3D-Druck als die nächste industrielle Revolution
Christian Hartmann/Reuters
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Wird heute die Zukunft der Industrie durch den Vormarsch des 3D-Drucks neu definiert?

Es war 1909, als Henry Ford, der Meister der Effizienz und der Standardisierung, die berühmten Worte sprach, dass der „Kunde sein Auto in jeder beliebigen Farbe lackieren lassen kann… wenn die Grundfarbe Schwarz ist“. Während der ersten industriellen Revolution wurden erstmals Maschinen eingesetzt, die Handarbeit ersetzt haben. Ford half dabei, etwas einzuführen, das letzten Endes zum Prinzip der Massenfertigung wurde. Man setzte diese Maschinen ein, um große Mengen standardisierter Produkte herzustellen. Es begann ein Zeitalter, den man später die zweite industrielle Revolution nennen würde.

Heute, über ein Jahrhundert nach Fords Aussage, die die Zukunft der Industrie definiert hatte, ist der 3D-Druck auf dem Vormarsch in den Mainstream und erlaubt es jedem auf Bestellung maßgeschneiderte Produkte zu erschwinglichen Preisen herzustellen. Die Erzeugnisse müssen nicht mehr die gleichen sein, jetzt können wir sie an unsere individuellen Bedürfnisse anpassen und das zu niedrigen oder gar keinen zusätzlichen Kosten.

Wird die Standardisierung durch die heutigen digitalen Möglichkeiten in der Fertigung überholt? Stehen wir möglicherweise gar kurz davor die Massenproduktion insgesamt zu ersetzen? Befinden wir uns an der Schwelle zur dritten industriellen Revolution?

Wie stellen wir heute Sachen her?

3D-Druck als die nächste industrielle Revolution
Lang Lang/Reuters

Um besser zu verstehen wie der 3D-Druck die Massenproduktion, wie wir sie kennen, unterbrechen könnte, ist es hilfreich die fundamentalen Unterschiede im Vergleich zu konventionellen Erzeugungstechnologien zu betrachten.

In ihrem Kern ist die Massenfertigung eine Skala – auf der die Kosten für die Herstellung einer Einheit zurückgehen, während sich die erzeugten Mengen erhöhen. Das Prinzip hinter diesem Mechanismus ist, dass in Produktionsanlagen investiert wird, die typischerweise massenhaft die gleiche Sache effizient herstellen können.

Viele dieser „Sachen“ zu produzieren (letztendlich zu verkaufen), mindert die relativen Kosten des anfänglichen Investments, was infolge erlaubt, das Produkt zu einem niedrigeren Preispunkt zu verkaufen um die Nachfrage weiter zu erhöhen. Wenn die Nachfrage nach bestimmten Produkten beständig steigt, können sich die Produktionskosten weiter minimieren, während sich die relative Gewinnmarge pro Einheit erhöht – ein Konzept, das als "Economies of Scale" oder Skaleneffekt bezeichnet wird.

Das heißt, während das ökonomische Wachstum dann erzielt werden kann, wenn der Skaleneffekt eingetreten ist, kommen wir an die grundsätzliche Schwachstelle der Massenproduktion: Produkte können nicht verkauft werden, solange sie noch nicht hergestellt sind.

Zwar können Markteinschätzungen und Millionen-Dollar-Verkaufsteams dabei helfen, die Entscheidungen bezüglich Fertigungsaufträge zu lenken, doch enden schätzungsweise 30% aller hergestellten Güter als Müll während der Monate in denen sie vom Band rollen. Das heißt, der Inhalt der drei von 10 Schiffscontainern wird weggeworfen noch bevor er den Konsumenten erreicht hat.

In der gleichen Zeit, in der diese Produkte auf dem Weg zur Mülldeponie sind, arbeiten Produktionsanlagen in Niedriglohnländern (inklusive China, Brasilien oder Indonesien) bereits am nächsten Fertigungsauftrag und so beginnt der Kreislauf verschwendeter Energie, Verpackung, Arbeit und Rohstoffe von neuem.

Massenproduktion vs. 3D-Druck

Der 3D-Druck, oder auch Additive Manufacturing auf der anderen Seite ist vom Grundsatz her von der Pike auf unterschiedlich.

Aus der Kostenperspektive ist es kaum von Bedeutung, ob jedes durch den 3D-Druck erzeugte Produkt gleich oder ungleich ist; beim Additive Manufacturing werden keine standardisierten Gussformen gebraucht. Dadurch wird es möglich, ganz maßgeschneiderte Produkte oder sogar personalisierte Produkte zu gleichen Kosten herzustellen.

Die Kehrseite dessen ist natürlich, dass der 3D-Druck keine so steile Preissenkung bietet, wie wenn man vom Skaleneffekt spricht, zumindest wenn man ihn mit der heutigen Massenproduktion vergleicht. Somit kann ein 3D-gedrucktes Produkt einen höheren Wert für den einzelnen Nutzer haben, ist aber ein teureres als ein Erzeugnis aus der Massenproduktion.

Wenn Produkte im 3D-Druckverfahren erzeugt werden, werden sie digital modelliert oder erworben, noch bevor der Herstellungsprozess stattgefunden hat; es wird auf Bestellung produziert. Einmal bestellt, kann die Erzeugung dieser Produkte lokal stattfinden – sogar im eigenen Wohnzimmer, da die 3D-Drucker kompakt und automatisiert sind. Wegen derer Lokalität entsteht keinen Bedarf an Lagerräumen, an Versand und vielleicht das wichtigste, kein Müll.

