3D-Druck Lohnfertigung

Innovation, Flexibilität und Effizienz

Viele Menschen suchen nach Möglichkeiten, traditionelle Batch-Produktionsmethoden durch neue Technologien zu ersetzen. 3D-Druck repräsentiert eine Technologie, die sich von der Nutzung rein für Prototypen zu einem der wichtigsten Elemente moderner Fertigungssysteme entwickelt hat. Insbesondere 3D-Druck-Vertragsfertigungsmodelle bieten Unternehmen einen bedeutenden strategischen Vorteil: Es sind keine hohen Anfangsinvestitionen nötig; stattdessen können mit diesem spezialisierten Subunternehmerverfahren sehr präzise Produkte, die auf individuelle Bedürfnisse zugeschnitten sind, effizient und schnell gefertigt werden. Von Fehlprognosen abgesehen, liegt die Zukunft der Vertragsfertigung mit 3D-Druck klar vor uns: Einzelanwendungen von Kernkomponenten oder sogar ganzen Systemen. Dienstleister – bekannt als 3D-Druckereien – übernehmen die technische Umsetzung und bieten ihren Kunden aktuelle Prozesse, Materialien und Nachbearbeitungsoptionen an.

Fortschritte im Bereich der additiven Fertigung umfassen weit mehr als nur das Drucken. Moderne Dienstleister integrieren Funktionen wie Simulation, Designberatung, Logistik und möglicherweise sogar Nachhaltigkeitsstrategien – das sprichwörtliche „Rundum-Paket“ für produktive Unternehmen.

Was ist Lohnfertigung im 3D-Druck?

Lohnfertigung im 3D-Druck bedeutet, dass die Herstellung von additiv gefertigten Komponenten von der Fabrik, in der sie ursprünglich stattfindet, auf externe Anbieter übertragen wird. Diese führen die Arbeiten im Auftrag ihrer Kunden aus und liefern einzelne Stücke gebrauchsfertig oder kleine Produktionsserien auf Anfrage. Der Kunde profitiert von folgenden Vorteilen:

Niedrige Investitionskosten (keine Notwendigkeit, Maschinen zu kaufen)
Kurze Produktionszyklen, selbst bei kleinen Änderungen
Hohe Flexibilität bei Mengen, Geometrien und Materialien
Fachwissen über Prozesse, Materialauswahl, Nachbearbeitung und Designoptimierung
Insbesondere für Unternehmen in der frühen Phase der Produktentwicklung, die keine eigenen Produktionsanlagen aufbauen möchten, ist Vertragsfertigung eine vergleichsweise sichere und kostengünstige Strategie, um innovative Ideen umzusetzen.

Wer profitiert von der additiven Lohnfertigung?

3D-Druck als Lohnfertigung richtet sich an ein breites Spektrum von Zielgruppen:

Start-ups mit sehr niedrigen Investitionskosten und kurzer Markteinführungszeit
Mittelständische Ingenieurbüros, die Präzisionskomponenten benötigen, aber nicht regelmäßig
Freiberufliche Designer, die entweder ein neues Konzept testen oder in kleinen Mengen produzieren möchten
Maschinenbau- und Anlagenbauunternehmen, die Ersatzteile und Prototypen benötigen
Firmen der Medizintechnik, die einzigartige Ausrüstungsteile herstellen
Forschungsinstitute, die Prototypen und Modelle benötigen
Große Firmen, die externe Fähigkeiten zur ergänzenden Produktion nutzen. Selbst Regierungs- und Bildungseinrichtungen sind zunehmend in die 3D-Druck-Vertragsfertigung eingebunden – beispielsweise für technische Schulungsmodelle, Simulationen oder Entwicklungshilfen.

Anwendungen für professionelle 3D-Druckereien

Das Anwendungsspektrum ist sehr vielfältig und umfasst sowohl industrielle als auch kreative Bereiche.

