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Kann man mit 3D-Druck unendliche Variationen in Massenproduktion herstellen?
Die East River Waterfront von Queens, New York, war einst ein geschäftiges Produktionszentrum. Pepsi hatte dort eine Abfüllanlage, Swingline stellte Heftgeräte her und Eagle Electric stellte Schaltungen und Schalter her.
Intensivtierhaltung: Diese industriellen 3D-Drucker, die in der New Yorker Fabrik von Shapeways aufgestellt sind, stellen Teile nach Sonderanfertigungen her.
Ein Großteil dieser Branche hat sich nach Mexiko und China verlagert und hinterlässt nostalgische Beschilderung und einige erstklassige Immobilien. Aber in einem 25.000 Quadratmeter großen Lagerhaus will ein Startup namens Shapeways die Produktion in New York City wiederbeleben.
Shapeways “ Die Fabrik der Zukunft hat kein Fließband oder eine Kunststoffspritzgussform, die auf billige Massenproduktion abgestimmt ist, und sie produziert kein bestimmtes Produkt oder Teil. Stattdessen fertigt das Unternehmen kundenindividuelle Designs mit hochmodernen industriellen 3D-Druckmaschinen. Die Bearbeitungszeiten reichen von wenigen Tagen bis zu einigen Wochen. Über seine Website hilft das Unternehmen seinen Kunden auch, 3D-Designdateien zu teilen und Waren direkt auf einem Etsy-ähnlichen Marktplatz zu verkaufen, während sie Produktion, Fulfillment und Versand an Shapeways auslagern.
Die 3D-Drucktechnologie, auch additive Fertigung genannt, ist Jahrzehnte alt, aber was Shapeways und eine kleine Anzahl ähnlicher Start-ups zu erreichen versuchen, ist eine Premiere: die 3D-Druckproduktion in hohen Stückzahlen rentabel zu machen und gleichzeitig den Einsatz auszuweiten. Wir versuchen, einen automatisierten Prozess für unendliche Variationen zu entwerfen, sagt Ben Wilkinson-Raemer, Wirtschaftsingenieur des Unternehmens.
Heute hat jeder, von Präsident Obama bis hin zu DIY-Werkstattbastlern, den 3D-Druck als potenziell revolutionäre neue Art der Herstellung von Waren gefeiert. General Electric und Boeing wollen Triebwerks- und Flugzeugteile drucken, während Startups wie MakerBot und Büroketten wie Staples billige Drucker in Wohnungen und Büros einbauen wollen. Der Bürgermeister von New York City, Michael Bloomberg, nahm im vergangenen Oktober an der Durchtrennung des Bandes von Shapeways teil.
Aber während der Wert des 3D-Drucks für das einmalige Prototyping und die Herstellung hochwertiger Spezialteile bereits klar ist, ist das breitere Potenzial der Technologie schwerer vorherzusagen (siehe Der Unterschied zwischen Herstellern und Herstellern). Im Vergleich zu über 2 Billionen US-Dollar konventioneller Fertigung in den USA ist [3-D-Druck] immer noch 1.000-mal kleiner, sagt Professor der Cornell University Hod Lipson, wer vor kurzem ein Buch geschrieben Chronik der Entwicklung der Technologie. Es wird ziemlich lange dauern, bis Zahnbürsten auf diese Weise hergestellt werden.
Shapeways begann im Oktober mit dem Bau der Fabrik in Queens, der zweiten Anlage dieser Art, und sammelte im April 30 Millionen US-Dollar, um weiter zu wachsen. Die Fabrik beherbergt heute 10 Drucker in Kühlschrankgröße, in denen ein Laser Schicht für Schicht Fässer mit weißem Pulver zu einem Durcheinander von Nylonobjekten sintert, von funktionalem Schmuck und Haushaltswaren bis hin zu seltsamer Kunst und unidentifizierbaren Teilen. Wenn die Fabrik vollständig in Betrieb ist, wird sie bis zu 50 Maschinen umfassen. Einige werden wahrscheinlich in Keramik oder Edelstahl drucken, wie es Shapeways in einer europäischen Fabrik tut, oder in Shapeways neuestem experimentellen Material, und Elasto-Kunststoff in seinem neuen Materialentwicklungsprogramm getestet. Die Queens-Fabrik verfügt auch über einen Nachbearbeitungsraum zum Färben des weißen Nylons in verschiedenen Farben.
