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Chinesen hängen Deutschland beim 3D-Druck gnadenlos ab

Bis zu ein Meter große Bauteile kann dieser Spezial-3D-Drucker in der gläsernen 3D-Fabrik von Rapidobject in Leipzig erzeugen - hier sind gerade Designer-Vasen an der Reihe. Foto: Tim Hard für Rapidobject

Bis zu ein Meter große Bauteile kann dieser Spezial-3D-Drucker in der gläsernen 3D-Fabrik von Rapidobject in Leipzig erzeugen – hier sind gerade Designer-Vasen an der Reihe. Foto: Tim Hard für Rapidobject

Branche fordert deutsche Strategie für additive Fertigung

Leipzig/Berlin, 3. Juli 2024. Deutschland braucht eine nationale 3D-Drucktechnologie-Offensive, um seinen wachsenden Rückstand in der „additiven Fertigung“ aufzuholen. Das hat der deutsche Branchenverband „3DDruck“ zur Eröffnung der „Gläsernen 3D-Fabrik“ in Leipzig gefordert. „Wir brauchen dringend einen gesamtwirtschaftliche Strategie in diesem Sektor“ betonte Raban von Arnim vom „3DDruck“-Vorstand. Andernfalls drohe der Vorsprung von China und Südkorea in dieser Technologie unaufholbar zu werden.

In China lernen schon Grundschüler den Umgang mit 3D-Druckern

Um den Rückstand aufzuholen, sei unter anderem eine Ausbildungs-Initiative für Schüler und Lehrer nötig: „In China lernen schon die Grundschüler, mit 3D-Druckern umzugehen“, berichtet Raban von Arnim. Auch gründeten die Chinesen schon vor Jahren die erste 3D-Druck-Hochschule in Guangzhou. Dagegen gebe es nur in wenigen Schulen in der Bundesrepublik überhaupt einen 3D-Drucker. Eben diese Lücke will die sächsische Unternehmerin Petra Wallasch ein Stück weit schließen: Als Flaggschiff ihres Unternehmens „Rapidobject“ hat sie in einem Leipziger Industrie-Altbau eine moderne 3D-Druck-Fabrik zum Zuschauen und Lernen eingerichtet und heute eröffnet. In dieser transparenten Manufaktur können sich fortan Schüler, Lehrer, regionale Unternehmer und Ingenieure sowie andere Interessierte 3D-Drucker und additive Fertigungsanlagen im Einsatz beobachten, eigene Projekte erproben und mehr über die Technologie dahinter lernen.

Petra Wallasch mustert ein 3D-Druck-Bauteil. Foto: Tim Hard für Rapidobject

Petra Wallasch mustert ein 3D-Druck-Bauteil. Foto: Tim Hard für Rapidobject

„Entscheidender Impulsgeber für die Industrieproduktion der Zukunft“

„Ich finde es wichtig, dass wir Menschen die Möglichkeit bieten, sich von den innovativen Möglichkeiten dieser Mega-Technologie inspirieren zu lassen“, meint die Rapidobject-Gründerin. „Denn 3D Druck wird Produkte revolutionieren und ein entscheidender Impulsgeber für die Industrieproduktion der Zukunft werden. Genau deshalb wird das dreidimensionale Druckverfahren in anderen Industrienationen auch staatlich gefördert.“

Ein Rapidobject-Mitarbeiter säubert in der gläsernen 3D-fabrik Leipzig 3D-gedruckte Bauteile vom überschüssigen Pulver. Das wandert dann zurück in die Produktion - dem Ideal einer Kreislaufwirtschaft sehr nahe. Foto: Heiko Weckbrodt

Ein Rapidobject-Mitarbeiter säubert in der gläsernen 3D-fabrik Leipzig 3D-gedruckte Bauteile vom überschüssigen Pulver. Das wandert dann zurück in die Produktion – dem Ideal einer Kreislaufwirtschaft sehr nahe. Foto: Heiko Weckbrodt

Mehr Ausbildung, Förderprogramme und Transfer gefordert

Und in eben diese Kerbe schlägt auch der „3DDruck“-Verband aus Berlin: Sinnvoll seien neben der Ausbildung auch Förderprogramme für den Einsatz industrieller 3D-Drucker im deutschen Mittelstand, meinen die Branchenvertreter. Zudem sei es sinnvoll, den AM-Technologietransfer zum Beispiel aus den Fraunhofer-Instituten etwa in Leipzig und Dresden beziehungsweise aus den Universitäten hinein in die Industrie zu unterstützen. Hilfreich wäre es darüber hinaus, die komplizierte Zertifizierung von 3D-gedruckter Medizintechnik zu vereinfachen, ergänzt 3DDruck-Rechtsvorstand Markus Wiedemann. „Hier könnten womöglich Gruppenzertifizierungen helfen.“

