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5 Beispiele, wieder 3D-Druck neue Geschäftsmodelle schafft 

Der 3D-Druck ist nicht nur ein neues Werkzeug für die Entwicklung und Produktion. Die Akzeptanz der Technologie kann einen großen Einfluss auf die Funktionsweise eines Unternehmens haben, den Wert für seine Kunden steigern und Gewinne erzielen. 
 
Der heutige Artikel befasst sich mit 5 leistungsstarken 3D-Druck-fähigen Geschäftsmodellen sowie deren Vorteilen und Beispielen aus der Praxis. 
 

1. Fertigung nach Bedarf (on demand)

 
Ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage herzustellen, kann schon eine Herausforderung sein. Aus diesem Grund verwenden Lieferanten ausgefeilte Algorithmen, um vorsagen zu können, wie viele von ihren Produkten zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort benötigt werden, um eine nicht immer kalkulierbare Nachfrage zu befriedigen 
 
Aber wie wäre es, wenn Sie die Angebot-Nachfrage-Gleichung auf den Kopf stellen könnten? Wenn Sie auf Abruf anstatt in Erwartung der Nachfrage produzieren würden, nachdem sich der Kunde zum Kauf des Produkts verpflichtet hat?
 
Das ist der Vorteil der Fertigung on demand. 
 
Das heutige Geschäftsmodell der „Fertigung on demand“ wird durch die Liefergeschwindigkeit und die Fähigkeit, Teile an der Stelle zu produzieren an der sie benötigt werden, diktiert. Dies spricht Kunden an, weil Sie genau das bekommen, was Sie brauchen und zwar genau dann, wenn Sie es brauchen.
 
Der 3D-Druck ist eine der Technologien, die diese On Demand Fertigung möglich machen. Da für den 3D-Druck kein Werkzeug erforderlich ist, können die Vorlaufzeiten für kleine Chargen erheblich verkürzt werden. 
 
Wenn ein Unternehmen ein paar Dutzend oder sogar Hunderte von Teilen produzieren möchte, ist dies mit AM einfacher zu erreichen. Das Unternehmen muss nicht wochenlang warten, um Werkzeuge wie Formen für die traditionelle Herstellung herzustellen. Sie können einfach eine Designdatei erstellen, diese direkt an einen 3D-Drucker senden und so ein Teil innerhalb weniger Stunden oder Tage drucken lassen. 
 

Im Rampenlicht: Ersatzteile 

 
Lassen sie uns 3D gedruckte Ersatzteile als Beispiel nehmen 
 
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Stellen Sie sich ein System vor, in dem Kunden oder Lieferanten Ersatzteile über die Webseite eines Herstellers bestellen. Innerhalb weniger Stunden hat ein 3D-Druckservice in der Nähe die Dateien heruntergeladen, die Teile gedruckt und an den Kunden versandt. Alternativ dazu, druckt der Kunde die Teile auf seiner eigenen Ausrüstung aus, wodurch Versandkosten und Verzögerungen und sogar Tarife vermieden werden. 
 
Für die Industrie bedeutet eine schnellere Herstellung von Ersatzteilen längere Maschinenverfügbarkeit und weniger Produktionsunterbrechungen. Für die Verbraucher bedeutet dies weniger Wartezeit auf Reparaturen eines Autos oder eines Geräts.
 
Um die Vorteile des On-Demand-3D-Drucks zu demonstrieren, führte der amerikanische Hersteller Moog zusammen mit Microsoft, ST Engineering und Air New Zealand eine praktische Demonstration in der Luft- und Raumfahrtindustrie durch. 
 
Für dieses Projekt führte eine Boeing 777-300, die von Auckland zum Flughafen nach Los Angeles flog, einen Proof of Concept durch, der sich auf die Simulation eines defekten Kabinenteils konzentrierte 
 
Bei Erreichen der Reiseflughöhe teilte die Besatzung der Wartung in Auckland mit, dass ein Business Premier-Stoßfängerteil ausgetauscht werden muss. Dieses befindet sich zwischen dem Sitz und Monitor, um sicherzustellen, dass der Sitz nicht beschädigt wird, wenn der Bildschirm in die Standardposition zurückgedrückt wird.
 
Das Wartungsteam nutzte den Zugriff auf einen digitalen Teilekatalog, der vom MRO-Anbieter von Air New Zealand, ST Engineering in Singapur, hochgeladen wurde, und bestellte eine Ersatzkomponente. 
 
