Entwicklung einer Entscheidungsgrundlage für KMU im produzierenden Gewerbe für die Investition in die industrielle additive Fertigung von Metallteilen (PDF)

Masterarbeit aus dem Jahr 2022 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 1,3, FOM Essen, Hochschule für Oekonomie & Management gemeinnützige GmbH, Hochschulleitung Essen früher Fachhochschule, Sprache: Deutsch, Abstract: In dieser Abschlussarbeit wird untersucht, unter welchen Voraussetzungen industrielle Metall-3D-Drucker von KMU wirtschaftlich betrieben werden können. Die erarbeitete Entscheidungsgrundlage soll Unternehmen dabei helfen, eine erste Selbsteinschätzung vorzunehmen, geeignete Verfahren zu bestimmen und entsprechende Massnahmen abzuleiten.

Dazu werden zunächst die theoretischen Grundlagen rund um den Bereich der additiven Fertigung näher beleuchtet. Darüber hinaus werden die Unterschiede zwischen den derzeit gängigsten Fertigungsverfahren erörtert und die Einsatzmöglichkeiten aufgezeigt. Der in dieser Arbeit durchgeführte Praxistransfer dient dazu, die Machbarkeit der entwickelten Entscheidungsgrundlagen zu testen.

Das Ergebnis zeigt unter anderem, wie signifikant die Herstellungskosten letztlich von den Materialpreisen abhängen. Obwohl die Preise insbesondere für Metallpulver in Zukunft weiter sinken werden, bleiben sie aufgrund der aufwändigen Herstellung immer weit über dem Niveau des Metallgusses. Grundsätzlich gilt für ein Bauteil: je kleiner das Volumen und die Höhe, desto weniger Material wird benötigt und desto weniger Schichten müssen gedruckt werden, was die Stückkosten effektiv senkt. Daher ist die Nutzung geometrischer Freiheiten in Form von Hohlkörpern und Netzstrukturen entscheidend.

Ein einfacher Wechsel von konventioneller zu additiver Fertigung für Standardteile ist selbst bei einer Kleinserie nicht wirtschaftlich, wenn diese bereits integriert ist. Dies gilt nicht nur für die Investition in eine eigene Anlage, sondern auch für die Inanspruchnahme eines externen 3D-Druck-Dienstleisters. Damit der industrielle 3D-Drucker rentabel wird, müssen im Vorfeld speziell für den 3D-Druck konzipierte Komponenten entwickelt werden.