Der 3D-Drucker ist eine bahnbrechende Technologie, die die Logistik verändern kann

Der 3D-Druck eröffnet neue Möglichkeiten in der Logistik

10 Juli 2020

Der 3D-Druck gehört zu den bahnbrechenden Technologien, die die Branche und damit den Logistiksektor verändern können. Der Aufschwung der Industrie 4.0 bedeutet eine Veränderung der Fertigungsverfahren von Produkten und bringt gleichzeitig neue Herausforderungen mit sich.

Laut einer Studie des Beratungsunternehmens McKinsey wird der Markt für 3D-Druck in den kommenden Jahren exponentiell wachsen und bis 2025 wahrscheinlich einen Umsatz von 550 Milliarden US-Dollar erreichen. Diese Technologie steckt heute allerdings noch in den Kinderschuhen. Aus diesem Grund wirft ihr Einfluss auf die Logistik viele Fragen auf, die in diesem Artikel beantwortet werden sollen: Wo wird diese Technologie angewendet? Welche Auswirkungen wird sie auf die Lieferketten von Unternehmen haben? Welche Vorteile und Schwierigkeiten bringt sie mit sich?

Was ist ein 3D-Drucker und wie funktioniert er?

Laut Definition ist ein 3D-Drucker ein Gerät, mit dem 3D-Entwürfe durch das Aufbringen von Fäden aus einem Werkstoff nachgebildet werden können. Es handelt sich also um ein Gerät, das ein digital erstelltes Design dreidimensional reproduziert.

Die Funktionen eines 3D-Druckers ähneln eigentlich denen eines herkömmlichen Druckers: Beide erhalten anhand eines digitalen Dokuments Informationen darüber, was gedruckt werden soll. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Druckern besteht jedoch im Druck selbst: Während der traditionelle Drucker Tinte auf ein Papier aufträgt, um Text und Bilder abzubilden, werden beim 3D-Druck Werkstoffe zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts verwendet.

Es handelt sich um ein System, bei dem Materialschichten (Kunststoff, Keramik, Metalle...) nacheinander aufgebracht und damit übereinander geschichtet werden, um so einem Objekt eine Form zu verleihen. Dabei ist eine Vielzahl von Objekten möglich, von Dekorationsartikeln oder Handyhüllen bis hin zu Automobilteilen oder Schuheinlagen. Die Gegenstände sind leicht, gleichzeitig jedoch genauso stark und widerstandsfähig. Darüber hinaus wird nur die erforderliche Menge der Werkstoffe verwendet, wodurch Abfall und Schadstoffemissionen verringert werden.

Ein digitaler Entwurf, ein Werkstoff und ein 3D-Drucker reichen aus, um ein Produkt in 3D zu drucken
Ein digitaler Entwurf, ein Werkstoff und ein 3D-Drucker reichen aus, um ein Produkt in 3D zu drucken

Um dreidimensional zu drucken wird benötigt:

  • Digitaler Entwurf. Jeder 3D-Druck benötigt einen vorherigen Entwurf. Dieser kann durch spezifische Programme oder durch einen Scanner erstellt werden, der das dreidimensionale Bild eines Objekts erzeugt, um dann davon identische Replikate herzustellen.
  • Werkstoff. Es werden verschiedenste Werkstoffe verwendet, wie Kunststoff, Metall, Keramik, Beton und sogar Lebensmittel.
  • 3D-Drucker. Dieses Gerät erzeugt ein Objekt aus einem digitalen Entwurf unter Verwendung eines bestimmten Werkstoffs.

Mit nur diesen drei Elementen können die Produkte überall gedruckt werden, z. B. in Anlagen in der Nähe der Kunden, wodurch die Abhängigkeit von den Transportvorgängen verringert wird, oder sogar zuhause, sofern ein 3D-Drucker zur Verfügung steht.

Anwendungsbereiche des 3D-Druckers

Unternehmen untersuchen auch weiterhin das Potenzial von 3D-Druckern und entwickeln ständig neue Anwendungsbereiche auf der Grundlage von Markttrends. Schon heute ist jedoch klar, dass dieses Herstellungssystem dazu verwendet werden könnte, die Produktion komplexer Artikel zu vereinfachen oder diese kundenspezifisch anzupassen.

