Wie sich der 3D-Druck auf Lieferketten auswirkt

Während der dreidimensionale (3D-)Druck – auch als additive Fertigung bekannt – seit Jahren ein fester Bestandteil des Hobby-Lebens ist, steigt seine Popularität in industriellen Anwendungen rasant an. Je mehr Unternehmen ihn nutzen, desto deutlicher werden seine Auswirkungen auf die Logistik. Wird diese Technologie die Lieferketten dauerhaft beeinflussen?

Die Rolle des 3D-Drucks in Lieferketten

Die Hauptrolle des 3D-Drucks in Lieferketten dreht sich um die Fertigung. Viele Hersteller nutzen ihn wegen seiner kurzen Bearbeitungszeit für Kleinserien oder Sonderanfertigungen. Auch in der Lagerhaltung und im Vertrieb nimmt seine Beliebtheit zu, da es sich um eine relativ vielseitige Technologie handelt. Logistikunternehmen nutzen ihn, um die Lücke zwischen der digitalen und der physischen Welt zu schließen.

Während viele Menschen 3D-Druckprodukte und -dienstleistungen mit Heimwerkerprojekten und lustigem, wertlosem Krimskrams in Verbindung bringen, sind sie nicht nur für Verbraucher interessant. Im Logistiksektor ist die Durchdringungsrate hoch – was nicht überraschend ist, da der globale Marktwert im Jahr 202435,6 Milliarden US-Dollar erreichen soll und von 2020 bis 2024 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 22,5 % erreichen wird.

Da diese Technologie typische Produktions- und Backend-Prozesse beschleunigen kann, ist sie zu einem großen Teil der Logistik geworden. Bereits jetzt geben 74 % der Lieferkettenunternehmen an, 5 bis 10 Millionen US-Dollar für additive Fertigungstechnologie auszugeben, und weitere 18 % geben bis zu 50 Millionen US-Dollar aus. Mit zunehmender Verbreitung und steigenden Investitionen werden Entscheidungsträger neue Anwendungsfälle entdecken.

Wie Logistikunternehmen diese Technologie nutzen können

Hersteller nutzen den 3D-Druck, um von der Massenproduktion zur On-Demand-Produktion überzugehen. Hersteller medizinischer Geräte beispielsweise verwenden ihn, um maßgeschneiderte Prothesen herzustellen. Einige Einrichtungen haben lokale Knotenpunkte eingerichtet, in denen sie Produkte von dezentralen Zentren aus produzieren, montieren und versenden, anstatt sich auf Händler zu verlassen, die die Lieferung von einem zentralen Standort aus durchführen.

3D-Drucker verwenden Filamente, Pulver, Harze oder Flüssigkeiten, um eine in der Cloud oder auf einem lokalen Datenspeichersystem gespeicherte CAD-Datei (Computer-Aided Design) in ein fertiges Produkt umzuwandeln. Hersteller verwenden industrielle Versionen für Großprojekte, Sonderanfertigungen oder Kleinserienprojekte.

In der Lagerhaltung können Arbeiter mit 3D-Druckern Sicherheitsausrüstung wie Schutzhelme, Einweghandschuhe oder ergonomische Einsätze herstellen, um die Materialhandhabung weniger riskant zu machen. Sie wurden in den meisten Bereichen der persönlichen Schutzausrüstung eingeführt, weil sie schnell und präzise sind und keinen menschlichen Kontakt erfordern.

Händler nutzen diese Technologie auch, um die Kommunikation zu verbessern und die Lieferzeiten zu verkürzen. Sie können sie beispielsweise verwenden, um visuelle Hilfsmittel zu erstellen, die den Grundriss ihres Gebäudes oder den Netzwerkfluss anzeigen. Sie können sie auch für Verpackungen und Beilagen verwenden, um die Wahrscheinlichkeit von Produktschäden während des Vertriebs zu verringern.

Während Hersteller den 3D-Druck am häufigsten einsetzen – und wohl auch die größte Wirkung erzielen –, nutzen ihn auch Lagerarbeiter und Händler. Auch wenn er in diesen Bereichen nicht so weit verbreitet ist, ist seine Präsenz dennoch wirkungsvoll.

Die Vorteile des 3D-Drucks in der Logistik

Logistikunternehmen, die additive Fertigung nutzen, profitieren von kürzeren Vorlaufzeiten – das heißt, sie verkürzen die Zeit zwischen dem Beginn und dem Ende eines Prozesses. Hersteller produzieren Waren schneller und Lagermitarbeiter reduzieren unerwartete Ausfallzeiten, indem sie Teile schneller austauschen. Dieser hocheffiziente Ansatz ist für die On-Demand-Produktion konzipiert.

Ein weiterer Vorteil ist die Abfallreduzierung – moderne Drucker verwenden Material präzise. Wenn Überschüsse übrig bleiben, können diese in zukünftigen Projekten wiederverwendet werden. Das ist nicht nur kostengünstig, sondern auch nachhaltig. Untersuchungen zeigen, dass es die CO2-Emissionen in der Lieferkette reduzieren könnte, da es weniger energieintensiv ist als herkömmliche Herstellungsverfahren.

Der 3D-Druck ist eine kostengünstige Alternative zu vielen herkömmlichen Logistiktools. So kann er beispielsweise die Werkzeugherstellung und -umrüstung optimieren – die bis zu 93,5 % der Herstellungskosten ausmacht – indem er Formen, Geräte, Ausrüstung und Vorrichtungen für die Produktion herstellt. Die Kosteneinsparungen erstrecken sich auch auf Lagerhaltung und Vertrieb.

