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Additive Fertigungsverfahren, wie der 3D-Druck, sind in vielen Industriebereichen bereits weit verbreitet. In der maritimen Branche sind die genauen Potenziale aber bisher wenig bekannt und nicht vollständig genutzt. Eine neue Studie schafft Abhilfe.

Die in Hamburg-Bergedorf ansässige Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien (IAPT) hat nicht nur die Potenziale ermittelt, sondern auch mit konkreten Beispielen herausgearbeitet, was möglich ist – und vor allem auch mit wem. Denn die gestern vorgestellte Studie hat mögliche Dienstleister und Hersteller bzw. Nutzer von 3D-Technologie identifiziert.

Dominik Eisenbeis (Vorsitzender MCN), Lina Harms (MCN-Geschäftsstelle Hamburg) und Olaf Steinmeier (Fraunhofer IAPT) stellten die Studie vor (Foto: MCN)

Viele Akteure wüssten nicht, welche Unternehmen und Expertise im Bereich der additiven Fertigung in Deutschland vorhanden sind, heißt es zur Begründung seitens des Maritimen Cluster Norddeutschland (MCN), dass die Studie in Auftrag gegeben hatte.

»Die Studie hat zum Ziel, Unternehmen aus der maritimen Branche ein tieferes Verständnis der Möglichkeiten von additiver Fertigung für ihren Tätigkeitsbereich zu geben«, sagte Lina Harms, Leiterin der MCN-Geschäftsstelle Hamburg.

Etablierte Firmen

Insbesondere im Bereich des Prototypenbaus und der Ersatzteilbereitstellung könne die additive Fertigung künftig zum Einsatz kommen. Darüber hinaus ermittelte das IAPT Anwendungspotenziale beispielsweise für Werften beim Formenbau, für Zulieferer für Schiffsantriebstechnik bei Motoren und Getrieben, für Zulieferer für Manövrier- und Antriebssysteme bei Antriebssträngen und Propellern, für Zulieferer für Schiffsbetriebsanlagen bei Wärme-, Pumpen- und Hydrauliksystemen sowie für Unternehmen der Meerestechnik bei Spezialequipment. So wurden unter anderem Projekte mit den bekannten maritimen Unternehmen Becker Marine Systems, Reintjes, Hamburg Port Authority, German Naval Yards, Gebr. Pottharst und develogic angegangen.

Foto: NAMIC

In der maritimen Wirtschaft besteht ein breit gestreutes Anwendungspotenzial für additive Fertigungstechnologien. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie im Kontext durchgeführter Bauteilanalysen. Am häufigsten tritt demnach ein Nutzen durch additiv gefertigte Ersatzteile auf, insbesondere für defekte Gusskomponenten. Bei großen Bauteilen biete sich zudem eine auf additiven Verfahren basierende Reparaturlösung an. »Freiformflächen, wie sie an Bootsrümpfen oder auch an strömungsbehafteten Komponenten größerer Schiffe zu finden sind, bilden ebenfalls ein geeignetes Anwendungsfeld für den 3D-Druck, aus wirtschaftlichen Gründen bisher bevorzugt unter Verarbeitung von Kunststoffen. Besonderes Potenzial liefert schließlich generell der Bereich der Meerestechnik, da die dort benötigten Komponenten hohe funktionale Anforderungen besitzen, die mit Hilfe der additiven Technologien besser erfüllt werden können«, hieß es bei der Vorstellung der Analyse.

Viele Dienstleister im MCN-Einzugsgebiet

Eine weitere Erkenntnis: Ein »signifikanter Anteil« der deutschlandweit identifizierten Dienstleister im Bereich der additiven Fertigung ist im Einzugsgebiet des MCN ansässig, sodass eine regionale Infrastruktur in Bezug auf additive Fertigung sichergestellt sei. Bei diesen Dienstleistern handelt es sich um potenzielle Kooperationspartner, mit denen Projekte mit Bezug zu additiver Fertigung initiiert oder abgewickelt werden können. Daraus könne die maritime Industrie »ressourcenschonend« an das Thema herangehen, weil der 3D-Druck in anderen Industrien bereits stärker verbreitet sei, so Harms weiter. Entsprechend sei auch das Risiko geringer.

Vier Herausforderungen

Bei der Implementierung, insbesondere in kleineren und mittleren Unternehmen, werden aktuell vier zentrale Herausforderungen identifiziert: der technologische Reifegrad, die Personalqualifizierung, Kosten sowie mangelnde Prozessregularien. Es sei jedoch in den nächsten ein bis fünf Jahren mit einem deutlichen Abbau dieser Hemmnisse zu rechnen, im Zuge einer voranschreitenden Industrialisierung der additiven Fertigung.

Best-Practice-Beispiele

Am Beispiel zweier Unternehmen mit weniger als 25 Mitarbeitern wird in der Studie der Verlauf von der initialen Idee bis hin zur vollständigen Implementierung von additiver Fertigung in Serie beschrieben. »Beide Beispiele verdeutlichen, dass eine Implementierung einer neuen Technologie, wie additiver Fertigung, ein sukzessiver Prozess ist«, bilanzieren die Experten. Zu Beginn stehe der Know-how-Aufbau im Hinblick auf additive Fertigung bei den Mitarbeitern im Fokus. In diesem Anfangsstadium wird auf die Unterstützung von Entwicklungsdienstleistern und Lohnfertigern zurückgegriffen. Sobald Projekte mit additiver Fertigung in einer gewissen Regelmäßigkeit abgewickelt werden, gilt es, die Investition in eine eigene additive Fertigungsinfrastruktur zu evaluieren.