3D Drucker sind nicht nur in großen produzierenden Unternehmen gefragt, sondern auch im privaten Bereich und Kleinunternehmen. Was 3D Drucker und Industrie 4.0 miteinander zu tun haben, wird hier aufgezeigt. Auch warum 3D-Druck für den Heimgebrauch immer wichtiger wird.

Industrie 4.0-Definition

Industrie 4.0 bedeutet so viel wie 4. Industrielle Revolution. Die Industrie 4.0 Definition ist das Integrieren der Software-Entwicklung in den Unternehmensprozessen. Genau genommen die Automatisierung von Produktionsprozessen und Abläufen.

Die wichtigsten Merkmale der Industrie 4.0

• die digitale Verbindung von Maschinen und Geräte in einem Unternehmen. Zum Beispiel Sensoren, Informationen und Drucker digital verbinden, um eine Kommunikation zu ermöglichen
• die Datensammlung von Geräte- und Maschinen-Sensoren im Unternehmen, um eine bessere Überwachung zu gewährleisten
• Unterstützung der technischen Systeme, wodurch die Entscheidungen von Menschen einfacher getroffen werden können und die Übernahme von physischen Aufgaben
• der Einsatz von automatischen, intelligenten Systemen damit die menschliche Überwachung reduziert wird

Die Industrie 4.0 nutzt spezifische Technologien wie zum Beispiel

• künstliche Intelligenz – KI
• Cloud Computing
• Datenanalyse
• das industrielle Internet der Dinge – IoT
• Big Data 
• Cyber-Physische Systeme
• Industrieroboter
• Digitale Zwillingssimulationen

Einige dieser Technologien wurden ursprünglich nicht dazu entwickelt, um in produzierenden Unternehmen eingesetzt zu werden. Sie tragen jedoch dazu bei, das Wachstum der Unternehmen zu erhöhen.

Wie trägt der Heim-3D-Drucker zur Industrie 4.0 bei?

Die Industrie 4.0 ist die Grundlage, wenn es um additive Fertigung geht. So können zum Beispiel CAD Dateien in die Software eines 3D Drucker hochgeladen werden. Dadurch wird ein digital erstelltes Objekt sehr einfach zu einem realen Objekt umgewandelt.

Die 3D Drucker für Zuhause wurden durch Industrie 4.0 und die Software für 3D Drucker enorm verbessert. Durch den 3D Druck hat man die Möglichkeit, eigene Kreationen zu entwickeln. 

IoT vernetzt Geräte

Wird das IoT mit einem 3D Drucker verbunden, kann dieser Daten austauschen und unsere Bedürfnisse damit zufriedenstellen. Der Datenaustausch trägt dazu bei, eine Anpassung des gewünschten Objektes durchzuführen. Das ist besonders bei der Entwicklung von Objekten ein besonderer Vorteil.

Datengesteuerte und KI-Optimierung

Die Kombination der Datensteuerung und KI ist revolutionär. Durch diese Kombination beim 3D Drucker erhält man endlos viele Möglichkeiten bei der Herstellung von Projekten. Die KI Optimierung trägt dazu bei, den Druckprozess und somit die Vorhersagbarkeit zu verbessern. Zu den datengesteuerten Lösungen zählt zum Beispiel das AI Slicing, Cloud Slicing oder das Cloud Monitoring.  Die AI Designs für die 3D Druck Modelle sind außerdem optimierte Designs die garantiert ein perfektes Ergebnis liefern. 

Flexible Fertigung und personalisierte Individualisierung

Durch den 3D Drucker zu Hause können Projekte ohne zusätzliche Kosten durchgeführt werden. Zum Beispiel ist es möglich, personalisierte Gegenstände herzustellen. Das funktioniert sehr einfach und die Fertigung ist flexibel. Gerade dann, wenn Ressourcen fehlen, zum Beispiel Formen für einen Spritzguss, können diese mit dem 3D Drucker selbst individuell hergestellt werden.