ST Engineering identifizierte, wo das Ersatzteil in Los Angeles in 3D gedruckt und direkt zum Flughafen geschickt werden konnte. 
 
Dank des örtlichen 3D-Drucks konnte das Teil bereits lange vor der Landung des Flugzeugs hergestellt werden. Innerhalb von 30 Minuten nach dem Rollen auf die Landebahn wurde das Teil ausgetauscht, und das Flugzeug konnte seine weiteren drei geplanten Flüge abschließen, bevor es nach Auckland zurückkehrte.
 
Laut Moog hätte die Beschaffung dieses Ersatzteils nach einer traditioneller Methode eine Vorlaufzeit von 44 Tagen und einen Umsatzverlust von rund 30.000 US-Dollar zur Folge gehabt. 
 
Zugegeben, werden nicht alle Teile vom 3D-Druck auf Abruf profitieren. 
 
Jüngsten Forschungsergebnissen zufolge können die meisten Unternehmen jedoch von einer Hybridstrategie profitieren, bei der der 3D-Druck von On-Demand-Ersatzteilen mit der Lagerhaltung von Teilen kombiniert wird. In den meisten Fällen ist ein Teil, das selten ausfällt oder einfach genug ist, um in wenigen Stunden gedruckt zu werden, ein guter Kandidat für den On-Demand-3D-Druck.
 
Die Untersuchung ergab auch, dass durch Verwendung des Hybridansatzes die durchschnittliche Kostenersparnis im Vergleich zur herkömmlichen Lagerhaltung bei rund 5 Prozent liegt und eine maximale Kostenersparnis von bis zu 40 Prozent erreicht werden kann. 
 

2. Fertigung als Dienstleistung 

 
Die Digitalisierung der Fertigung hat neue serviceorientierte Geschäftsmodelle für die Hersteller aufgezeigt.
 
Eines davon ist Manufacturing as a Service (MaaS). Dieses Modell hängt von der gemeinsamen Nutzung der Fertigungsinfrastruktur ab, in der Ausrüstung und andere Fertigungskapazitäten vernetzt sind, um eine effizientere Produktion zu ermöglichen. 
 
Mit MaaS kann ein Kunde einen Auftrag für ein Teil senden. Je nach Arbeitsaufwand, Material, Verfügbarkeit der Belegschaft, Standort und Größe leitet das Netzwerk den Auftrag dynamisch an eine bestimmte Einrichtung oder eine Reihe von Einrichtungen weiter, um die Anforderung möglichst effizient zu erfüllen .
 
MaaS erfreut sich zunehmender Beliebtheit und wird durch die zunehmende digitale Fertigung vorangetrieben. 
 
Der 3D-Druck ist zu einer der wichtigsten Säulen des MaaS-Modells geworden. Als digitale Fertigungstechnologie ermöglicht der 3D-Druck die Herstellung von Teilen aus einer digitalen Datei, und der größte Teil des Workflows erfolgt datengesteuert. 
 
Dies ermöglicht die Digitalisierung von Workflows, die für MaaS-Unternehmen von entscheidender Bedeutung ist. 
 
Schließlich ermöglicht der 3D-Druck auch mehr Produktionsflexibilität und eine wirtschaftliche Produktion von Kleinserien und Einzelstücken je nach Bedarf, was ein typisches Wertversprechen von MaaS-Unternehmen ist. 
 

Beispiele von MaaS-Unternehmen, die den 3D-Druck verwenden 

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[Bildnachweis: Xometry]

 

Für Xometry, das Unternehmen, das sich in den USA für das MaaS-Modell einsetzt, ist die additive Fertigung König, wenn es um die Anzahl der produzierten Teile geht. 
 
Xometry betreibt ein umfangreiches Partnernetzwerk von Herstellern, darunter viele kleine und mittlere Unternehmen. Dies erweitert die Reichweite für mehr örtliche Nachfragen und sichert den Zugang zu der spezifizierten Fertigungstechnologie. Neben dem 3D-Druck bietet das Partnernetzwerk auch CNC-Bearbeitung, Blechbearbeitung und Spritzguss an. 
 
Zwischen 15 und 20 Prozent der über die Xometry-Plattform bestellten 3D-gedruckten Teile sind Endanwendungsteile für Produktionsanforderungen mit geringen Stückzahlen. 
 
