3D-Druck im Unternehmen: Vorteile, Integration und wirtschaftliche Chancen​

Warum 3D-Druck für Unternehmen immer relevanter wird

Es liegt etwas in der Luft – eine Mischung aus technologischer Aufbruchstimmung und dem dringenden Wunsch nach Flexibilität und Effizienz. Zwischen Fachkräftemangel, KI-Tools und vollautomatisierten Fertigungslinien etabliert sich schleichend, aber stetig eine Technologie, die das Potenzial hat, unsere gesamte Produktionslandschaft zu verändern: der 3D-Druck.

Was einst als Spielwiese für Bastler begann, ist längst in der industriellen Realität angekommen. Ob am Eierautomaten vom Bauernhof, oder in der Luftfahrt, wo Triebwerkskomponenten aus dem Drucker heute ganz selbstverständlich verbaut werden – additive Fertigung ist mittlerweile überall.

Große Konzerne nutzen sie bereits, um ganze Baugruppen neu zu denken und Prozesse zu verschlanken. Nur im deutschen Mittelstand scheint der Funke noch nicht ganz übergesprungen zu sein. „Was der Bauer nicht kennt, das isst er nicht“ – dieses Motto scheint vielerorts noch zu gelten.

Dabei war der Einstieg in den 3D-Druck noch nie so einfach: Die Technologie ist bezahlbar, das Know-how verfügbar und die Anwendungen sind oft schneller umsetzbar als gedacht. Es lohnt sich, genauer hinzuschauen – denn wer jetzt handelt, sichert sich langfristig echte Wettbewerbsvorteile.

3D-Druck als Innovationstreiber im betrieblichen Alltag

Wenn es um 3D-Druck geht, denken viele sofort an Begriffe wie „Rapid Prototyping“ oder „Rapid Tooling“. Klar, dass dann viele Unternehmen schnell zur Einschätzung kommen: Das brauchen wir nicht. Dabei steckt in der additiven Fertigung längst viel mehr als nur schnelles Prototyping.

Zwar bringt der 3D-Druck im Bereich der Entwicklung und Musterfertigung enorme Geschwindigkeit und Flexibilität – das eigentliche Potenzial entfaltet sich aber ganz woanders: im täglichen Betrieb.

Dank des gewonnenen Designfreiraums lassen sich Baugruppen komplett neu denken. Statt mehrere gefräste oder gedrehte Bauteile zu montieren, kann oft ein einziges 3D-gedrucktes Teil die Funktion übernehmen – leichter, günstiger und schneller verfügbar. Doch noch spannender ist: Unternehmen können ihre bestehenden Prozesse neu denken.

Gerade im Werkzeug-, Maschinen- oder Anlagenbau werden einfache Bauteile häufig aufwändig aus massivem Stahl gefertigt – nicht weil es technisch notwendig ist, sondern weil das Material und die Maschinen eben da sind. So entstehen unnötig hohe Kosten: Stückpreise unter 200 € sind selbst bei den kleinsten Teilen nicht umsetzbar – selbst für einfache Halterungen oder Adapter.

Natürlich ist 3D-Druck kein Wundermittel, das alle Probleme löst. Wer ihn als heiligen Gral versteht, wird schnell enttäuscht sein. Doch das ist der falsche Ansatz: 3D-Druck ersetzt keine bewährten Technologien – sondern er ergänzt sie sinnvoll.

Was bedeutet das konkret? Wenn die Toleranz von ±0,1 mm eines 3D-gedruckten Bauteils nicht ausreicht, kann es anschließend spanend nachbearbeitet werden. Wenn Kunststoff nicht stabil genug ist, lassen sich gezielt gehärtete Normalien integrieren – so entsteht ein hybrides Bauteil, das funktional mit gehärtetem Stahl mithalten kann.

Quelle: www.novaforms.de

Noch spannender wird es bei den kleinen Helfern im Alltag: Halterungen, Vorrichtungen, Montagehilfen oder Messadapter – alles Dinge, die oft provisorisch mit Klötzen und Klebeband improvisiert werden. Ein typisches Beispiel: Aufnahmen für Laserbeschriftungsgeräte bei unförmigen Bauteilen. Was sonst mit viel Aufwand gestützt werden muss, funktioniert mit einer passgenau gedruckten Vorrichtung wie Plug and Play – kein Gefummel, kein Frust. Der Mitarbeiter spart Zeit, Nerven und steigert nebenbei die Prozessqualität.