Einige Beispiele für Anwendungsbereiche sind:

  • Medizin. Mit 3D-Druckern können Implantate, Hörgeräte, Prothesen oder Zahnhülsen hergestellt werden.
  • Automobilbereich und Ersatzteile. Unternehmen im Automobil- oder Luftfahrtsektor implementieren bereits 3D-Drucker in ihre Produktionsprozesse, um Bauteile und Komponenten herzustellen. Mit ihnen können Prototypen schnell, kostengünstig und effizient entwickelt oder Bauteile (von Riemenscheiben, Ventilen und Kolben bis hin zum Fahrwerk von Autos) hergestellt werden.
  • Bauwesen. Der 3D-Druck wird diesen Sektor in Zukunft revolutionieren. Mit ihm können Prototypen und Konstruktionen für den Brücken- und Hochbau (z. B. Ziegel) gefertigt werden. Eine der Funktionen, die wohl am ehesten erwartet wird und gleichzeitig am ehrgeizigsten ist, ist die Konstruktion ganzer Gebäude mithilfe eines 3D-Druckers.

Der 3D-Druck in der Logistik

Das größte Potenzial von 3D-Druckern liegt in der Vereinfachung von Produktionsprozessen. Dadurch werden diese Vorgänge optimiert und die Lieferzeiten verkürzt.

In vielen Lagern befindet sich eine große Menge an Rohmaterial, das bei Bedarf an die Produktionslinien transportiert wird. Beim 3D-Druck hingegen müssen jedoch weniger Waren gelagert werden, da die Teile bei Bedarf gedruckt werden können. 3D-Drucker könnten also die Produktion unterschiedlichster Komponenten beschleunigen und gleichzeitig sicherer gestalten.

Die Automobil- oder Luftfahrtindustrie zum Beispiel werden zweifellos von dieser Veränderung profitieren, da hier eine sehr flexible Logistik und Just-in-time-Verfahren erforderlich sind, um die gesetzten Ziele zu erreichen. Das bedeutet, dass sich perfekt mit den Lieferanten abgestimmt werden muss, um die erforderlichen Bauteile und Materialien pünktlich zu erhalten. Jede Verzögerung bei den Lieferungen bedeutet kostspielige Unterbrechungen der Produktionsprozesse, die um jeden Preis verhindert werden müssen.

Darüber hinaus erleichtern 3D-Drucker die kundenspezifische Anpassung von Produkten, da sie die Artikel direkt an die Anforderungen der Kunden angepasst herstellen können. Die logistische Schwierigkeit besteht dann darin, die zunehmende Anzahl von kundenspezifischen Artikeln reibungslos auszuliefern. Dabei ist die Verwendung eines Lagerverwaltungssystems wie Easy WMS von Mecalux unerlässlich, um mit größtmöglicher Schnelligkeit arbeiten zu können. Diese Software übernimmt die Steuerung sämtlicher Prozesse der Produktanpassung oder des Kitting.

Die kundenspezifische Anpassung von Artikeln ist ein Prozess, der kurz vor dem Versand an den Endkunden erfolgt. Diese Methode wird als postponement oder Aufschubstrategie bezeichnet und besteht darin, bestimmte Vorgänge innerhalb der Lieferkette aufzuschieben, bis die Nachfrage des Kunden erfüllt ist.

Sicher ist, dass der 3D-Druck die Logistik und den Warenverkehr grundlegend verändern wird. Einerseits werden dadurch Umlagerungen von Produkten reduziert, da z. B. Automobilteile direkt an den Produktionslinien gedruckt werden könnten. Auf der anderen Seite werden mehr Werkstoffe für den Druck benötigt. Da 3D-Drucker auch für die Allgemeinheit erschwinglicher werden, wird der Markt für die Lieferung von Werkstoffen zu den Kunden nach Hause wachsen.