Techniplas Prime Service, eine Tochtergesellschaft des US-amerikanischen Automobilherstellers Techniplas, bietet auch eine MaaS-Plattform mit 3D-Druck an. 
 
Heute unterhält Techniplas Kooperationsbeziehungen mit 25 Prime-Partnern, die als 3D-Druck-basierte „E-Manufacturing-Plattform“ für Automobilhersteller vorgesehen sind. Seit seiner Einführung im Jahr 2018 soll Prime dazu beigetragen haben, dass Techniplas mehr als 40 Millionen Teile produziert hat.
 
Die obigen Beispiele zeigen, dass MaaS-Unternehmen durch 3D-Druck Zugang zu einem breiteren Spektrum von Technologien erhalten. Dies wiederum hilft diesen Unternehmen, ihr Wertversprechen zu erweitern und den Übergang zur digitalen Fertigung zu erleichtern. 
 

3. Konsolidierung der Lieferkette 

 
Da das Produktionsumfeld volatiler und unsicherer wird, versuchen Unternehmen, die Komplexität ihrer Lieferketten zu verringern. 
 
Jetzt besteht die Möglichkeit, die Lieferkette zu vereinfachen, indem Endverbraucherteile im 3D-Druck im eigenen Haus hergestellt werden.
 
Der Nutzen davon ist so groß, dass laut einer Gartner-Studie von 2018, 38 Prozent der Supply Chain Manager bereits den 3D-Druck einsetzen und 47 Prozent planen, diesen in den nächsten zwei Jahren einzusetzen.
 
Der 3D-Druck ist in einzigartiger Weise in der Lage, komplexe Geometrien zu erzeugen, die mit herkömmlichen Methoden nicht hergestellt werden können. Diese Fähigkeit könnte zum Beispiel verwendet werden, um Teile innerhalb einer Baugruppe zu reduzieren. 
 
Eine Baugruppe, die normalerweise viele Teile benötigt, die als separate Komponenten hergestellt und dann zusammengefügt werden, kann additiv auch dann als eine Einheit hergestellt werden, wenn die Geometrie sehr komplex ist. Dieser Vorgang wird auch als Teilkonsolidierung bezeichnet. 
 
Die Teilekonsolidierung trägt dazu bei, die Anzahl der zu beschaffenden Teile zu verringern und damit die Komplexität der Lieferkette zu verringern. 
 
Die geringere Komplexität der Lieferkette verringert das Risiko einer Unterbrechung der Lieferkette. Dieses Lieferrisiko wird mit der Anzahl der Teile in der Baugruppe multipliziert. Wenn Sie also mithilfe des 3D-Drucks mehrere Teile als eine Einheit drucken können, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein Lieferproblem auftritt, erheblich. So können sie beispielsweise das Risiko umgehen, dass Ihr Lieferant das betreffende Teil nicht mehr liefern kann.
 

Wie Jabil und GE mithilfe des 3D-Drucks ihre Lieferketten konsolidieren 

 
Ein Unternehmen, das 3D-Druck zur Konsolidierung der Lieferkette einsetzt, ist Jabil. Zum Beispiel konnte Jabil einen Lüfter in einem Kühlsystem, das ursprünglich aus 73 arbeitsintensiven und zeitaufwändigen Teilen bestand, neu konstruieren und als Einzelteil in 3D drucken. 
 
Laut Jabil wirkt sich das Schrumpfen eines Bauteils von 73 Einzelteilen auf ein Teil massiv über die gesamte Lieferkette hinweg aus. Die Reduzierung von Teilen hat zu einer schlankeren Lieferkette mit einem zuverlässigeren und konsistenteren Produktionsniveau geführt. 
 
Ein weiteres gutes Beispiel für die Teilekonsolidierung ist der Catalyst Advanced Turboprop-Motor von GE, der von satten 855 Teilen auf nur 12 reduziert wurde. 
 
GE sagt, dass für die Herstellung dieser Teile in der Regel 10 bis 15 Lieferanten benötigt werden. Jetzt kann das Unternehmen seine Lieferketten durch 3D-Druck optimieren. 
 
