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06. Mai 2019

Studie: 3D-Druck in der maritimen Branche

Dominik Eisenbeis, Lina Harms und Olaf Steinmeier

V.l.n.r.: Dominik Eisenbeis (Vorsitzender MCN e. V.), Lina Harms (MCN-Geschäftsstelle Hamburg) und Olaf Steinmeier (Fraunhofer IAPT) - Bildrechte: MCN e. V.

Additive Fertigungsverfahren, wie der 3D-Druck, sind in vielen Industriebereichen bereits weit verbreitet. In der maritimen Branche sind die genauen Potenziale, die diese Technologie bietet, bisher wenig bekannt und nicht vollständig genutzt. Viele Akteure wissen zudem nicht, welche Unternehmen und Expertise im Bereich der additiven Fertigung in Deutschland vorhanden sind. Das Maritime Cluster Norddeutschland (MCN) hat bei der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien (IAPT) eine Studie in Auftrag gegeben, die die Potenziale von additiver Fertigung für maritime Anwendungen untersucht und Dienstleister in diesem Bereich ermittelt. Unter dem Titel „Bedarfsermittlung von additiven Fertigungsmethoden mit Fokus auf die maritime Wirtschaft in der erweiterten Metropolregion Hamburg“ präsentierte das MCN die Studienergebnisse am 6. Mai 2019 beim Fraunhofer IAPT. „Die Studie hat zum Ziel, Unternehmen aus der maritimen Branche ein tieferes Verständnis der Möglichkeiten von additiver Fertigung für ihren Tätigkeitsbereich zu geben“, sagt Lina Harms, Leiterin der MCN-Geschäftsstelle Hamburg.

Vielfältige Anwendungspotenziale in der maritimen Wirtschaft

Insbesondere im Bereich des Prototypenbaus und der Ersatzteilbereitstellung könnte die additive Fertigung in der maritimen Branche zukünftig zum Einsatz kommen. Darüber hinaus ermittelte das Fraunhofer 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.

Bauteilanalysen bei maritimen Unternehmen belegen Potenzial

In der maritimen Wirtschaft besteht ein breit gestreutes Anwendungspotenzial für additive Fertigungstechnologien. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie im Kontext durchgeführter Bauteilanalysen bei Unternehmen aus der maritimen Wirtschaft. Am häufigsten tritt ein Nutzen für die untersuchten Unternehmen durch additiv gefertigte Ersatzteile auf, insbesondere in der Substitution von defekten Gusskomponenten. Bei großen Bauteilen bietet 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.

Viele Dienstleister im Einzugsgebiet des Maritimen Clusters Norddeutschland

Ein signifikanter Anteil der deutschlandweit identifizierten Dienstleister im Bereich der additiven Fertigung ist im Einzugsgebiet des Maritimen Clusters Norddeutschland ansässig, sodass eine regionale Infrastruktur in Bezug auf additive Fertigung sichergestellt ist. Bei diesen Dienstleistern handelt es sich um potenzielle Kooperationspartner, mit denen Projekte mit Bezug zu additiver Fertigung initiiert oder abgewickelt werden können. „Aufgrund der starken Verbreitung des 3D-Drucks in anderen Industriebereichen kann die maritime Industrie ressourcenschonend an das Thema herangehen – es müssen keine gänzlich neuen Wege gegangen werden und das Risiko in der Nutzung dieser neuen Technologie kann so für neue Anwender verringert werden“, sagt Lina Harms.

Vier zentrale Herausforderungen bei der Implementierung

Bei der Implementierung der additiven Fertigung in Industrieunternehmen, insbesondere in kleineren und mittleren Unternehmen (KMU), kristallisieren sich aktuell vier zentrale Herausforderungen heraus: der technologische Reifegrad, die Personalqualifizierung, Kosten sowie mangelnde Prozessregularien. Es ist jedoch in den nächsten ein bis fünf Jahren mit einem deutlichen Abbau dieser Implementierungshemmnisse zu rechnen, im Zuge einer voranschreitenden Industrialisierung der additiven Fertigung.

Best-Practice-Beispiele aus der maritimen Wirtschaft

Am Beispiel zweier Unternehmen mit weniger als 25 Mitarbeitern wird 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. Zu Beginn steht 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.

 


Studie „Bedarfsermittlung von additiven Fertigungsmethoden mit Fokus auf die maritime Wirtschaft in der erweiterten Metropolregion Hamburg“
Hier finden Sie eine Zusammenfassung der Studie.

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Ansprechpartnerin für Rückfragen
Lina Harms, Geschäftsstellenleitung
Maritimes Cluster Norddeutschland e. V., Geschäftsstelle Hamburg
lina.harms@maritimes-cluster.de