3D-Drucker: Das revolutioniert die Branche

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3D-Drucker

Bereits 2017 sollen 3D-Drucker weltweit für über zwei Milliarden Dollar verkauft werden. Auch im Handwerk werden die Geräte eingesetzt,  sie verändern Produktionsabläufe und eröffnen neue Marktfelder.

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    Muster von einem Einfülltrichter, gefertigt als 3D-Druck.
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    Dann entsteht die grüne Gussform im 3D-Drucker, links daneben das Endprodukt in Kupfer.
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    © Chart: handwerk magazin
    Das Meinungsforschungsinstitut Aris hat im Auftrag von BITKOM 320 Unternehmen aus der ITK-Branche befragt.
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    „Künftig bringt der Kunde ­seinen USB-Stick zum Handwerker.“ Erik Marquardt, Verein Deutscher ­Ingenieure.
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    „Der 3D-Drucker ersetzt mühsame Handarbeit.“ Thomas Keller, ­ Chefkonstrukteur bei Brauereitechnik­spezialist Carl.
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    Kleinteile aus Kunststoff lassen sich problemlos drucken.
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    Der 3D-Drucker baut Schicht für Schicht auf.

Der formschön geschwungene Reduzierbogen mit seinem charakteristischen Knick ist nicht nur aus optischen Gründen das Herzstück jeder Whisky-Brennerei. Auch für den Geschmack legen die schottischen und irischen Kunden des schwäbischen Handwerksunternehmens Carl Destillations- und Brauereitechnik im württembergischen Eislingen höchste Ansprüche an dieses Bauteil aus Kupfer.

Die Konsequenz war: „Unser Kupferschmied hat bis zu vier Wochen in Handarbeit an einem Reduzierstück gearbeitet und war während dieser Zeit für nichts anderes mehr einsetzbar, denn den Knick schön hinzubekommen, ist echte Kunst“, erklärt Thomas Keller, technischer Leiter und Chefkonstrukteur des von den Brüdern Christian und Alexander Plank geführten 15-Mitarbeiter-Betriebs. Diese zeitliche Beanspruchung war aber noch nicht das Schlimmste, denn das kam immer erst nach der Fertigstellung: „So lange in Handarbeit zu dengeln, das geht in die Handgelenke, anschließend waren etliche Schmiede krankgeschrieben“, erinnert sich Keller. Deshalb hat der Konstrukteur jetzt diesen Arbeitsgang einem anderen „Kollegen“ übertragen.

Technologie ersetzt den Schmied

Dieser neue Mitarbeiter arbeitet klaglos, bleibt gesund und – ist ein 3D-Drucker. Das funktioniert so: Konstrukteur Keller setzt sich an seinen Computer, gestaltet eine Form mit seiner CAD-Software, lässt diese vom Kunden abnehmen und schickt den Entwurf dann an den 3D-Drucker. Der wiederum druckt eine Vorform aus, diese wird zur Sandform und letztlich entsteht der Reduzierbogen im Kupferguss. Die Schmiede des Unternehmens können sich in dieser Zeit um andere, weniger schweißtreibende Dinge kümmern.

Verfahren ergänzen sich

Diesen technologischen Wandel kann man durchaus als Revolution bezeichnen. Die gute Nachricht für Handwerksunternehmen: „Bohren, Fräsen, Schleifen – die bestehenden Verfahren werden nicht abgelöst, sondern ergänzt“, sagt Erik Marquardt vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Der VDI beschäftigt sich sehr intensiv mit additiver Fertigung, wie der Oberbegriff für das 3D-Drucken lautet. Unter „additiv“ lassen sich alle Herstellverfahren zusammenfassen, bei denen der Werkstoff zur Erzeugung eines Bauteils schichtweise hinzugefügt wird. Das steht im Gegensatz zu den klassischen, sogenannten subtraktiven Fertigungsverfahren wie Fräsen, Bohren und Drehen, bei denen Material abgetragen wird, um das endgültige Bauteil zu erzeugen.

Und genau hier liegt die Riesenchance für den Handwerker: „Mit additiver Fertigung lassen sich eben individuelle Bauteile fertigen, die anders gar nicht herstellbar wären“, erläutert Diplomingenieur Erik Marquardt. Ein Beispiel: Im Ladenbau und der Holzverarbeitung generell lassen sich durch 3D-Druck etwa Scharniere, Beschläge und Rahmen so veredeln, dass individuelle Muster, Schriftzüge oder Logos in das Material eingebaut werden können.

Oder der Kunde bekommt vom Raumausstatter nicht mehr nur eine Zeichnung, sondern gleich ein fertiges 3D-Modell seines Wohnzimmers mit der neuen Tapete und den Vorhängen. „Ebenso kann ich mir vorstellen, dass Kunden mit einem USB-Stick zum Handwerker kommen und sagen: „Das Regal will ich haben. Ob konventionell gefertigt, additiv oder durch Kombination der beiden Verfahren, ist mir egal“, so Erik Marquardt.

