartet wird, werden insbesondere genannt: Automobilindustrie, Maschinenbau, Werkzeug- und Formenbau, Luft- und Raumfahrtindustrie, Medizintechnik, Elektronikindustrie, Sportindustrie sowie Konsumprodukte.

Die wichtigsten Produktivitätsvorteile des 3D-Drucks sind: rasche Modell- bzw. Musterverfügbarkeit, Verringerung von Time-to-Market, Individualisierung der Produktion, Erhöhung der Materialeffizienz, Verringerung von Lebenszykluskosten, Verminderung von Ressourcenverschwendung sowie verlängerte Ersatzteilverfügbarkeit. Demgegenüber stehen aber auch einige Nachteile: erhöhte absolute Durchlaufzeiten, Skalennachteile, Transaktionskostennachteile durch Standardisierungsdefizite sowie die Notwendigkeit der Rechtsfortbildung (Haftungs- und Urheberrecht).
Von besonderem Interesse ist die Frage nach Sparpotenzialen bei den eingesetzten Materialien. Diese werden insbesondere durch die speziellen Herstellungsverfahren bewirkt. Darüber hinaus sind Kosteneinsparungen aufgrund des präziseren Ablaufs des Produktionsvorgangs möglich. Materialersparnisse können auch durch die Möglichkeit der stärkeren Nutzung von Hohlräumen erreicht werden. Bei traditionellen Produktionsverfahren wie Schneiden, Drehen, Bohren und Fräsen treten Materialverluste auf. Der 3D-Druck ist in diesem Fall im Allgemeinen effizienter, da wegen der hohen Auflösung eine Nachbearbeitung nur mit einem geringen Materialverlust verbunden ist.

Im Rahmen der oben genannten Studie wurde insbesondere auch die derzeit bestehende Forschungskompetenz im Bereich 3D-Druck bzw. Additive Manufacturing in Österreich untersucht. Diese konzentriert sich an den Hochschulen auf die Bundesländer Wien, Niederösterreich, Oberösterreich und Steiermark. Im Bereich der Fachhochschulen gibt es Kompetenzschwerpunkte in Wien, Niederösterreich und Oberösterreich. In der außeruniversitären Forschung sowie in universitären Spin-offs befinden sich Kompetenzschwerpunkte in Wien, in Oberösterreich und in der Steiermark. In Österreich konnten außerdem eine Anzahl an Unternehmen identifiziert werden, die an der Erprobung und Einführung von 3D-Druck Prozessen und Technologien für die Produktion arbeiten.
Durch Verbreitung des 3D-Drucks würden sich die internationalen Warenströme zwar substanziell verändern, aber die Vorteile der Globalisierung würden weiterhin bestehen bleiben. Der 3D-Drucker selbst würde international arbeitsteilig hergestellt, die für die Produktion vor Ort benötigten Vorprodukte würden international beschafft und die erforderlichen Produktionsanleitungen international gehandelt werden. Der 3D-Druck könnte möglicherweise ein partielles Re-Bundling von Produktion und Konsum bewirken.
Dass die Technologie des 3D-Drucks große Potenziale birgt, wird mittlerweile kaum noch jemand bezweifeln. Sie könnte jedenfalls zu einem wertvollen „Nischenfüller“ für spezielle Anwendungen abseits der industriellen Massenproduktion werden. Ob und in welchem Umfang sich „personal printing“ in Privathaushalten durchsetzen wird, ist allerdings eine Frage, die sich beim derzeitigen Entwicklungsstand (noch) nicht beantworten lässt.