Nachhaltigkeit

Mit dem 3D Drucker ist es ganz einfach, die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Filament kann recycelt und für den 3D-Druck verwendet werden. Zu den recycelbaren Materialien zählen PLA, PETG und andere. Dadurch wird durch den 3D Druck Zuhause die Umwelt nachhaltig geschont.  

Lesen Sie unseren Blogbeitrag zur Nachhaltigkeit im 3D-Druck für weitere Details.

Ist der Heim-3D-Druck kostengünstiger Teil der Industrie 4.0?

Grundsätzlich gilt es festzuhalten, dass 3D-Drucker für Zuhause sich enorm von den industriellen Druckern unterscheiden. Dies gilt nicht nur im Bereich der Anschaffungskosten. Ein professioneller 3D-Drucker, im Industriebereich kostet rund 20.000,-€ und mehr. Die Anwendungsbereiche unterscheiden sich ebenfalls.  

Was kosten 3D Drucker?

Die Preise der 3D Drucker Arten sind wirklich sehr unterschiedlich. Im Folgenden ein Beispiel-Vergleich von einem 3D Drucker für den Heimbereich sowie einem industriellen 3D Drucker.

3D-Drucker für den Heimgebrauch:

• Kosten für den 3D Drucker: zwischen 200,-€ und 1.500,-€
• Software für 3D Drucker/Open Source: kostenlos
• Bluetooth oder WLAN Module für die IoT Kommunikation: zwischen 50,-€ und 100,-€
• ein Cloud Service: rund 9,90€ monatlich

Ein industrietauglicher professioneller 3D Drucker:

• professioneller 3D-Drucker: ab rund 20.000,-€
• die Gebühr für kundenspezifische Software: über rund 5.000,-€ jährlich

Erfolgsgeschichten zum Thema 3D-Druck für den Heimgebrauch im Bereich Industrie 4.0

3D-gedruckte Sachen sind nicht nur individuell, sondern auch nachhaltig. Durch den 3D Druck online können die benötigten 3D DruckDaten einfach bezogen werden. Hierfür ist nur eine IoT-Verbindung notwendig. Mit dieser Verbindung erfolgt der 3D Druck online einfach und unkompliziert. Im Folgenden zwei Beispiele für den erfolgreichen Einsatz im Heimgebrauch.

Micro-Smart-Fabrik für den Heimgebrauch

Ein Münchner Ingenieur hat einen 3D Drucker für den Heimgebrauch. Mit dem Drucker nutzt er die IoT-Technologie. Dadurch ist er in der Lage, maßgeschneiderte Sensorgehäuse zu fertigen. Diese werden von einem Unternehmen im Bereich chemische Industrie benötigt. Seine Aufträge erhält der Ingenieur über eine Cloud und diese wiederum kann einen Druckauftrag automatisch starten. Aufgrund der KI Optimierung der Designs war es möglich, das Gewicht, um rund 40 Prozent zu verringern. Seine Produktion liegt bei mehr als 300 Sensorgehäusen monatlich, die individuell an den Kunden angepasst werden.

STEAM-Bildung integriert 3D-Druck Industrie 4.0

In einer Oberschule in Berlin wurde ein 3D Drucker für Zuhause angeschafft. Danach gab es einen Kurs, der “Digitale Fabrik” genannt wurde. Die Schüler begannen Ideen zu verwirklichen. Zum Beispiel einen Blumentopf, der mit einem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, automatisch eine Bewässerung durchführt. Dieser intelligente Blumentopf war der erste Schritt für weitere Entwicklungen. Die Daten der Simulation sind in einem OPC-UA-Protokoll abgespeichert. 

Fazit

3D Drucker für Zuhause sind bereits so weit entwickelt, dass auch Privatpersonen und Kleinunternehmen eigene Ideen umsetzen können. Wie aus den beiden Erfolgsgeschichten deutlich zu erkennen ist. Industrie 4.0 3D Druck ist ein Schritt weiter in der digitalen Zukunft, an der jeder teilhaben kann.