Ungeachtet all dieser Fertigungsaktivitäten definiert sich Shapeways in erster Linie als Softwareunternehmen, sagt Wilkinson-Raemer. Es hat begonnen Apps erstellen um den 3D-Entwurfsprozess zu vereinfachen, der nicht allzu einfach bleibt (siehe Gesucht: Ein Druckknopf für 3D-Objekte ). Shapeways betrachtet Software auch als entscheidend für die Beschleunigung der Produktion und die Verbesserung der Margen.
Da Materialien der teuerste Teil des Betriebs von Shapeways sind und weil jede Charge einen ganzen Tag zum Drucken und einen weiteren Tag zum Abkühlen benötigen kann, hat Shapeways eine Software entwickelt, die bei der Sortierung von Bestellungen hilft und so viele Objekte wie möglich in jedes Tray passt. In einem Raum abseits des Erdgeschosses lösen Ingenieure mit der Software das 3D-Puzzle, bei dem Hunderte von zufälligen Objekten in einen Produktionslauf gepackt werden. Wilkinson-Raemer sagt, dass das Unternehmen hofft, mithilfe von visuellen Erkennungs- und Sortierwerkzeugen die Zuordnung von Objekten in jeder Charge zu ihrer Bestellung zu automatisieren, ein Prozess, der derzeit von Hand durchgeführt wird. (Ein solches Programm könnte Shapeways auch dabei helfen, Bestellungen abzufangen, die gegen seine Nutzungsbedingungen verstoßen, wie z. B. Waffen oder Waffen-Doppelgänger.)
Aber was Shapeways wirklich helfen wird, 3D-Druck effizient und schnell durchzuführen, ist ein stetiger Auftragsstrom, und das bedeutet, dass Shapeways seinen Kundenstamm weiter vergrößern muss. Ein paar Unternehmer gründeten das Unternehmen GothamSmith um ungewöhnliche Manschettenknöpfe und Schmuck aus Metall zu verkaufen und sich mit Shapeways zusammenzutun. GothamSmith-Mitbegründer Daniel Stillman sagt: Das ist eine echte Spannung in ihrem Geschäftsmodell, zwischen der Betreuung von Marken, die sie als Produktionspartner verwenden, und dem Versuch, ihren Kundenstamm zu vergrößern, der einfach nur etwas drucken möchte.
Shapeways übernimmt die gesamte Produktion von GothamSmith und einen Teil des Versands, je nachdem, ob ein Stück fertiggestellt werden muss. Meistens ist GothamSmith also ein Design- und Marketingunternehmen. Obwohl es in geringen Mengen verkauft wird, hat es Großhandelskunden im Einzelhandel und kann Hunderte produzieren, sagt Stillman. Er merkt an, dass GothamSmith auf diese Weise niemals Skaleneffekte erzielen wird, da beim 3D-Druck der fünfte und der 500. Fahrradketten-Manschettenknopf gleich viel kosten. Aber er sagt, dass das Unternehmen auf diese Weise immer noch wachsen kann, und es profitiert von einem schlanken Betrieb und zahlt nur für die Produktion auf Abruf.
Shapeways-CEO Peter Weijmarshausen, der das Unternehmen 2007 gegründet hat, will weltweit ähnliche Produktionsstätten bauen und Shapeways zum Amazon des kundenspezifischen Produktdesigns machen. Bis heute, sagt Shapeways, hat es eine Million Produkte gedruckt und beherbergt 10.000 Geschäfte. Aber selbst wenn Shapeways den Erfolg erzielt, den sich Weijmarshausen vorstellt, wird es New York nicht mehr die gleiche Anzahl von Arbeitsplätzen bieten wie früher in der Produktion: Die Beschäftigung im Werk in Queens wird auf etwa 50 Personen steigen.