Preise werden sinken

Das bedeutet aber auch: Wie bei jeder Revolution, so gibt es auch beim 3D-Druck durchaus Schattenseiten. Nicht alle Handwerksmeister sind derart technisch begabt wie Destillerie-Konstrukteur Keller, der für den 3D-Druck gerade einmal eine Woche Schulung investiert hat. Viele 3D-Drucker und die dazugehörige Software sind durchaus komplexerer Natur, brauchen Fachpersonal zur Bedienung und somit eine langfristige Einarbeitungszeit sowie ein ordentliches Maß an IT-Kenntnissen. „Und mit den Ansprüchen steigen auch die Preise“, erteilt Erik Marquardt darüber hinaus dem dreidimensionalen Drucken per Billiggerät aus dem Hobbykeller eine deutliche Absage.

Das heißt: Je nach Aufgabe müssen Handwerker allein für die Hardware durchaus einige tausend Euro investieren, im Fall der Carl GmbH etwa rund 5000. Hier gibt es aber frohe Kunde: Die Marktforscher von IDC (International Data Corporation) prognostizieren Preissenkungen. Ihren Erhebungen zufolge lag der Durchschnittspreis aller weltweit produzierten 3D-Drucker 2011 bei mehr als 25 000 Dollar. Bereits im Jahr 2017 soll dieser auf deutlich unter 10 000 Dollar sinken.

Anbieter aus der Nische

Darüber hinaus sieht IDC auch tradierte Hersteller der 2D-Drucker-Welt wie etwa Ricoh, Epson oder Xerox ins 3D-Massengeschäft einsteigen, mit Eigenentwicklungen oder in Kooperationen. Denn bisher tummeln sich hier vor allem Nischenanbieter, entsprechend kostspielig sind die Produkte deshalb. IDC-Analyst Keith Kmetz sieht einen weiteren Trend, der den 3D-Druck auch weniger technikaffinen Handwerkschefs erschließen wird: „Wir werden 3D-Druck auch zunehmend als Auftragsarbeit, bei dem sich Dienstleister darum kümmern, in breiter Verfügbarkeit erleben.“

Und die wird es sicher brauchen, denn die Revolution im Handwerk hat erst begonnen. So tüfteln die Handwerkskammer Oberfranken, die Uni Bayreuth und die Fraunhofer-Projektgruppe für Prozessinnovation an einem Pilotprojekt für Autoersatzteile aus dem Drucker. Derart sollen sich einmal die Reparaturkosten für die Kunden senken und die Wertschöpfung für den Kfz-Reparaturbetrieb massiv steigern lassen.

Skulpturen vom Fotografen

Einen Weg, den Thomas Keller bereits heute geht. Der passionierte 3D-Druck-Fan arbeitet schon an seinem nächsten Meisterstück. Er hat einen zweiten 3D-Drucker gekauft und sagt: „Ich steige jetzt in den Werkzeugbau ein.“

Wer bei 3D-Druck nur an rein technische Anwendungen denkt, der sollte einmal im Fotoatelier von Karoline Glasow in Erlangen vorbeischauen. Die Fotografin hat ein neues Geschäftsfeld für ihren Betrieb entdeckt: „Modernste Scantechnik in Verbindung mit ausgereifter 3D-Drucktechnik macht es uns möglich, farbechte Miniatur-Skulpturen von lebenden Personen zu fertigen – genau bis ins Detail“, erzählt die Fotografin stolz.

Sie erstellt die Miniatur-Skulpturen in verschiedenen Größen und Ausführungen und macht damit gute Geschäfte. Zunächst wird die Person mit einem Handscanner vermessen, mit den Daten entsteht am Computer ein 3D-Modell, das danach im Drucker Schicht für Schicht mit einem Pulver gefertigt wird. Und alles in Farbe.

Die Preise hängen vom Maßstab und der Figurengröße ab, ein Exemplar mit 25 cm im Maßstab 1:7 liegt bei 440 Euro.

Brillen nach Maß

Augenoptikermeister Hendrik Wieburg aus Taunusstein setzt in seinem Unternehmen ebenfalls auf 3D-Technik und lässt maßgeschneiderte Brillenfassungen aus einem Kunststoffgranulat fertigen. FrameLApp nennt er sein Unternehmen. Kunden können Farbe, Form, Höhe und Breite individuell wählen. Ein Service, der gut ankommt. Die Brillen werden in einer kleinen Manufaktur gefertigt. Optiker Wieburg sucht jetzt Shoppartner in anderen Städten, um seine Idee besser zu vermarkten.