Gefährdet der 3D Druck Görlitzer Arbeitsplätze?

Görlitz, 28. August 2019. Der Strukturwandel weg von der Braunkohle ist in der Lausitz in aller Munde, vor allem im Bezug auf gut bezahlte Arbeitsplätze. Doch auch die Digitalisierung insgesamt und die mit ihr einhergehenden neuen Technologien wie der dreidimensionale (3D) Druck greifen traditionelle Arbeitsplätze an. Der Wandel ist also viel umfassender, als ihn der Fokus auf den Braunkohleausstieg suggeriert. Arbeitnehmer sollten selbst überlegen, wie zukunftsrobust ihr Beruf oder ihre Tätigkeit ist und rechtzeitig umsteuern.

Eine Technologie als Anregung für die berufliche Neuorientierung

Auch in Görlitz hält die additive Fertigung mittels 3D Druck branchenübergreifend in immer mehr Betrieben Einzug. Vor einigen Jahren sind wichtige Patente für 3D Drucker ausgelaufen, seitdem sind die handlichen Drucker nicht nur für den Hausgebrauch rentabel geworden. Die innovativen Fertigungsverfahren erfreuen sich so großer Beliebtheit in ganz verschiedenen Branchen, dass Wirtschaftsexperten prognostizieren, die additive Fertigung könnte schon in Kürze das in der Industrie herkömmliche Spritzgussverfahren weitgehend ablösen. Jedoch muss vor allem noch die Druckzeit beschleunigt werden, hier liegt zur Zeit das große Manko additiv gefertigter Bauteile und Werkzeuge.

Im Städtischen Klinikum Görlitz ist erst unlängst ein Implantat für die Wirbelsäule mittels 3D Druck gefertigt und erfolgreich bei einem Patienten eingesetzt worden. Die Mediziner sind guter Dinge, da additiv gefertigte Implantate in der Regel besser anwachsen als reine Kunststoffmodelle. Hintergrund ist, dass für die Erstellung im 3D Drucker teilweise eigenes Körpergewebe des Patienten verwendet wird, um eine sogenannte Biotinte herzustellen. In Australien ist bei einem Patienten, der an Krebs leidet, ein neues Brustbein aus Titan implantiert worden. Gefertigt wurde es mittels additiver Drucktechnik, für den Metall-3D-Druck kommen spezielle Verfahren an hoch komplexen Maschinen zum Einsatz.

Was passiert mit den Fachkräften, wenn der 3D Drucker wesentliche Fertigungsprozesse übernimmt?

Nach wie vor werden fachmännisch ausgebildete Arbeitskräfte benötigt werden, welche zum Beispiel den 3D Drucker warten und bei Bedarf reparieren können. Viele Arbeitsprozesse werden aber derzeit durch die Digitalisierung automatisiert und die Firmen profitieren von zügigen Verarbeitungsprozessen, die Kosten einsparen. Für viele Tätigkeiten werden nämlich keine Mitarbeiter mehr benötigt.

Das kann nicht nur in Görlitz langfristig zu einem Problem am Arbeitsmarkt werden, vor allem Arbeitnehmer mit einem Lebensalter von über 50 könnten auf dem digitalen Arbeitsmarkt keinen Anschluss mehr finden, wenn sie ihre Arbeitsstelle einmal verlieren. Für die Society 5.0, unsere Gesellschaft von morgen, stehen absolut neuartige Studiengänge und Ausbildungsberufe zur Verfügung, gut ausgebildete Fachleute werden auch in Zukunft händeringend gebraucht werden. Vor allem im IT-Bereich werden in den kommenden Jahren vermehrt Spezialisten benötigt, in Bezug auf additive Fertigung werden speziell ausgebildete Grafiker und Designer auf dem Arbeitsmarkt gefragt sein, welche die hoch komplexen 3D Modelle am Computer erstellen und für eine optimale Ausgabe am 3D Drucker vorbereiten können.

Oberflächenbearbeitung von 3D gedruckten Objekten

Der 3D Druck ermöglicht alle möglichen Einstellungen zum 3D Objekt, wobei besonders die variable Innenfüllung in diversen Branchen überaus attraktiv ist. Nicht nur in der Architektur und in der Automobilproduktion ergeben sich dadurch spannende Einsatzgebiete für 3D Drucker, auch in der Medizin und im Flugzeugbau profitieren Unternehmen von den vielfältigen Einstellmöglichkeiten bei 3D Modellen. Bei Implantaten aus dem 3D Drucker ist meist eine raue, unebene Oberfläche gewollt und besser geeignet, damit das Implantat gut anwachsen kann.

