Hochschule Luzern: 3D-Druck gewinnt in der Schweizer Industrie an Bedeutung

Verbreitung des 3D-Drucks in der Schweiz

Das zeigt die Studie «European Manufacturing Survey – Schweiz», die seit 2001 von der Hochschule Luzern regelmässig durchgeführt wird. Am häufigsten wird 3D-Druck in der Elektro- und Elektronikindustrie und im Fahrzeug- und Maschinenbau eingesetzt. Aufholpotenzial gibt es in den Sektoren Nahrungsmittel, Holz und Papier sowie in der Chemiebranche. Vielfach wird der 3D-Druck im Prototyping verwendet. «Der regelmässige Einsatz im Prototyping senkt die Einstiegshürden, um diese Technologie auch in der Fertigung zu implementieren», erläutert Jan Kraner, Leiter der Studie und Dozent an der Hochschule Luzern. In der Fertigung ermöglicht die Technologie die Produktion in kleinen Mengen. «Dadurch eignet sich der 3D-Druck nicht nur für die Massenproduktion, sondern wird auch für Kleinbetriebe immer interessanter», so Kraner.

Verlagerung der Produktion zurück in die Schweiz?
Der 3D-Druck erlaubt es, dreidimensionale Gegenstände Schicht für Schicht aus flüssigen oder festen Werkstoffen wie Pulver, Kunststoff oder Metall zu fertigen. Mit fallenden Kosten und steigender Leistungsfähigkeit von 3D-Druckern könnte diese Technologie viele herkömmliche Produktionsprozesse ersetzen, besonders dort, wo komplizierte Strukturen erzeugt werden. «Das würde die Herstellung vollkommen neuer Produkte erlauben und neue Marktchancen für Unternehmen eröffnen», sagt Kraner und ergänzt: «Der 3D-Druck hat das Potential, die Spielregeln der Wirtschaft zu verändern.» Eine Folge des vermehrten Einsatzes der 3D-Drucktechnologie könne laut Kraner sein, dass der Schweizer Produktionsstandort den Billiglohnländern wieder vermehrt vorgezogen wird. «Der allgemeine Trend in der Schweizer Maschinen-, Elektro- und Metall-Industrie deutet auf die vermehrte Verlagerung der Produktion zurück in die Schweiz hin», sagt Kraner. Seit 2015 sei in dieser Branche die Auslagerung ins günstige Ausland zurückgegangen. «Neue Technologien wie der 3D-Druck und deren Verbreitung im selben Zeitraum können bei solchen Entwicklungen eine entscheidende Rolle spielen.»

Potenzial wird noch nicht voll ausgeschöpft
Laut den Studienautoren gibt es noch einige technologische Herausforderungen zu meistern, damit das volle Potenzial der 3D-Druck-Technologie entfacht werden kann. Das bestätigt auch Marco De Angelis, Dozent für Produktentwicklung an der Hochschule Luzern und Leiter der Hi-Tech-Werkstatt «FabLab», in der auch mit 3D-Druckern gearbeitet wird. «Insbesondere bei genauen Fertigungstoleranzen und bei metallischen Werkstoffen ist beim Arbeiten mit 3D-Druckern noch ein hohes Mass an Nacharbeit nötig», so De Angelis. Nach dem Drucken müssen die Teile also noch aufwändig bearbeitet werden. Dieser Arbeitsschritt ist nur schwer automatisierbar und deshalb teuer.

Grosses Potenzial hat die additive Fertigung – wie der 3D-Druck auch genannt wird – immer dann, wenn die Stückzahlen limitiert aber mit individuellen oder kundenspezifischen Eigenschaften versehen sind. «Der generative Aufbau der Bauteile erlaubt beliebige und komplizierte Formen», sagt Carsten Haack, Dozent am Institut für Maschinen- und Energietechnik der Hochschule Luzern. «Das ist insbesondere für den Leichtbau oder für Anwendungen in der Strömungstechnik spannend, beispielsweise bei der Herstellung von Düsen und komplexen Kühlkanälen.» Wie bei anderen Fertigungsverfahren müssen auch im Umgang mit der 3D-Druck-Technologie verschiedene Grundregeln eingehalten werden, um das Potenzial voll auszuschöpfen. Carsten Haack: «Hier ist zukünftig speziell auch die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften gefordert.»