Die meisten 3D-Druckfirmen sitzen in China und Südkorea

Wichtig sei es, schnell zu handeln, denn „die internationalen Wettbewerber eilen uns davon“, warnt Petra Wallasch: Noch vor zehn Jahren habe Deutschland zur Spitzengruppe im industriellen 3D-Druck gehört, jetzt lande der einstige Exportweltmeister nur noch auf Rang 8, zitiert die sächsische 3D-Pionierin aus einer Studie der Unternehmensberater von „Ernst & Young“. Die mit Abstand meiste Erfahrung in diesem Sektor haben inzwischen Südkorea und China. „Von etwa 10.000 3D-Druck-Patenten weltweit hält China heute 60 Prozent, die EU gerade mal elf Prozent“, ergänzt Raban von Arnim. Und von zirka 12.000 3D-Druck-Firmen rund um den Globus residieren 44 Prozent ebenfalls im Reich der Mitte. Branchenberichten zufolge gibt es in China und Südkorea bereits riesige Fabrikhallen, in den Hunderte 3D-Drucker Tag und Nacht die Produkte und Ersatzteile schichtweise herstellen, die die Kunden gerade online bestellt haben. Und um diese Drucker auf neue Erzeugnisse selbst in Einzelanfertigungen umzurüsten, bedarf es weder neuer Werkzeuge noch Facharbeiter – ein neues Computermodell genügt. Die Wettbewerbsvorteile solch einer Produktionsweise liegen auf der Hand.

Ein 3D-Drucker erzeugt eine Skeletthand für die Medizinerausbildung. Foto: Heiko Weckbrodt

Ein 3D-Drucker erzeugt bei Rapidobject Leipzig eine Skeletthand für die Medizinerausbildung. Foto: Heiko Weckbrodt

Was sind 3D-Druck und „Additive Manufacturing“?

Zum Hintergrund: Die meisten 3D-Drucker schmelzen mit Heizelementen, Lampen oder Lasern vorgelieferte Schnüre aus Polyamid oder anderen Kunststoffen auf und erzeugen aus dieser Schmelze und anhand eingespeister Computermodelle schichtweise das gewünschte Bauteil oder Produkt. Einfache 3D-Drucker kosten inzwischen nur noch wenige Hundert Euro.

rof. Christoph Leyens leitet das Fraunhofer-Institut IWS in Dresden und das Verbundprojekt Agent 3D. Hier zeigt er das Stahl-Modell einer Triebwerk-Düse für eine ESA-Rakete - die Originalteile fertigen die Dresdner Ingenieure aus teurem Platin. Foto: Heiko Weckbrodt

Prof. Christoph Leyens vom Fraunhofer-Institut IWS in Dresden zeigt das Modell einer Triebwerk-Düse für eine ESA-Rakete – die Originalteile fertigen die Dresdner Ingenieure aus teurem Platin. Foto: Heiko Weckbrodt

Anspruchsvollere 3D-Drucker für die Industrie-Einsatz nennt man „Additive Fertigungsanlagen“ (englisch: „Additive Manufacturing“, kurz: „AM“). Sie arbeiten schneller und genauer als die Heim-3D-Drucker. Zudem können viele von ihnen auch Bauteile aus Stahl, Titan, Kupfer, Keramik und anderen Hochtechnologie-Werkstoffen erzeugen. Dieses Verfahren ist zwar weniger für ganz große Serien geeignet und qualitativ-technologisch auch teils recht anspruchsvoll. Dafür aber gehen 3D-Drucker extrem sparsam mit Rohstoffen und Energie um, können zudem auch sehr komplexe Bauteile erzeugen und ermöglichen rasche Einzelanfertigungen ohne aufwendigen Werkzeugbau.

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3D-Druck spielt auch in deutscher Autoindustrie, Maschinenbau und Luftfahrt wachsende Rolle

Vor allem bei den Kunststoff-3D-Druckern hat Asien die Europäer gnadenlos abgehängt. Inzwischen setzen aber auch immer mehr deutsche Unternehmen 3D-Drucker ein, zum Beispiel für den Prototypenbau und Versuchsserien, gelegentlich auch für mittelgroße Serien, den schnellen Werkzeug- und Ersatzbau in Autofabriken, im Maschinenbau und in der Elektroindustrie. Auch in der europäischen Luft- und Raumfahrt spielen additive Anlagen eine wachsende Rolle. Und speziell auch bei den metall- und keramikbasierten 3D-Druckverfahren haben sich sächsische Forschungseinrichtungen wichtige Führungspositionen erarbeitet. Dazu gehören die Fraunhofer-Institute IWS, IKTS und IWU in Dresden und Chemnitz, die in unter anderem in Dresden dafür ein spezielles Kompetenzzentrum für Additives Manufacturing aufgebaut haben.

Metall-3D-Drucker als Hoffnungsträger

Von daher ist der Gedanke gar nicht so abwegig, dass Sachsen, Deutschland und Europa im industriellen 3D-Druck mit Metallen und Keramiken an der Weltspitze mitmischen können – auch, weil wichtige Laser-Hersteller wie „Trumpf“, ohne die im Metall-3D-Druck kaum Fortschritte möglich sind, ohnehin hier ansässig sind. Das sieht übrigens Rapidobject-Chefin Wallasch ganz ähnlich – obwohl in ihrer 3D-Fabrik bisher noch die Kunststoff-3D-Drucker dominieren: „Ich bin zutiefst überzeugt: Im metallbasierten 3D-Druck steckt noch ganz viel Potenzial.“

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: Vor-Ort-Besuch, Auskünfte Petra Wallasch, Raban von Arnim, 3DDruck-Verband, EY Berlin, Oiger-Archiv, Wikipedia

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Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt