"makro: 3D-Druck": Eine weiße Turnschuhsohle hängt im 3D-Drucker. © ZDF - Kristin Siebert
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Sportartikelhersteller Adidas will individuelle Sohlen für seine Kunden drucken.
Revolution aus dem Drucker
Wie 3D-Druck die Wirtschaft verändern wird
Bislang wird 3D-Druck eher für Nischenprodukte genutzt. Jetzt versprechen die Drucker-Hersteller eine neue Schlüsseltechnologie. Diese soll sogar abgewanderte Industrien wieder nach Deutschland holen.
Der 3D-Druck hat sich schon viele Bereiche erobert. So üben zum Beispiel Chirurgen an der Mainzer Uniklinik vor Operationen an Organ-Modellen, die im 3D-Drucker entstanden sind. Der Flugzeughersteller Airbus verbaut in seinem A350 inzwischen über tausend gedruckte Bauteile. Sie machen das Flugzeug leichter und sparen damit Kerosin. Und Adidas will weg von der Massenproduktion und hin zur individuellen Fertigung. Sohlen passgenau für jeden einzelnen Fuß.

Ersatzteile on demand
Digitales produzieren bis zum Ausdruck - das bietet enorme Freiheiten. Ein globales 3D-Druck-Netzwerk kann die Produktion nahe am Kunden ermöglichen - ganz ohne spezialisierte Fabriken. 3D-Drucker sind Alleskönner und durch Roboter läuft die Verarbeitungskette voll automatisch. Sie drucken Einzelstücke oder Serien. Rund um die Uhr. Direkt vor Ort.

Ein wichtiges Geschäftsfeld für die 3D-Druckindustrie sind Ersatzteile. Statt sie über Jahrzehnte zu lagern, können Firmen die Bauteile einfach scannen und speichern – man braucht nicht mal mehr einen Bauplan. Bei Bedarf kann man die Daten der Bauteile abrufen und ausdrucken. Direkt dort, wo sie benötigt werden. So spart man nicht nur riesige Lager und die damit verbundenen Ressourcen. Auch die Lebensdauer von Maschinen wird verlängert, weil Ersatzteile nie mehr ausgehen.

Das gedruckte Modell eines menschlichen Herzens. Mit dreidimensionalen, gedruckten Organen bereiten sich Ärzte auf Operationen vor. © ZDF - Kristin Siebert Das gedruckte Modell eines menschlichen Herzens. Mit dreidimensionalen, gedruckten Organen bereiten sich Ärzte auf Operationen vor.
Eine gedruckte Wabenkonstruktion soll Flugzeuge noch leichter machen. Schon jetzt verbaut Airbus Ersatzteile aus dem 3D-Drucker. © ZDF - Kristin Siebert Eine gedruckte Wabenkonstruktion soll Flugzeuge noch leichter machen. Schon jetzt verbaut Airbus Ersatzteile aus dem 3D-Drucker.
Je leichter ein Flugzeug, umso weniger Kerosinverbrauch und CO2-Ausstoß. Im A350 werden  jede Menge gedruckte Teile eingebaut. © ZDF - Kristin Siebert Je leichter ein Flugzeug, umso weniger Kerosinverbrauch und CO2-Ausstoß. Im A350 werden jede Menge gedruckte Teile eingebaut.

Transport überflüssig?
"Die additive Fertigung wird eine immense Auswirkung darauf haben, wie globale Versorgungsketten in Zukunft funktionieren", sagt Lou Rassey, Geschäftsführer der amerikanischen Firma Fast Radius. "Während der Menschheitsgeschichte haben wir Dinge immer auf drei Arten bewegt: auf der Erde, durch die Luft und über Wasser. Jetzt haben wir einen vierten Transportweg gefunden: durch das Internet in Lichtgeschwindigkeit." Wenn Druckdateien online verschickt und in lokalen Druckzentren ausgedruckt werden, macht das lange, reale Transportwege in Zukunft überflüssig.

Aber genau das ist für Logistikunternehmen wie zum Beispiel United Parcel Service (UPS) ein Problem. Auch Ersatzteillager, die UPS für ihre Kunden weltweit unterhält, könnten zukünftig digitalisiert werden. "Die Technik wird die Lieferketten radikal verändern und UPS muss in der Lage sein, sich dieser Veränderung anzupassen. Deshalb investieren wir in diesen Bereich." Der Plan von Alan Amling (UPS): Sich nicht abhängen zu lassen, sondern Teil der Bewegung zu werden. UPS tritt die Flucht nach vorn an und will gemeinsam mit Lou Rassey und Fast Radius ein globales Netzwerk von Druckdienstleistern aufbauen. Den Transport zwischen Drucker und Kunden - auf kurzen Strecken - übernimmt dann wieder der Logistiker UPS.