Lager sparen Lagerfläche und Lagerkosten, da ihre „Teile“ CAD-Dateien sind, die in der Cloud gespeichert und direkt vor Ort gedruckt werden. Händler geben weniger für den Transport aus, da dezentrale Einrichtungen kürzere Fahrten erfordern. Wenn sie 3D-gedruckte Verpackungen und Einlagen verwenden, die speziell auf bestimmte Produkte zugeschnitten sind, erhalten sie möglicherweise weniger schadensbedingte Retouren.

Die Nachteile des 3D-Drucks in der Logistik

Viele Entscheidungsträger sind sich der Auswirkungen der Einführung neuer Technologien nicht bewusst. Sie schätzen deren Auswirkungen oft falsch ein und berücksichtigen nicht, welche Auswirkungen dies auf Personen außerhalb ihrer Abteilung haben könnte. Wenn sie nicht verstehen, wie sie die Technologie nahtlos integrieren können – oder warum sie sie überhaupt nutzen –, könnten ihre Bemühungen scheitern.

Ein weiterer großer Nachteil des 3D-Drucks sind die anfänglichen Investitionskosten. Während der durchschnittliche Hobbybastler einen Drucker für ein paar hundert Dollar bekommt, sind Industrieversionen teurer. Sie beginnen bei etwa 5.000 Dollar und können Hunderttausende Dollar kosten. Wenn die Hersteller genug haben wollen, um die Nachfrage zu decken, müssen sie mehr bezahlen.

Während eine potenziell millionenschwere Investition für Außenstehende ohne Branchenkenntnisse machbar erscheinen mag, sieht die Realität anders aus. Laut der Small Business Administration sind 99 % aller Fertigungsunternehmen in den USA Kleinhersteller.

Die rund 600.000 kleinen Hersteller erwirtschaften einen Bruttoumsatz von 1 Billion US-Dollar, sodass jeder von ihnen jährlich rund 1.700.000 US-Dollar einnimmt. Das bedeutet, dass die Entscheidung für additive Fertigungstechnologie eine monumentale Entscheidung ist. Die Investition in mehrere Maschinen könnte sich negativ auf ihre langfristige Widerstandsfähigkeit und ihr Wachstum auswirken.

Ein weiteres Problem sind Datendiebstähle. Kriminelle könnten Designs zurückentwickeln oder Cloud-Plattformen hacken, um geistiges Eigentum zu stehlen, sodass CAD-Dateien für die öffentliche Nutzung frei verfügbar wären. Bastler könnten dann selbstgemachte Kopien herstellen oder verteilen , was die Umsätze erheblich beeinträchtigen würde. Der Nachteil der Einführung benutzerfreundlicher Technologie besteht darin, dass sie für Verbraucher möglicherweise zu leicht zugänglich ist.

Wie sich die 3D-Drucktechnologie auf Lieferketten auswirkt

Der 3D-Druck hat mehrere große Auswirkungen auf die Lieferketten, jede mit ihren eigenen spezifischen Konsequenzen.

1. Erhöht die Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen im Upstream-Bereich

Etwa 47 % der Supply-Chain-Leiter sind sich einig, dass sie anfällig für Störungen in der vorgelagerten Lieferkette sind. Die meisten nennen steigende Materialkosten, Zeiterwartungen der Kunden und steigende Frachtkosten als größte Herausforderungen. Die Kosteneffizienz und schnelle Produktionsrate der 3D-Drucktechnologie könnten diese Probleme lösen und Logistikunternehmen widerstandsfähiger machen.

2. Erfordert einen umfassenden Wandel hin zur Dezentralisierung

Obwohl die dezentrale Produktion noch nicht die Norm ist, setzt sie sich schnell durch. Damit sie sich durchsetzen kann, müssten die Unternehmen auf ein dezentrales Logistiknetzwerk umsteigen und die meisten Vertriebszentren und zentralen Lager ausschalten. Lokale Produktions-, Montage- und Lieferzentren würden große Teile der bestehenden Lieferketteninfrastruktur überflüssig machen.

3. Reduziert Vorlaufzeiten und beschleunigt die Markteinführung

Hersteller, Lager und Händler können diese Technologie nutzen, um ihre Produktion zu optimieren und Ausfallzeiten zu reduzieren. So können sie Produkte schneller auf den Markt bringen und schneller liefern. Schnellere Lieferketten verbessern die Kundenzufriedenheit und helfen Unternehmen, die Nachfrage zu decken.

4. Bietet eine Lösung für steigende Lieferkettenkosten

3D-Drucker können mit nahezu jedem Material arbeiten – darunter Metalle, Lebensmittel, Holz, Textilien, Kunststoffe und Keramik – und sind damit die ideale Lösung für steigende Kosten. Logistikunternehmen, die sie integrieren, sparen Geld und können mehr Geld in die Prozessoptimierung oder Forschung und Entwicklung stecken.

Die transformative Kraft der 3D-Drucktechnologie

3D-Druck ist schnell, präzise und kostengünstig – drei Eigenschaften, die jedes Logistikunternehmen anstrebt. Sein beeindruckender Marktwert und seine Verbreitungsrate deuten darauf hin, dass seine Popularität wahrscheinlich weiter steigen wird, was darauf hindeutet, dass sein Einfluss größer werden wird. Letztendlich könnte er die Lieferketten dauerhaft verändern.