Besonders spannend: Viele dieser Ideen entstehen direkt in der Belegschaft, sobald der erste 3D-Drucker im Haus ist – oder die ersten gedruckten Teile von außen kommen. Wer seine Mitarbeitenden mitdenken lässt, wird überrascht sein, wie viele Verbesserungsvorschläge plötzlich Realität werden.

Und nein – es ist nicht zwingend nötig, selbst einen Drucker anzuschaffen. Aber zu glauben, 3D-Druck hätte mit dem eigenen Unternehmen nichts zu tun, ist auf Dauer gefährlich. Denn wer die enormen Kostenvorteile und Anwendungsmöglichkeiten ignoriert, betrügt nicht nur sich selbst – sondern auch seine Kunden.

Integration von 3D-Druck in bestehende Fertigungsprozesse

Es ist nachvollziehbar, dass Unternehmen aus Sicht der Risikobetrachtung den enormen Aufwand scheuen, wenn es darum geht, eine neue Fertigungstechnologie in bestehende Strukturen zu integrieren. Mindestens zwei Mitarbeitende, die sich mit der CAM-Software auskennen, sowie weitere Personen für die Bedienung der 3D-Drucker werden benötigt. Verständlich also, dass viele lieber den einfachen Weg gehen und neuen Technologien zunächst ausweichen.

Doch es gibt Alternativen. Unternehmen können auch ohne riesige Investitionen und lange Einarbeitungszeiten vom 3D-Druck profitieren. Wie das konkret aussehen kann, erfahren Sie jetzt.

Möglichkeiten, 3D-Druck sinnvoll in bestehende Fertigungsprozesse zu integrieren

Was viele bei der Betrachtung von 3D-Druck übersehen: Additive Fertigung bedeutet nicht einfach, eine neue Maschine oder eine zusätzliche Software anzuschaffen. 3D-Druck ist eine neue Denkweise.

Es geht nicht darum, bestehende Bauteile 1:1 nachzudrucken. Auch wenn das grundsätzlich möglich ist, entfaltet der 3D-Druck sein volles Potenzial erst dann, wenn man additiv denkt: Weniger ist mehr. Effizienter 3D-Druck beginnt bereits in der Konstruktion. Stichworte wie generatives Design und Topologieoptimierung spielen hier eine Schlüsselrolle.

Bauteile werden nicht mehr einfach nur “stabil” gebaut – sondern funktional, leicht und materialoptimiert.
Dabei ist ein tiefes Verständnis der Bauteilbelastung und des Kraftflusses entscheidend, um die optimalen Voraussetzungen für die Fertigung zu schaffen.

Quelle: www.optimum.one

Die größte Herausforderung bei der Integration liegt oft darin, die Denkweise der Mitarbeitenden zu verändern. Doch hier bieten gute 3D-Druck-Dienstleister mittlerweile nicht nur Produktion, sondern auch professionelle Konstruktionslösungen an, meist sogar günstiger und schneller als eine interne Entwicklung.

Anstatt also komplett neue Kompetenzen im Unternehmen aufzubauen, können externe Experten helfen, erste Projekte erfolgreich umzusetzen. Gerade weil 3D-Druck ein vollständig digitaler Workflow ist, sinken dieEinstiegshürden weiter:

• Technische Zeichnungen sind oft überflüssig, da ein einziges 3D-Modell ausreicht.
  
• Verschiedene Bearbeitungswerkzeuge, wie für klassische Fertigungsverfahren nötig, entfallen.
  
• Toleranzen bleiben konstant, unabhängig von Form und Komplexität.

Natürlich können, je nach Bauteil und Material, minimale Verzüge auftreten. Diese lassen sich jedoch mit moderner Simulations- und CAM-Software schon vor dem Druck abschätzen und ausgleichen.

Fehlendes Personal für den CAM-Prozess?
Hier überrascht der 3D-Druck positiv: Wer bereits Erfahrung mit der CAM Software für Fräs- oder Drehbearbeitung hat, wird die Bedienung einer Slicer-Software schnell und intuitiv erlernen. Zwar unterscheidet sich die Herstellung einfacher Druckmodelle von der Fertigung hochbelastbarer gedruckter Funktionsteile. Dennoch ist die Einarbeitung deutlich schneller als bei traditionellen CAM-Systemen.