In anderen Bereichen der Medizin, zum Beispiel, wenn es um die kosteneffiziente Fertigung von medizinischen Instrumenten geht, wird hingegen eine besonders glatte Oberfläche der ausgedruckten 3D Objekte gewünscht. Auch bei vielen weiteren Anwendungen ist es nötig, die Oberfläche von additiv gefertigten Werkstücken zu bearbeiten. Dabei kann beispielsweise das Sandstrahlen eingesetzt werden, zudem lässt sich die Oberfläche von Bauteilen mit diversen Chemikalien verändern. Renommierte Spezialisten in der Oberflächenbehandlung und Oberflächenbeschichtung kennen sich branchenübergreifend mit der Veredelung und Modifikation von additiv und herkömmlich gefertigten Werkstücken aus.

Die Oberflächenbearbeitung bzw. - behandlung findet bei Antriebssystemen ebenso umfassend Einsatz wie zum Beispiel bei der Dosenfertigung oder bei Schwermaschinen mit deren Verbindungselementen. Auch das teilweise feuerfeste Lackieren von Werkstücken zählt zur nachträglichen Behandlung der Oberfläche.

Wie funktioniert ein 3D Drucker?

Damit ein am Computer erzeugtes Modell mit dem 3D Drucker hergestellt werden kann, muss das dreidimensionale Objekt von einer speziellen Software in Schichten unterteilt werden. Dieser Prozess folgt nach der Erstellung eines 3D Modells, die verwendete Software wird bezeichnenderweise "Slicer" genannt. Der Slicer erzeugt einen Maschinencode, wie er von der CNC Bearbeitung auf computergesteuerten Werkzeugmaschinen bekannt ist. Der 3D Drucker befolgt die Anweisungen dieses Programmcodes nun Zeile für Zeile, wobei jeweils die exakte Position des Extruders angegeben wird. An diesen Stellen wird ein verflüssigter Kunststoff aufgetragen, beim Drucken mit Metallpulvern kann die entsprechende Stelle mittels eines Lasers extrem erhitzt werden. Es gibt auch 3D Druckverfahren mit Harz, bei denen das Smartphone mit seinem Display als Lichtquelle in einem 3D Drucker genutzt wird.

Die 3D Werkstücke werden also Schicht für Schicht vom 3D Drucker erzeugt. Wenn die Einstellungen zur Druck- und Außentemperatur nicht absolut präzise gewählt worden sind, kann es beim Kunststoff-3D-Druck leicht zu Verformungen im Objekt kommen. Auch Plastik-3D-Modelle lassen sich nach dem Drucken noch weiter bearbeiten und veredeln. Bei der Oberflächenbearbeitung von Kunststoffobjekten muss allerdings besonders vorsichtig vorgegangen werden, sie sind längst weder thermisch noch mechanisch so stabil wie 3D Objekte aus Stahl oder anderen Metallen. Nicht jeder Lack ist für ein Kunststoffobjekt geeignet und haftet auf den ausgehärteten Filamenten.

Besonders spannend sind Objekte aus Formgedächtnislegierungen aus dem 3D Drucker, diese können zum Beispiel unter Wärmeeinwirkung eine andere Form annehmen. Wird das 3D Objekt wieder auf Raumtemperatur erhitzt oder abgekühlt, nimmt es seine ursprüngliche Druckform erneut an. Es gibt auch leitfähige Materialien für den 3D Drucker, was den Einsatz des 3D Drucks für Kabel und Verbinder besonders interessant macht. Wer sich beruflich mit den Innovationen auf dem Gebiet der additiven Fertigung beschäftigt und nach neuen Druckverfahren, Anwendungen und Werkstoffen forscht, wird auch in Zukunft einen gesicherten Arbeitsplatz finden.

Tipp:
Ausprobieren kann man den 3D Druck vom 1. bis zum 4. September 2019 im Fabmobil auf dem Zittauer Marktplatz, Kontakt: werkraumx@xfreiraumzittau.de (Spamschutz: beide "x" entfernen)