Vorteile des 3D-Drucks in der Logistik

Die Verwendung von 3D-Druckern in der Logistik könnte mehrere Vorteile mit sich bringen:

  • Bestandsverkleinerung. Durch die Herstellung nach Bedarf werden die Kosten für die Lagerung reduziert, da nur die erforderlichen Werkstoffe und die hergestellten Fertigprodukte (für eine begrenzte Zeit) gelagert werden, bis sie an die Kunden versandt werden.
  • Flächennutzung. Durch die Verkleinerung der Bestände wird weniger Lagerfläche benötigt, was besonders für kleine und mittlere Unternehmen von Vorteil ist.
  • Weniger Warenversand. Für den Druck eines Produkts ist nur wenig Fläche erforderlich, sodass dieser Vorgang in jeder kundennahen Anlage durchgeführt werden kann. Dies bedeutet auch, dass die Entfernungen bei der Lieferung der Waren schrumpfen und dadurch die Umweltverschmutzung verringert werden kann.
  • Schnelligkeit und pünktlichere Lieferungen. Bei der herkömmlichen Produktion müssen die Produkte mehrere Phasen durchlaufen, bevor sie den Endkunden erreichen. 3D-Drucker hingegen vereinfachen die Herstellungsprozesse eines Produkts erheblich und ermöglichen eine schnellere Verfügbarkeit von Artikeln, damit diese schnellstmöglich ausgeliefert werden können.
  • Weniger Retouren. Die kundenspezifische Anpassung von Produkten ist ein Weg, um die Kundenzufriedenheit zu gewährleisten und somit Retouren zu vermeiden.

Schwierigkeiten und Einschränkungen beim 3D-Druck

Der 3D-Druck hat trotz seiner Vorteile auch einige Nachteile:

  • Technologie in den Kinderschuhen. Die Anwendungsbereiche und Funktionen des 3D-Drucks werden derzeit noch erforscht und entwickelt. Die Technologie ist auf dem Markt noch nicht weit genug verbreitet und konsolidiert.
  • Begrenzte Produktgröße. Abhängig von der Kapazität des entsprechenden Modells des 3D-Druckers können nur Artikel einer begrenzten Größe hergestellt werden.
  • Dauer des Druckvorgangs. Der Druckvorgang dauert zwischen zehn Minuten und zwei Stunden, abhängig von den Eigenschaften des betreffenden Artikels. Darüber hinaus müssen die Teile eine gewisse Zeit abkühlen.
  • Hohe Kosten. Die Preise für 3D-Drucker sind derzeit noch hoch. Dazu kommen die Kosten für die Werkstoffe sowie die erforderlichen Schulungs- und Wartungsmaßnahmen.
Automobilunternehmen verwenden 3D-Drucker in ihren Produktionsprozessen zur Entwicklung von Prototypen, Bauteilen und Komponenten
Automobilunternehmen verwenden 3D-Drucker in ihren Produktionsprozessen zur Entwicklung von Prototypen, Bauteilen und Komponenten

Der 3D-Druck in der Logistik: unendliche Möglichkeiten

Der 3D-Druck ist eine der Technologien, die die Logistik am wahrscheinlichsten verändern wird. Heute werden die Anwendungsbereiche auf dem Markt immer noch erforscht. Ihr Reiz liegt jedoch in der leichten Anpassbarkeit der Artikel und der Vereinfachung der Produktionsprozesse.

In der Logistik werden immer häufiger modernste Technologien eingesetzt, von der Automatisierung mithilfe von Robotern bis hin zum 3D-Druck, um sämtliche Abläufe zu vereinfachen und die Lieferung der Produkte zu beschleunigen.

Aufgrund der Vorteile, die der 3D-Druck dem Logistiksektor bringen kann, vor allem hinsichtlich der Verkleinerung von Beständen, wird diese Technologie die Lieferkette für zahlreiche Unternehmen radikal verändern, sodass diese ihren Horizont erweitern müssen.

Wir bei Mecalux verfügen über mehr als 50 Jahre Erfahrung für Logistiklösungen verschiedenster Anforderungen, egal wie anspruchsvoll diese auch sein mögen. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Ihre Lieferkette mit den fortschrittlichsten Lagerlösungen auf dem Markt modernisieren möchten.