Quelle: www.prusa3d.com

Wer die Anschaffung eines eigenen Druckers noch scheut, kann jederzeit auf einen zuverlässigen Dienstleister zurückgreifen. Die Kostenvorteile sind oft beeindruckend, insbesondere bei kleinen und mittleren Serien oder individuellen Sonderlösungen.

Erfolgreiche Integration: klein anfangen, Vertrauen aufbauen

3D-Druck ist ein Prozess, den man lernen und verstehen muss. Vertrauen in die Technologie entsteht nicht über Nacht  und sollte nicht mit dem wichtigsten Produkt des Unternehmens beginnen. Viele Unternehmen scheitern daran, weil sie versuchen, ihre Kerntechnologie von Anfang an vollständig auf additive Fertigung umzustellen.

Besser: klein anfangen.
Starten Sie mit unkritischen Bauteilen wie:

• Sensorhalterungen
  
• Verpackungshilfen
  
• Vorrichtungen für Fertigungs- oder Beschriftungsprozesse
  
• Handlingsköpfe für Spritzgussmaschinen (Geheimtipp!)
  

Durch erste kleine Projekte sammeln Mitarbeitende Erfahrung, bauen Vertrauen auf und entdecken Schritt für Schritt die vielfältigen Möglichkeiten, die der 3D-Druck Ihrem Unternehmen bietet.

Wer den Wandel jetzt aktiv gestaltet, sichert sich langfristig Wettbewerbsvorteile, reduziert Kosten und steigert die Innovationskraft – zum Wohl des eigenen Unternehmens und zum Vorteil der Kunden.

Wirtschaftliche Betrachtung und Kostenanalyse im 3D-Druck

Wenn es um die Einführung neuer Technologien geht, ist die wirtschaftliche Betrachtung einer der entscheidenden Faktoren. Der Vergleich zwishen klassischen Fertigungsverfahren und der additiven Fertigung zeigt schnell: 3D-Druck kann insgesamt deutlich günstiger sein.

Kostenvergleich: 3D-Druck vs. CNC-Fertigung:

Schauen wir uns den herkömmlichen Produktionsprozess eines Bauteils an:

• Konstrukteur entwickelt das Bauteil
  

• Technischer Zeichner erstellt ein vollständiges Zeichnungsdokument
  

• Arbeitsvorbereiter plant den Fertigungsablauf auf mehreren Anlagen
  

• Einkäufer bestellt und verwaltet das Rohmaterial
  

• CAM-Programmierer erstellt die Bearbeitungsprogramme
  

• Mitarbeiter sägt das Rohmaterial auf Maß
  

• Fräsen und/oder Drehen auf CNC-Maschinen
  

•  Beschriftung
  

• Zusammenbau der Baugruppe
  

Der Aufwand ist enorm, sowohl was Personalressourcen als auch Maschinenstundn betrifft.

Im Vergleich dazu der Prozess bei einem 3D-gedruckten Bauteil:

• Konstruktion des Bauteils
  

• Aufbereitung im CAM/Slicer-Software
  

• 3D-Druck
  

• Montage oder Weiterverarbeitung
  

Allein dieser direkte Vergleich macht deutlich, warum 3D-Druck unabhängig von seinen spezifischen Vor- oder Nachteilen wirtschaftlich hochinteressant ist:
Die Rüst- und Nebenzeiten,die für ein herkömmliches Teil anfallen, übersteigen oft bereits die gesamten Herstellungskosten eines vergleichbaren 3D-gedruckten Bauteils.

Natürlich ist der 3D-Druck nicht für jede Anwendung sinnvoll. Bauteile, die extrem hohen mechanischen Belastungen oder hohen Temperaturen ausgesetzt sind, bleiben klassischen Verfahren oft überlegen. Dennoch lohnt es sich für jedes Unternehmen, die eigenen Baugruppen genau zu analysieren:

• Welche Bauteile müssen wirklich aus massivem Stahl bestehen?
  

• Welche Teile könnten durch optimierte Kunststoffe ersetzt werden?
  

• Wo ergeben sich durch geringeres Gewicht oder schneller verfügbare Teile weitere Vorteile für Produktion und Wartung?
  