Mohammad Ehteshami, der frühere Leiter von GE Additive, bemerkte: „Heute fliegen Hunderte von Großflugzeugen zwischen Städten auf der ganzen Welt hin und her und transportieren Maschinenteile. Morgen müssen Sie das alles nicht mehr tun. Sie drucken nur das, was Sie benötigen.
 

4. Kundenspezifische Anpassung 

 
In der heutigen Konsumentenlandschaft fordern die Konsumenten immer individuellere und persönlichere Erlebnisse. 
 
Das Anpassungsmodell umfasst im Wesentlichen die Erstellung von Einzelprodukten, die genau auf die Bedürfnisse oder Launen der einzelnen Käufer abgestimmt sind.
 
Mit dem 3D-Druck können Unternehmen dieses Geschäftsmodell erkunden, indem sie eine praktikablere Lösung für die Herstellung kundenspezifischer Produkte anbieten. 
 
Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken, die erhebliche Investitionen in Werkzeuge für kundenspezifische Teile erfordern würden, muss beim 3D-Druck nur das kundenspezifische digitale Design eines Produkts oder eines Teils davon in einen 3D-Drucker hochgeladen werden. 
 
Häufig wird die Technologie auch zur Herstellung kundenspezifischer Einwegformen verwendet, was bei der herkömmlichen Herstellung in der Regel kosten- und zeitaufwändig ist. 
 

Das Erstellen von personalisierten Waren mit 3D-Druck 

 
Dieser Ansatz wird oft verwendet, um Schmuckstücke mit kundenspezifischen Designs herzustellen. Zum Beispiel bietet das Schmuckunternehmen American Pearl auf seiner Website einen “Jewelry Replicator” Dienst an, mit dem Kunden nicht nur aus einer Liste verschiedener Metalle auswählen, sondern auch ein Schmuckstück mit einer persönlichen Gravur individualisieren können. 
 
Auf der Grundlage des ausgewählten Designs erstellt das Unternehmen eine Designdatei und druckt sie in 3D in thermoplastischem Wachs. 
 
Das vom Kunden ausgewählte Metall wird dann in eine digital gestaltete Form gegossen. Sobald es ausgehärtet ist, werden die Edelsteine des Käufers von einem erfahrenen Juwelier hinzugefügt und gesetzt.
 
Das Unternehmen behauptet, dass der fertige Schmuck nicht nur den genauen Spezifikationen des Verbrauchers entspricht, sondern auch innerhalb 3 bis 4 Tagen geliefert wird. Konkurrenten, die für dasselbe Produkt mehr verlangen würden, können Wochen in Anspruch nehmen, um dieses fertigzustellen.
 
Einige Schuhhersteller haben ebenfalls damit begonnen, Massenanpassungen zu untersuchen, die durch den 3D-Druck ermöglicht werden. Das Geschäftsmodell von Wiivv dreht sich beispielsweise um Sandalen mit passgenauen 3D gedruckten Sohlen. 
 
Dies ermöglicht die Wiivv-Technologie, die jeden Fuß mit über 200 Punkten digital abbildet, um eine 3D-druckbare Datei einer Einlegesohle zu erstellen, die einzigartig für jeden Fuß  ist. 
 
Andere große Marken suchen ebenfalls nach Möglichkeiten, sich anzupassen und den Kunden individuellere Produkte anzubieten. Gillette ist eines dieser Unternehmen, das kürzlich einen auf 3D-Druck basierenden Service zur Individualisierung von Rasierern eingeführt hat. 
 

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[Bildnachweis: Gillette]

 

Der Service wurde in Zusammenarbeit mit Formlabs entwickelt und heißt Gillette Razor Maker. Kunden können den Griff des Rasierers individuell gestalten, indem sie aus Dutzenden von Designs auswählen, von denen jedes in einer Handvoll verschiedener Farben oder Ausführungen erhältlich ist. Sobald Sie sich für ein Design und einen Kopf entschieden haben, wird mithilfe der Stereolithografie-Drucktechnologie ein Rasierer erstellt und in wenigen Wochen ausgeliefert..
 
Angesichts des wachsenden Anpassungs-Trends wird der 3D-Druck zu einer der Schlüsseltechnologien, mit denen Unternehmen von diesem Trend profitieren können. 
 

5. Das Geschäftsmodell “Direkt zum Verbraucher” 

 
Die Direct-to-Consumer-Strategie (D2C) entwickelt sich schnell zu einem beliebten Weg für Marken, die direkt auf den Markt gelangen wollen, anstatt über einen Mittelsmann zu agieren.
 