Automobilindustrie: Prototypen, Kleinserienfertigung, Werkzeuge, Vorrichtungen, Testmodelle
Medizintechnik: Orthopädiewerkzeuge, Zahnmodelle, Operationshilfsstrukturen, passgenaue Prototypen
Luft- und Raumfahrt: Leichte und stabile Strukturkomponenten, Halteklammern, Hochtemperaturteile
Architektur: Modellbau, strukturierte Fassadenstücke, parametrische Studienobjekte
Elektronik: Gehäuse, gedruckte Platinenhalterungen, feine interne Strukturen für Sensoren
Möbel- und Produktdesign: Serienfertigung nicht-redundanter Produkte, ergonomische Griffe, Dekorleisten
Kunststoffverarbeitende Industrie: Funktionale Prototypen, Montagevorrichtungen, Testadapter, Werkzeugeinsätze

Der Trend geht sogar dahin, additiv gefertigte Teile in reguläre Baugruppen zu integrieren. Dies wird als "Hybridfertigung" bezeichnet.

Druckprozesse in der Vertragsfertigung

3D-Druckdienstleister verfügen in der Regel über eine Reihe von Prozessen, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Im folgenden finden Sie eine kleine Übersicht über einen Teil der Verfahren.

FDM (Fused Deposition Modeling)

Kostengünstig
Geeignet für einfache Teile und funktionale Prototypen
Materialien sind weit verfügbar und es gibt viele Materialauswahloptionen
Für Erstprototypen und Testteile

SLA (Stereolithografie)

Hohe Detailgenauigkeit, glatte Oberflächen
Geeignet für sehr feine Details wie bei Schmuck- oder dentalen Anforderungen
Harze sind auf spezifische Bedürfnisse zugeschnitten

DMLS (Direct Metal Laser Sintering)

Voll funktionsfähige Metallteile
Besonders in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Hochleistungsanwendungen verwendet
Leichtbau-Strukturen, die mit traditionellen Fertigungstechniken nicht erzeugt werden können

Materialien für die additive Fertigung

Je nach Industrie und Anwendung werden unterschiedliche Materialien verwendet, die Wahl des Herstellers liegt dabei üblicherweise bei der 3D-Druckerei selbst - wenn der Kunde keinen ausgewählten Hersteller für seinen 3D-Druck-Auftrag wünscht.

Typische Materialien sind wie folgt:

Kunststoffe: PLA, PETG, ABS, PA12, TPU (flexibel), ASA (UV-beständig), PEEK (Hochleistung)
Metalle: Aluminium, Edelstahl (316L), Titan, Kupfer, Inconel, Werkzeugstahl
Harze: Dentalharz, Biokompatibel, Hitzebeständig, Transparent, Elastisch
Verbundstoffe: Kohlefaser- oder Glasfaser-verstärkte Kunststoffe für zusätzliche Stabilität

Auch im Bereich der additiven Fertigung kommen neue Materialien auf den Markt: leitfähige Kunststoffe und magnetische Verbundstoffe.

Vom Konzept zum Endprodukt

Design: Erstellung von druckbaren 3D-Dateien in CAD-Software
Angebot/Suche: Online-Plattformen oder direkter Kontakt zu einem Dienstleister
Datenprüfung & Feedback: Prüfung von Wandstärken, Hohlräumen, mechanischen Belastungsteilchen in der Masse (molare Volumina)
Material- & Prozessauswahl – Wahl nach Anforderungen, z.B. Festigkeit gegen Leichtigkeit
Produktion: Druck in Einzel- oder Serienproduktion, eventuell sogar auf mehreren Maschinen gleichzeitig
Nachbearbeitung: Entfernung von Stützstrukturen, Schleifen, Lackieren, Anodisieren
Qualitätskontrolle: Maßgenauigkeit, Oberflächeninspektion, CT-Scans, optisches Scannen
Versand und Etikettierung: Angepasste Verpackung, Etiketten, Produktverfolgung

Moderne 3D-Druckzentren bieten Protokolle und digitale Dokumentation für jedes Teil zusätzlich zu den oben erwähnten Basisdienstleistungen.

Reverse Engineering: Einscannen alter Komponenten und deren Reproduktion
Topologieoptimierung: Beratung zur Leistungssteigerung
Beschichtung & Oberflächenveredelung: Dieses Forschungsfeld umfasst Farben, Schutzstoffe, Oberflächenstruktur und Farbe.
Logistikdienste: Lagerung, Just-in-Time-Prozess, Fulfillment
Dokumentation & Standardprüfung: Qualitätssicherung und Zertifizierungsberichte für Materialerfordernisse gemäß ISO.

