Pandemien, Schlechtwetterereignisse oder neue Gesetzgebungen wie das Lieferkettengesetz – angesichts anhaltender Risiken und steigender Anforderungen suchen Unternehmen im Produktionssektor vermehrt nach Ansätzen zur Lieferkettenoptimierung. Neue Möglichkeiten, um Lieferketten risikoärmer, kosteneffizienter und nachhaltiger zu gestalten, eröffnen 3-D-Druck-Verfahren, auch bekannt als Additive Fertigung. Die innovative Methode verspricht mehr Agilität, Resilienz und Unabhängigkeit von den globalen Lieferketten und sorgt gleichzeitig für eine positivere CO2-Bilanz. Wir zeigen Ihnen, wie sie angewandt werden kann und welche Vorteile sie bietet.
Was ist Additive Fertigung?
Als Additive Fertigung oder auch Additive Manufacturing (AM) werden 3-D-Druck-Verfahren bezeichnet, welche im industriellen Kontext zur Anwendung kommen. Die beiden bedeutendsten Verfahrensgruppen sind der Kunststoffdruck (Polymerdruck) und der Metalldruck. Die Haupteinsatzgebiete sind vielfältig und umfassen zum Beispiel:
- Rapid Manufacturing: die ausgereifte und serielle Herstellung von Additiven Endprodukten (Teile oder Ersatzteile)
- Rapid Prototyping: die Herstellung von Prototypen im Rahmen der Produktentwicklung
- Rapid Tooling: die Herstellung von hochspezialisierten Werkzeugen und Formen mit hohen Anforderungen an Präzision und Ausführung
- Rapid Repair: die Reparatur von beschädigten Werkzeugen und anderen Objekten
Im Unterschied zur subtraktiven Fertigung wird das Werkstück nicht durch das Abtragen von Material gefertigt, sondern indem Schicht für Schicht Material aufgetragen wird. Das erlaubt die Herstellung von hochkomplexen Strukturen gepaart mit Designfreiheit und einem hohen Maß an Individualität abseits von Einheitsprodukten. Gerade für die Supply Chain ergeben sich noch weitere Vorteile beim Einsatz der Additiven Fertigung.
Das Potenzial: Risiken senken, Nachhaltigkeit und Flexibilität erhöhen
Lieferengpässe sind und bleiben eine ständige Herausforderung für Unternehmen weltweit. Die deutsche Industrie hat die Additive Fertigung als probates Mittel erkannt, um negative Auswirkungen zu minimieren – das belegt eine Bitkom-Studie aus dem Jahr 2021. Hierfür wurden 551 Industrieunternehmen mit über 100 Beschäftigten zum Thema 3D-Druck befragt. Mehr als ein Drittel (38 Prozent) nannten die Additive Fertigung als wirksame Absicherung gegen Störungen in der Supply Chain, vier von zehn Unternehmen (44 Prozent) nutzen sie bereits, wobei die größere Flexibilität für 43 Prozent der Befragten der wichtigste Vorteil darstellte. Was also steckt hinter diesem erfolgreichen Trend?
Vorteile der Additiven Fertigung für die Supply Chain
Die Additive Fertigung bietet zahlreiche Vorteile, um Lieferketten hinsichtlich Kosten, Nachhaltigkeit und Risikomanagement zu optimieren:
- Risiken senken: Statt diverse Prozesse bei der Herstellung an andere Unternehmen auszulagern, können Unternehmen dank additiver Verfahren ihre Fertigungstiefe erhöhen, die Lieferkette drastisch verkürzen und somit die Risiken globaler Produktions- und Lieferprozesse senken. So lassen sich zum Beispiel Lieferengpässe vermeiden, da Druckteile nach Bedarf in Stunden statt Wochen produziert werden können. Eine temporär steigende Nachfrage lässt sich temporär wesentlich besser abfedern, wodurch die Agilität der Supply Chain deutlich erhöht wird. Damit sinkt die Notwendigkeit von Sicherheitsbeständen – ein Plus für Effizienz und Wirtschaftlichkeit.
- Kostensenkung bei Lagerung, Produktion und Transport: Werden überschüssige Bestände vermieden, spart das nicht nur Lagerfläche und -kosten, sondern verringert auch das Obsoleszenz-Risiko. Statt beispielsweise aufgrund von Mindestbestellmengen große Mengen an Ersatzteilen bestellen zu müssen, die unter Umständen nicht verkauft werden, produzieren Unternehmen nur die Teile, die sie tatsächlich benötigen. Die fortschrittlichen Produktionsmethoden minimieren die Materialverschwendung und dadurch die Entsorgungskosten. Auch Transportkosten lassen sich einsparen, wenn Ersatzteile nicht aus Übersee importiert werden müssen, sondern vor Ort produziert werden.
- Nachhaltigkeit erhöhen: Dank verkürzter Lieferketten sorgt Additive Fertigung für eine deutlich positivere Umweltbilanz. Auch Materialverbrauch und Energieeffizienz sind methodisch deutlich effizienter als die subtraktive Fertigung. Zudem können Überproduktion und unnötige Lagerhaltung durch Print-on-Demand-Modelle deutlich reduziert werden. Durch die Verkürzung der Transportwege kann zudem der CO2-Ausstoß in der Lieferkette verringert werden.
- Nearshoring ermöglichen: Unternehmen lagern Produktionsprozesse vor allem aus Kostengründen in teils weit entfernte Weltregionen – allen voran Asien – aus. Selbst wenn sich osteuropäische Länder oder Portugal mittlerweile zu guten Alternativen entwickeln, lassen sich die Fertigungs- und Lohnkosten in Europa noch immer nicht mit der Wettbewerbsfähigkeit auf dem Weltmarkt vereinbaren. Herstellungsverfahren per 3-D-Druck eröffnen durch die hoch automatisierte, digital gestützte und materialsparende Fertigung neue Möglichkeiten.
Alternativen zur Additiven Fertigung in der Supply Chain
Doch nicht immer können die Vorteile der Additiven Fertigung zum Einsatz kommen. Viele Produkte eignen sich nicht für den 3D-Druck, bei anderen wäre die Herstellung auf diese Weise unwirtschaftlich. Ein Fahrzeug zum Beispiel könnte zwar prinzipiell additiv gefertigt werden, das wäre aber wegen der hohen Anzahl an verschiedenen Komponenten kaum umsetzbar und wenig sinnvoll.
Weitere wirksame Werkzeuge zur Optimierung sind:
- Supply Chain Management: Ein durchdachtes Supply Chain Management sorgt für transparente und gezielt steuerbare Lieferkettenabläufe. So sind zum Beispiel Kosten, Fachten und Liefersicherheit optimal steuerbar.
- Diversifizierung und Lieferantenmanagement: Eine breitere Aufstellung des Liefernetzwerkes und ein effizientes Lieferantenmanagement können zur Senkung von Kosten und Risiken sowie einer höheren Effizienz beitragen.
- Risikomanagement und Business Intelligence (BI)-Tools sowie digital unterstütztes Supply Chain Risk Management und Nachhaltigkeitsmanagement helfen ebenfalls dabei, Supply Chain Prozesse zukunfts- und wettbewerbsfähig aufzusetzen.