Druckindustrie
Blaupause für 2025
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Dreidimensionaler Druck – vom Prototyp zur Serienfertigung
Heute beschränkt sich der 3D-Druck von Bauteilen meist auf Rapid Prototyping oder die spezialisierte Kleinserienfertigung; das ist auf die hohen Kosten und geringe Geschwindigkeit heutiger 3D-Druckverfahren und -materialien zurückzuführen. Doch selbst mit den heutigen Begrenzungen ist der Wert spezieller 3D-Druck-Bauteile, wie künstlicher Implantate, bereits erkennbar. Diese sind nicht nur spezifisch auf einzelne Patienten zugeschnitten, sondern weisen auch hochspezialisierte Strukturen auf, die biologische Formen nachahmen. In den nächsten Jahren werden neue Fortschritte im Hoch-geschwindigkeits-3D-Druck mit Kunststoffen und sogar Metallen die Produktion komplexer Bauteile in großen Stückzahlen ermöglichen – mit ansprechendem Design, ausreichender Festigkeit und entsprechend niedrigen Kosten, um mit traditionellen Herstellungsverfahren mithalten zu können.
Mit der Marktreife dieser neuen Technologien werden sich auch die Lieferketten deutlich verändern. Der Versand von Teilen, die in Fabriken hergestellt werden, ist derzeit unflexibel und zeitaufwendig; mit 3D-Druck können Produkte vor Ort hergestellt und im Produktionsverlauf zudem mehrfach verändert werden, ohne dass große Rüstkosten und -zeiten entstehen. Die Flexibilität wird auch bei Anwendungen zum Tragen kommen, bei denen der Versand problematisch und die Herstellung mit herkömmlichen Methoden keine Option ist. Die Raumfahrt ist ein gutes Beispiel hierfür. Astronauten auf der internationalen Raumstation ISS haben bereits mit 3D-Druck experimentiert, um Struktur und Haltbarkeit von gedruckten Werkzeugen zu untersuchen. Künftig werden Astronauten in der Lage sein, ein breites Spektrum an Werkzeugen und Teilen je nach Bedarf selbst zu drucken.
3D-Druck und Functional Printing schaffen zusammen intelligente Objekte
Das vielleicht aufregendste Potenzial der Zukunft liegt in der Kombination von 3D-Druck und dem Functional Printing. Dies ermöglicht es on-demand personalisierte, intelligente Produkte zu erzeugen und nicht nur Bauteile. Dieses Leistungsversprechen ist besonders attraktiv im Bereich der Gesundheits- und Fitnessprodukte. Schon heute gibt es intelligente Kleidung, in die Sensoren und Feedback-Mechanismen eingebettet sind. In Zukunft wird es noch mehr personalisierte Anwendungen geben, die strukturelle und funktionelle Eigenschaften kombinieren. Kundenspezifische, mit 3D-Druck gefertigte, orthopädische Einlagen sind dafür ein Beispiel: Beginnend mit einem 3D-Scan wird es möglich sein, individuelle orthopädische Einlagen zu drucken, die nicht nur genau passen, sondern auch kostengünstig sind. Diese Einlagen können zudem durch Einbettung gedruckter Sensoren und Elektronik in die Strukturschichten mit intelligenten Funktionen versehen werden, um so mit dem eigenen Smartphone zu kommunizieren und Analysen über die Gangart zu übermitteln. Und vielleicht werden im Laufe der Zeit neue funktionelle Materialien entwickelt, um Patienten in der Rehabilitation nach Operationen und der damit einhergehenden, laufenden Veränderung ihrer Bedürfnisse zu unterstützen.
Umbruch in der Druckindustrie
Diese drei verschiedenen Arten der Drucktechnologien werden große Veränderungen in der gesamten Druckindustrie mit sich bringen, je näher das Jahr 2025 heranrückt. Druckdienstleister werden mit neuen Möglichkeiten konfrontiert. Am Ende kann sich daraus ein One-Stop-Shop entwickeln, in dem tatsächlich alles angeboten werden kann: von den ersten Entwürfen über die fertigen Produkte bis hin zu Nutzungsanalysen und -empfehlungen. Für Druckdienstleister scheint das heute noch ein zu großer Schritt zu sein. Doch neueste Druckinnovationen sowie intelligentere Software tragen dazu bei, diese Märkte mit der Zeit leichter zugänglich zu machen. Intelligente Gestaltungssoftware und künstliche Intelligenz unterstützen auch nicht-spezialisierte Designer und Anwender diese neuen Technologien zu nutzen. Cloud-basierte Software wird es einfacher machen, Daten auszuwerten, Analysen durchzuführen und den Kreislauf der Marketingkommunikation und neuer IoT-Anwendungen zu schließen.
Lawrence Lee ist Vice President Incubation & Strategy bei Xerox
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