Praxisbeispiele

Maschinenbau: Ersatzteil in 48 Stunden
Ein mittelständisches Unternehmen beauftragte uns mit der Reproduktion eines defekten Maschinenteils. Durch 3D-Scanning, FDM-Verfahren und Eilversand war die Anlage nach nur zwei Tagen wieder im Betrieb. Im Vergleich zur traditionellen Reproduktion wurde die Effizienz um 85% gesteigert.

Zahntechnologie: Chirurgisches Modell zur Vorbereitung
Ein Zahnarzt bestellte ein hochpräzises 3D-Modell eines Kiefers, um eine komplexe chirurgische Aufgabe zu planen. Unter Verwendung von biokompatiblem SLA-Harz verringerte das Modell das Operationsrisiko erheblich und erleichterte den Input aller Mitglieder des medizinischen Teams.

Konsumgüter: Personalisierte Kleinserie
Ein kleines Start-up ließ 50 maßgefertigte Gehäuse für Bluetooth-Lautsprecher in unserer 3D-Druckerei im FDM-Verfahren mit Nachbearbeitung herstellen. Durch sorgfältig Kalibrierte Maschinen war es möglich, eine hochwertige Oberfläche ohne Verkleidung mit dem Firmenlogo zu erhalten. Diese limitierte Serie war einem sehr exklusiven Kundenstamm bestimmt.

Vorteile gegenüber traditionellen Fertigungsmethoden

Kein Werkzeug erforderlich: sofortige Produktion möglich
Einzelteile zu identischen Kosten: für Einzelanfertigungen
Gestaltungsfreiheit: komplexe Geometrien möglich
Wirtschaftlich bei Kleinserien: keine Mindestmengen
Schnellere Umsetzung: oft Lieferung innerhalb weniger Tage
Nachhaltigkeit: weniger Abfall, weniger Lagerbestand, lokale Produktion

Herausforderungen und Lösungen

Schlechtes Design führt zu Komponentenausfall: DfAM-Beratung erforderlich
Unzureichendes Kundenwissen: Dienstleister als Partner
Unklare Preise: Online-Kalkulatoren mit Echtzeitpreisen
Keine Industriestandards: werden entwickelt, z.B. von DIN und ISO
Qualitätsunsicherheit: CT-Scan, Oberflächenscan und mehr als Tests

Zukünftige Entwicklungen in der Lohnfertigung von 3D-Drucktechnologie

Automatisierung: Druckfabriken mit Robotern, automatische Entfernung
Materialinnovation: Recycelbare Kunststoffe, Hybridmaterialien
Massenanpassung: Serienproduktion mit individueller Anpassung
Vorteil niedriger Lebenszyklus-Kosten durch additive Produktion
Materialinnovation: Recycelbare Kunststoffe, hybride Materialien
Entwicklungen in der additiven Fertigungstechnologie

Forschung und Entwicklung sowie Designarbeiten sollten in diese nachhaltigen Methoden und Materialien integriert werden, um in Zukunft unsere Produktionstechnologien weiter voranzubringen.

Zukünftige Entwicklungen liegen in neuen nachhaltigen sowie umweltfreundlichen Produktionsmöglichkeiten, die Branchen wie Produktion, IT und F&E prägen werden.

Warum Lohnfertigung im 3D-Druck eine gute Wahl ist

3D-Druck als Lohnfertigung bietet unschlagbare Möglichkeiten für Unternehmen jeder Größe. Für jene, die flexibel, schnell und wirtschaftlich produzieren möchten, ohne eigene Infrastruktur aufbauen zu müssen, stellen spezialisierte 3D-Druckdienstleister einen mächtigen Partner dar.

Ob Prototypen, kleine Losgrößen oder Großproduktionen: Passend zum Namen "Additive Vertragsproduktion" gilt es, sich weiterzuentwickeln. Die Produktionsprozesse können sich nun verändern – entsprechend unter grünen Bedingungen, die zukünftigen Entwicklungsstandards gerecht werden. Jetzt ist der perfekte Zeitpunkt, diese neue Technologie in das eigene Unternehmen zu integrieren.

Jüngste Statistiken zeigen, dass diejenigen, die zuerst in einem Bereich handeln, einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil erlangen werden. Sie können auch eine schnellere Rolle im Wettbewerb spielen und mit weniger Abfall agieren als zuvor möglich war.

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