Der 3D-Druck kann Unternehmen dabei helfen, mit diesem Modell Produkte schneller und häufig auch billiger als mit herkömmlichen Massenfertigungstechniken herzustellen. 
 
Nehmen wir zum Beispiel den Beleuchtungshersteller Gantri, der eine Plattform für Designer anbietet, um deren Ideen mithilfe seines proprietären 3D-Druckverfahrens zu verwirklichen und diese Entwürfe direkt an den Kunden zu liefern. 
 
Damit möchte das Unternehmen den Designern ermöglichen, zahlreiche Hürden zu überwinden, um ihre Ideen auf den Markt zu bringen.
 
Gantri schätzte, dass die traditionelle Herstellung von 1.000 Teilen eines bestimmten Designs, das Werkzeug in Kombination mit Material, Technik, Prüfung und Logistik, Kosten in Höhe von 100.000 USD verursachen würde. Dies ist der Grund, warum die meisten Artikel in viel größeren Stückzahlen als 1.000 hergestellt werden und warum es sowohl für Hersteller als auch für Designer eine so große Eintrittsbarriere gibt.
 
“Traditionelle Fertigung erfordert Skalierbarkeit, während der 3D-Druck mit der ersten Einheit die Qualitäts- / Effizienzziele erreichen oder übertreffen kann”, schreibt Gantri in seinem Blog. 
 
Der 3D-Druck eröffnet die Möglichkeit, auf solche Investitionen zu verzichten, und ermöglicht es den Designern, die mit Gantri zusammenarbeiten, neue Designs schneller und billiger auf den Markt zu bringen. 
 
Berichten zufolge helfen 3D gedruckte Lampen und andere Lichtdekorelemente Gantri dabei, die Vorlaufzeit für Designs von durchschnittlich 18 Monaten auf etwa 3 Wochen zu verkürzen und die Kosten zu senken. 
 
Die Menschen, die hinter Gantri stehen sind überzeugt davon, dass der 3D-Druck die Zukunft der Branche ist. Die Technologie kann sich beispielsweise problemlos an die sich ändernden Kundengeschmäcker und Trends anpassen.
 
In der Zahnmedizin gibt es eine neue Gruppe von Unternehmen, die den 3D-Druck verwenden um unsichtbare Zahnspangen, sogenannte Clear Aligner, herzustellen, die dann direkt an die Verbraucher versandt werden. 
 
Mit dem SmileDirectClub und Candid wollen solche Unternehmen eine Alternative zu den recht teuren Invisalign-Spangen bieten und teure Besuche beim Kieferorthopäden vermeiden. 
 
Ohne 3D-Druck würde das Geschäftsmodell dieser Dentalunternehmen wahrscheinlich scheitern, da es mit herkömmlichen Techniken fast unmöglich gewesen wäre, individualisierte, klare Aligner in hohen Stückzahlen herzustellen. 
 

3D-Druck ermöglicht neue Geschäftsmodelle 

 
Der 3D-Druck wird nicht nur zu einem neuen Fertigungswerkzeug, sondern ermöglicht es den Unternehmen auch, neue Geschäftsmodelle zu erstellen, die zuvor entweder nicht realisierbar oder wirtschaftlich nicht tragbar waren. 
 
Mit der On-Demand-Produktion können Unternehmen mithilfe des 3D-Drucks den Bedarf an bestimmten Teilen decken, ohne die hohen Kosten der Massenproduktion berücksichtigen zu müssen. Dies macht das Unternehmen agiler. 
 
Darüber hinaus wird ein gemeinsamer Prozess zwischen Kunden und Unternehmen ermöglicht, der zu einem maßgeschneiderten Produkt führt. 
 
Schließlich eröffnet der 3D-Druck die Möglichkeit, die Lieferkette zu konsolidieren, und ermöglicht es den Unternehmen, bei Verwendung von MaaS-Netzwerken kleine bis mittlere Stückzahlen schneller zu produzieren. 
 
Angesichts dieser Vorteile werden die Unternehmen vieler Branchen ihre Geschäftsmodelle in den kommenden Jahren anpassen, um dem zunehmenden Einsatz des 3D-Drucks Rechnung zu tragen und um dann schnellere und reaktionsschnellere Abläufe zu ermöglichen.