Die additive Fertigung bietet gerade im Bereich von Halterungen, Abdeckungen, Vorrichtungen und leichten Strukturteilen eine kosteneffiziente Alternative  und damit einen klaren wirtschaftlichen Wettbewerbsvorteil.

Kostenvergleich: Spritzguss oder 3D-Druck – Was lohnt sich bei Kleinserien?

Auch in der Serienfertigung wird der 3D-Druck häufig noch stark unterschätzt. Dabe hat sich die Technologie in den letzten Jahren enorm weiterentwickelt: Hochwertige 3D-gedruckte Bauteile können heute problemlos mit Spritzgussteilen mithalten – sowohl in Funktionalität als auch in Qualität.

Der entscheidende Vorteil des 3D-Drucks liegt darin, dass kein kostenintensives Werkzeug benötigt wird. Spritzgusswerkzeuge sind oft sehr teuer und verursachen zusätzlich lange Lieferzeiten. Für unser Beispiel kalkulieren wir mit einem Werkzeugpreis von 15.000 €, natürlich abhängig von Größe und Komplexität des Bauteils. Der Stückpreis eines Spritzgussteils liegt in diesem Szenario bei 3,50 €.

Typische Zykluszeiten im Spritzguss bewegen sich zwischen wenigen Sekunden und einer Minute pro Teil. Beim 3D-Druck dauert die Fertigung eines einzelnen Bauteils in der Regel deutlich länger. Von etwa 30 Minuten bis hin zu mehrern Stunden. Dennoch gleicht der 3D-Druck diesen Nachteil vielfach aus, da keine Werkzeuglieferzeit von 12 Wochen oder mehr anfällt. Mit 3D-Druck kann die Produktion praktisch sofort starten.

Ein weiterer bedeutender Vorteil: Flexibilität.
Gedruckte Bauteile können jederzeit angepasst werden  ohne neue Werkzeuge, ohne hohe Zusatzkosten und ohne monatelange Verzögerungen.Im Spritzguss hingegen sind Änderungen nach der Werkzeugherstellung nur mit erheblichem finanziellen und zeitlichen Aufwand möglich.

Für unser 3D-Druckteil kalkulieren wir in diesem Beispiel mit einem Preis von 12 € pro Stück.
In der Kostenbetrachtung ergibt sich daraus:

• Bis zu einer Stückzahl von etwa 1.765 Teilen ist der 3D-Druck deutlich kostengünstiger als der Spritzguss.
• Erst bei höheren Stückzahlen rechnet sich die Investition in ein Spritzgusswerkzeug.

Rundum betrachtet lässt sich heute sagen:
Für Kleinserien bis etwa 2.000 Stück ist der 3D-Druck eine wirtschaftlichere, schnellere und flexiblere Alternative zum klassischen Spritzguss.
Durch günstige Stückpreise, sofortige Verfügbarkeit und eine wachsende Materialvielfalt wird der 3D-Druck zunehmend zu einer echten Option für die industrielle Kleinserienfertigung.

So etablieren Unternehmen 3D-Druck erfolgreich

Egal wie man es dreht oder wendet: 3D-Druck hat seine Berechtigung in der modernen Fertigung und bietet zahlreiche Vorteile, von schnelleren Entwicklungszyklen bis hin zu signifikanten Kosteneinsparungn.

Die Angst vor dieser „neuen“ Technologie ist oft unbegründet. Die Einführung von 3D-Druck ins Unternehmen ist heute einfacher als je zuvor. Wer den Einstieg möglichst schnell und effizient gestalten möchte, sollte zunächst auf die Unterstützung eines erfahrenen Dienstleisters setzen. So lassen sich erste Projekte ohne große Investitionen und Risiken realisieren.

Unternehmen, die sich auf ihre Kernprozesse konzentrieren möchten und keine eigene Fertigungskapazität aufbauen wollen, können problemlos auf externe 3D-Druck-Services inklusive Konstruktionsleistungen zurückgreifen. Diese Flexibilität ermöglicht es, die Vorteile der additiven Fertigung zu nutzen, ohne eigene Ressourcen zu binden.

Wenn Sie Unterstützung bei der Einführung von 3D-Druck oder der Umsetzung Ihrer Projekte benötigen, stehen wir Ihnen gerne beratend und operativ zur Seite. Kontaktieren Sie uns – gemeinsam bringen wir Ihre Ideen in Form.