Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Industriealisierung der additiven Fertigung von Endbauteilen aus Metall in kmU der produzierenden Industrie

Additive Fertigungsverfahren haben eine Revolution in der produzierenden Industrie initiiert. Einem weitläufigen Einsatz additiver Fertigungsverfahren stehen jedoch hohe variable Herstellkosten sowie Unsicherheiten der Unternehmen in Bezug auf die Qualifizierung und Vergleichbarkeit von additive gefertigten Bauteilen entgegen. Bisher ist der Einsatz der Technologien stark durch manuelle Tätigkeiten geprägt. Für die Reduktion der Herstellkosten und die Sicherstellung der Qualität ist eine Industrialisierung des gesamten Wertschöpfungsprozesses nötig, um indirekte Effekte abzubilden und Optimierungspotenziale aufzudecken. Das Ziel des Forschungsprojektes liegt in der Entwicklung eines Modells, das eine Auswahl von Industrialisierungsansätzen, im Sinne von Verfahrens- und Technologieinnovationen oder Organisationsinnovationen ermöglicht. Die identifizierten Industrialisierungsansätze sind hinsichtlich ihres Beitrags zur Optimierung des Wertstroms sowie der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von additiver Fertigung zu bewerten. Daher ist im beantragten Forschungsprojekt ein Evaluationsmodell zu erstellen, das eine Bewertung von Industrialisierungsansätzen in der individuellen Situation von KMU ermöglicht. Auf Basis eines allgemeingültigen Wertstroms der additiven Fertigung von Metallbauteilen sollen die Einsatzmöglichkeiten von Industrialisierungsinstrumenten in den jeweiligen Wertschöpfungsschritten aufgezeigt und wirtschaftlich bewertet werden. Um den Transfer der Ergebnisse in die Wirtschaft sicherzustellen wird ein IT-Tool entwickelt, welches die erarbeiteten Erkenntnisse zusammenfasst. Das Tool ermöglicht den Unternehmen, basierend auf den individuellen Bedürfnissen, Handlungsempfehlungen zur Industrialisierung der additiven Fertigung von Metallteilen zu erhalten.

Ergebniszusammenfassung:

Die Ergebnisse des Forschungsprojektes ermöglichen es produzierenden KMU, mithilfe des erstellten Modells die Industrialisierungspotenziale ihrer additiven Fertigung (AF) zu identifizieren. Basierend auf Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen wurde ein Evaluationsmodell erstellt, das auf dem Reifegrad möglicher Anwendungstechnologien aufbaut. Das Potenzial der AF zeigt sich bereits heute anhand der Einsatzhäufigkeit von über 71% im Prototypenbau und 30% in der Serienfertigung. Aufgrund der, im Vergleich zu Großunternehmen, geringeren Ressourcenausstattung von KMU haben diese ein erhöhtes Einführungsrisiko bei neuen Technologien. Anhand der durchgeführten Analysen und dem erstellten IT-Tool wird es für Unternehmen möglich, den Einfluss einzelner Industrialisierungsansätze in Bezug auf die Durchlaufzeiten und die Kosten der eigenen Fertigung zu bewerten und so die Produktionsabläufe zu optimieren. Gleichzeitig ermöglicht die dezidierte und unternehmensspezifische Untersuchung mit Hilfe des IT-Tools die Vermeidung von Fehlinvestitionen oder Investitionen mit einem geringen Wirtschaftlichkeitseffekt.

Die Sammlung und Bewertung von Industrialisierungsansätzen als Steckbriefe inklusive der technischen und organisatorischen Voraussetzungen für deren Implementierung verringert das Informations- und Qualifikationsdefizit bei KMU in Bezug auf die AF durch die Sammlung und Aufbereitung von Wissen im Kontext der Industrialisierung der AF. Die Aufbereitung des Modells und die Zuordnung von Industrialisierungsansätzen zu einzelnen Stufen erlaubt es Unternehmen, den eigenen Entwicklungsstand mit den am Markt verfügbaren Technologien zu vergleichen. Darüber hinaus werden mögliche Entwicklungslinien im Sinne einer weiteren Industrialisierung der eigenen Produktion aufgezeigt. Anhand der aufgeführten Bewertung kann der Nutzenbeitrag der Industrialisierungsansätze abgeschätzt werden. Dies ermöglicht die Konzentration auf die individuell vielversprechendsten Industrialisierungsansätze.