Wie große Unternehmen 3D-Druck erfolgreich einsetzen

3D-Druck ist längst nicht mehr nur eine Spielerei oder eine Nischenlösung für Entwickler. Inzwischen hat sich die additive Fertigung als ernstzunehmende Technologie in der Industrie etabliert. Große Unternehmen wie BMW, Siemens, Volkswagen oder Airbus nutzen 3D-Druck nicht nur für Prototypen, sondern zunehmend auch in der Serienproduktion, im Ersatzteilmanagement und im Werkzeugbau.

In diesem Beitrag erfahren Sie anhand konkreter Anwendungsbeispiele, wie führende Industriekonzerne den 3D-Druck gezielt einsetzen, um reale Probleme zu lösen.
Dazu zählen unter anderem lange Lieferzeiten, hohe Werkzeugkosten oder mangelnde Flexibilität in der Produktion. Sie erhalten Einblicke in die eingesetzten Verfahren, verwendeten Materialien und die konkreten Vorteile, die additive Fertigung im industriellen Alltag mit sich bringt.

BMW – 3D-Druck vom Prototyp zur Serienlösung

Die BMW Group nutzt den industriellen 3D-Druck bereits seit über 30 Jahren. Was einst mit Prototypenteilen begann, ist heute fester Bestandteil der Serienfertigung. Besonders deutlich wird das am Mittelkonsolenträger eines Fahrzeugs, der vollständig additiv gefertigt wird. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IGCV und GKN Additive entstand dabei das bisher größte 3D-gedruckte Polymerbauteil, das BMW jemals in einem Serienfahrzeug verbaut hat.

Durch den Einsatz des Lasersinterverfahrens konnte das Bauteil leichter konstruiert werden, ohne dabei Einbußen bei der Stabilität hinzunehmen. Die Produktion erfolgt auf einer automatisierten Fertigungslinie mit hoher Wiederholgenauigkeit und integrierter Qualitätssicherung.

• Größtes 3D-gedrucktes Kunststoffbauteil in einem Serienfahrzeug
• Bis zu 20 Prozent leichter als herkömmlich gefertigte Varianten
• Produktion auf automatisierter Additivlinie
• Verfahren: Roboter FDM

   

Source: cnc-technik.de

Siemens – Leichtbaulösungen für nachhaltige Robotik

Siemens zählt zu den führenden Unternehmen im Bereich der industriellen additiven Fertigung. Ein aktuelles Beispiel ist die Entwicklung eines leichten und funktional optimierten Greifers für den Einsatz in der Batteriemontage. Dieser wurde aus PA12 gefertigt und so gestaltet, dass er trotz seiner geringen Masse die mechanischen Anforderungen vollständig erfüllt.

Durch das reduzierte Gewicht des Greifers konnten kleinere Roboter eingesetzt werden, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt. Die Herstellung erfolgte im FDM Druckverfahren und ist auch auf kompakten Desktop-Druckern umsetzbar.

• Greifer aus PA12 mit funktionsoptimiertem Design
• Über drei Tonnen CO₂-Einsparung jährlich durch leichtere Roboter
• Kosten unter 150 Euro pro Greifer
•  Produktionszeit unter 20 Stunden

   

Source: Siemens.com

Volkswagen – Metallteile in Serie mit HP Metal Jet

Volkswagen setzt den 3D-Druck bereits seit den frühen 2000er Jahren ein. Ursprünglich vor allem im Prototypenbau genutzt, geht das Unternehmen heute deutlich weiter: Mit der Einführung der HP Metal Jet Technologie fertigt VW funktionale Metallteile direkt für den Serieneinsatz.

Ein besonders öffentlichkeitswirksames Projekt war die Produktion von 10.000 ID.3-Modellen im Miniaturformat – vollständig aus Metall gedruckt. Die neue Technologie ermöglicht individuelle Bauteile ohne Werkzeugkosten und verkürzt Entwicklungszeiten erheblich.

• Fertigung von Funktionsteilen mit HP Metal Jet
• 10.000 gedruckte Metallmodelle zur Markteinführung
• Deutlich reduzierte Entwicklungszeiten
• Ideal geeignet für Kleinserien und individuelle Lösungen

   

Source: 3D-grenzenlos.de

Airbus – Strukturbauteile aus dem 3D-Drucker

Airbus nutzt additive Verfahren inzwischen routinemäßig für strukturelle Komponenten in Flugzeugen. Ein aktuelles Beispiel sind Abstandshalterplatten im Kabinenbereich, die traditionell gefräst wurden. Durch den 3D-Druck konnten nicht nur Werkzeuge eingespart, sondern auch erhebliche Gewichtsvorteile realisiert werden.