Zurück nach Deutschland
Auch wenn Kritiker befürchten, dass mit individuelleren, vor Ort gedruckten Produkten der Lieferverkehr in den Städten und damit die Umweltbelastung steigen wird. Es gibt durchaus positive Effekte: Die heute übliche Überproduktion von über 10 Prozent könnte deutlich reduziert werden. Außerdem wäre es egal, wo produziert wird. Professor Claus Emmelmann vom Fraunhofer-Institut für Additive Produktionstechnologien hofft so, "Fabriken wieder zurück nach Deutschland (zu) holen." Wenn diese vollautomatisiert sind, kostet die Produktion auf der Welt überall gleich viel.

Im niedersächsischen Varel wird eine solche Fabrik zur Zeit erprobt. Bauteile aus Aluminium werden hier vollautomatisch gedruckt - mal Autoteile, mal Teile für die Luftfahrt, je nach Bedarf. Die Prozesskette wird digital überwacht, kein Handgriff ist mehr nötig. Dieser Produktionsweg könnte eine Schlüsseltechnologie für Deutschland werden.

Von Kristin Siebert und Inga Rabe

5 Fakten zu 3D-Druck
Egal ob aus Kunststoff oder aus Metall, durch die Innovationen im 3D-Druck entstehen Gegenstände wie aus dem Nichts. Dabei werden weniger Ressourcen als durch herkömmliche Verfahren benötigt und der Weg vom digitalen Entwurf zum fertigen Produkt ist besonders kurz. Fünf Fakten und Zukunftsvisionen über die Möglichkeiten des 3D-Drucks.

Medizin - Ein Herz zum Anfassen und Üben

Vor komplizierten Operationen können mithilfe von 3D-Druck schon heute detailgetreue Modelle von erkrankten Organen wie z.B. einem Herz angefertigt werden. Diese basieren auf Bildern aus der Computertomografie und ermöglichen es, den Eingriff vor der Operation so lange zu üben, bis jeder Handgriff perfekt sitzt. Allerdings ist der Druck heute noch sehr teuer und es fehlt an Materialien, die denen von menschlichem Gewebe ähneln.

Warenketten - Produkte auf Anfrage

Eine Zukunftsvision ist die Verkürzung von Transportwegen durch den 3D-Druck, indem Waren als Druckdateien über das Internet transportiert werden und nicht wie bisher üblich auf Straßen, dem Wasser oder durch die Luft. Gedruckt werden könnten die Produkte dabei in lokalen Druckzentren. Dies würde lange Transportwege überflüssig machen und die derzeitige Überproduktion von mehr als 10% deutlich reduzieren.

Ersatzteile - Speichern statt lagern

Ein wichtiges Geschäftsfeld der 3D-Druckindustrie mit Potential für die Zukunft sind Ersatzteile. Auf diese Weise könnten Ressourcen und Lagerkapazitäten gespart werden, indem Bauteile gescannt, digital gespeichert und je nach Bedarf ausgedruckt werden. Auch könnte sich so die Lebensdauer von Produkten verlängern, da Ersatzteile langfristig verfügbar bleiben.

Leichtbau - Gewicht sparen durch Gitterstruktur

Ein besonderes Steckenpferd des 3D-Drucks ist die Möglichkeit des Leichtbaus. So konnte beispielsweise Airbus bei der Produktion des A350 allein durch den Druck einer Türverriegelungswelle rund 4kg Gewicht einsparen, was über die Lebensdauer des Flugzeugs von 30 Jahren zu einer Treibstoffersparnis von etwa 2 Millionen Litern Kerosin führt. Durch die Gitterstruktur des 3D-Drucks konnte zudem das Gewicht einer Kabinentrennwand um 45% reduziert werden.

Nachhaltigkeit

Der hohe Automatisierungsgrad, die geringe Überproduktion und die kurzen Transportwege könnten in Zukunft nicht nur Kosten, sondern auch CO2 Emissionen einsparen. Auch arbeiten einige Unternehmen bereits an der Verwendung nachhaltiger Materialen als Rohmaterialien für den 3D-Druck. Nach dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung hat eine gedruckte Handyschale wegen des erhöhten Energiebedarfs bislang allerdings noch eine ähnliche Umweltbilanz, wie eine aus asiatischer Massenproduktion.

Sendedaten
makro
Revolution aus dem Drucker
Freitag, 17. Mai 2019, 21.00 Uhr
Wiederholung: Sonntag 6.15 Uhr

Ein Film von Kristin Siebert.

Erstausstrahlung
Info
LupeBislang ist der Anteil des 3D-Drucks am Umsatz der weltweit produzierenden Industrie noch gering. Doch die Wachstumsprognosen sind vielversprechend. Von derzeit sieben Milliarden sollen die Umsätze in den nächsten zehn Jahren auf rund 100 Milliarden steigen.
Wirtschaftsdokumentation
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