Mit diesem Gedanken im Hinterkopf wundert es nicht, dass die Frage wiederholt gestellt wurde, ob die „3D-industrielle Revolution“ die Massenfertigung ersetzen kann. Personalisierte Objekte auf Bestellung herzustellen klingt fast zu gut um wahr zu sein. Doch zum Teil ist es so. Es stellt sich nur heraus, dass Massenproduktion ein bemerkenswert effizientes System ist, das offenkundig in punkto Standardisierung und Preis schwer zu schlagen ist.

Äpfel und Birnen

Es steht außer Frage, dass Massenproduktion ideal ist, um große Mengen von Produkten herzustellen, bei denen Standardisierung von Vorteil ist. Während die heutigen 3D-Drucktechnologien sich mit den vorherrschenden Preisen (oder sogar Qualität) nicht messen können, sind die wichtigsten Vorteile des 3D-Drucks: Auf Bestellung, Personalisierung und Designkomplexität, was in vielen Produktkategorien, die im Massenfertigungsraum existieren, nur wenig oder keinen Zugewinn an Wert ausmacht. Deshalb kann man erwarten, dass Massenproduktionssysteme in vielen Branchen die dominante Produktionsform bleiben werden.

Dennoch gibt es eine Menge Produktkategorien, in denen die Vorteile des 3D-Drucks bereits beginnen einen bedeutenden Unterschied auszumachen. Konkret gemeint sind Produkte, die in kleiner Zahl hergestellt werden (limitierte Skala), die personalisiert werden sollen oder die einfach unmöglich mit den herkömmlichen Herstellungsverfahren erzeugt werden können.

Solche Branchen wie Mode, Luftfahrt, Medizin und Nahrung haben bereits Anzeichen von Überholung der Massenfertigung demonstriert und damit angefangen die Herstellungsverfahren des Additive Manufacturing zu nutzen. Der bedeutungsvollste Vorteil des 3D-Drucks ist nicht, dass er Massenproduktion in deren aktueller Form ersetzen könnte, sondern eher, dass er eine völlig neue Kategorie von Produkten einführen wird.

Nehmen wir zum Beispiel eine alltägliche Sache wie die Laufschuhe von Nike. Alle Modelle sind massengefertigt wie ein und das gleiche Produkt – ungeachtet der standardisierten Größenunterschiede. Doch mit der Einführung von NikeID hat Portland, der in Oregon beheimatete Sportartikelgigant die Tür dazu geöffnet, die Verbraucher das Produkt an Ihre Bedürfnisse anpassen zu lassen, ästhetisch oder in einer anderen Weise.

Stellen Sie sich jetzt die nächste Zukunft vor. Sie kaufen ein paar neue Schuhe online ein und der NikeID- Server enthält jetzt einen kompletten 3D-Scan von ihrem Fuß in Ihrem Benutzerkonto. Es ist jetzt möglich, ihre Schuhe nicht nur in der Farbe sondern auch in der Form an Ihre Bedürfnisse anzupassen, ausgehend von der exakten Form ihrer Füße.

Einzelhändler wie Nike können speziell an die Bedürfnisse des Käufers angepasste Schuhe anbieten, indem sie die Schuhe mithilfe von 3D-Druck herstellen, nicht viel anders als Männer, die jahrhundertelang ihre maßgeschneiderten Anzüge von Hand nähen ließen. Da die modernen 3D-Drucker in einem durchschnittlichen Einzelhandelsumfeld positioniert werden können, oder sogar zu Hause, erlauben sie den Druck maßgeschneiderter Schuhe fast exakt am Einkaufsort.

Auf einmal gehen wir vom Produktionsmodell, in dem viele gleiche Produkte hergestellt werden und zu einem Ort transportiert werden in der Hoffnung, dass sie verkauft werden, zu einem Produktionsmodell, das den Verkauf ausmacht, in dem nur das hergestellt wird, was gebraucht wird und Gegenstände innerhalb von 24 Stunden zugänglich macht. Natürlich könnte das den Preis eines bereits existierenden 150 Dollar Schuhpaars verdoppeln, aber es ist nicht schwer vorzustellen, wie eine neue Art auf diese Weise hergestellter Schuhe Standardisierung wie ein Relikt aus der Vergangenheit aussehen lassen könnte, unabhängig vom Preis.

Ähnliche Muster könnten genutzt werden bezüglich unserer Herangehensweise an Nahrung und Medizin. Ungeachtet dessen, dass fast jede Person stark voneinander abweichende diätetische und gesundheitliche Bedürfnisse hat, wurden die diätetischen und die gesundheitlichen Hinweise für Millionen Menschen allein schon in den USA standardisiert. Im Zeitalter von Wearables und den gesundheitsüberwachenden Smartphones gibt es eine Zukunft, die diese Daten für einen guten Zweck nutzt, wie die verschreibungspflichtigen Medikamente oder Vitaminzusätze individuell an alle und jeden angepasst.

Schlussendlich, wenn wir uns das Potenzial des 3D-Drucks ansehen, wird klar, dass Massenfertigung nicht komplett ausgemerzt wird. Ihre Effizienz und ihr Maßstab haben klare Vorteile für spezielle Produktkategorien. Gleichwohl hat der 3D-Druck das Potenzial eine völlig neue, gewaltige Produktkategorie zu kreieren, das Bedürfnis nach komplexen Lieferketten sowie exzessive Verschwendung zu eliminieren und gleichzeitig die Produktion, den Wohlstand und das Wissen zu dezentralisierten

Auf lange Sicht kann der 3D-Druck dabei helfen eine „dezentralisierte, in ländlichen Regionen beheimatete, eigenständige Wirtschaft“ aufzubauen, in der Produktion und Konsum abermals wiedervereinigt sind.

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