Verwendet werden Hochleistungsmaterialien wie PEEK und Titan, die den strengen Anforderungen in der Luftfahrt genügen. Ein Meilenstein in der Anwendung war die Herstellung des ersten additiv gefertigten Metallteils im Weltraum – an Bord der Internationalen Raumstation ISS.

• Einsatz von PEKK und Titan für hochbelastbare Flugzeugteile
• Gewichtsreduktion und geringerer Montageaufwand
• Fertigung ohne konventionelle Werkzeug
• Erstes 3D-gedrucktes Metallbauteil im All

   

Source: materialise.com

Bosch – Serienteile und Vorrichtungen aus dem 3D-Drucker

Bosch hat ein eigenes Metall-3D-Druckzentrum eingerichtet, das mit einem Investitionsvolumen von sechs Millionen Euro zu den leistungsstärksten seiner Art in Europa zählt. Hier werden komplexe Metallbauteile für Sensoren, Gehäuse und mechanische Komponenten gefertigt.

Zudem nutzt Bosch den 3D-Druck für die interne Produktion von Betriebsmitteln und Vorrichtungen. Die Kombination aus FDM- und SLS-Verfahren ermöglicht schnelle Reaktionszeiten bei Kleinserien und kundenindividuellen Anforderungen.

• Modernes Metall-3D-Druckzentrum für Serienfertigung
• Komplexe Bauteile ohne Werkzeuge realisierbar
• Vorrichtungen kurzfristig intern herstellbar
• Reduzierte Lagerhaltung durch bedarfsorientierte Fertigung

   

Source: Bosch-presse.de

Daimler Buses – Ersatzteilversorgung durch digitale Lager

Daimler Buses stand vor der Herausforderung, Ersatzteile für ältere oder seltene Modelle wirtschaftlich bereitzustellen. Die Lösung: Ein digitales Ersatzteillager in Kombination mit zertifizierten 3D-Druckpartnern weltweit.

Statt physische Lager zu unterhalten, werden Ersatzteile bei Bedarf lokal additiv gefertigt. Dies reduziert nicht nur Lagerkosten, sondern auch die Ausfallzeiten von Fahrzeugen erheblich. Die Qualität entspricht dabei vollständig den Standards der Serienproduktion.

• Digitales Ersatzteillager mit dezentraler Fertigung
• Certified partners can be used worldwide
• Reduced logistics costs and shorter delivery times
• Up to 75 percent faster availability

   

Source: mercedes-benz-bus.com

Ford – Agile Fertigung durch eigenes 3D-Druckzentrum

Ford betreibt seit 2022 ein modernes 3D-Druckzentrum, in dem Vorrichtungen, Werkzeuge und Prototypen entstehen. Über eine unternehmensinterne App können Mitarbeitende Hilfsmittel direkt anfordern. Diese werden dann im FDM- oder SLS-Verfahren hausintern gefertigt.

Ein weiterer Innovationsschritt ist der Einsatz mobiler Roboter, die den Druckvorgang automatisieren. So werden Durchlaufzeiten verkürzt und die Reaktionsfähigkeit innerhalb der Produktion deutlich erhöht.

• Digitale Werkzeuganfrage und hausinterne Fertigung
• Automatisierte Druckprozesse durch Robotik
• Schnelle Umsetzung von Prototypen
• Mehr Agilität in Entwicklung und Serienfertigung

   

Source: media.ford.com

Fazit

Diese sieben Beispiele zeigen deutlich, dass 3D-Druck in der Industrie längst kein Experiment mehr ist. Ob bei der Herstellung komplexer Strukturteile, der Optimierung von Betriebsmitteln oder der digitalen Ersatzteilversorgung – additive Fertigung bietet konkrete Lösungen für reale Herausforderungen.

Wenn Sie sich mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks befassen, erhalten Sie nicht nur mehr Flexibilität und kürzere Reaktionszeiten, sondern häufig auch wirtschaftliche und ökologische Vorteile. Der Weg von der Idee zur Umsetzung war noch nie so direkt wie heute.

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