Tooling

Werkzeugbau neu gedacht: Herausforderungen und Lösungen mit 3D-Druck

Ob Vorrichtungen, Spannmittel oder End-of-Arm-Tools – Hersteller sind auf präzise Werkzeuge angewiesen, um reibungslose Abläufe in der Produktion sicherzustellen. Doch traditionelle Fertigungsmethoden sind oft teuer, langsam und arbeitsintensiv. Mit additiver Fertigung (AM) können Unternehmen individuelle Werkzeuge schneller, kostengünstiger und mit mehr Designfreiheit herstellen. Im Folgenden betrachten wir die größten Herausforderungen im Werkzeugbau und wie der 3D-Druck intelligente Lösungen bietet.

Häufige Herausforderungen im Werkzeugbau und 3D-Druck-Lösungen

1. Hohe Kosten

Maßgefertigte Werkzeuge sind oft teuer – insbesondere bei komplexen Designs, die CNC-Bearbeitung oder externe Fertigung erfordern.
Die Lösung
3D-Druck ermöglicht die kosteneffiziente Produktion von Vorrichtungen und Spannmitteln und reduziert die Ausgaben um bis zu 70 %. Hersteller können komplexe Werkzeuge fertigen, ohne hohe Material- oder Bearbeitungskosten traditioneller Verfahren.
Praxisbeispiel
Das Spritzgussunternehmen Though Products senkte die Kosten und Lieferzeiten für Vorrichtungen um 80 %, indem es auf 3D-gedruckte Werkzeuge umstieg.

2. Lange Lieferzeiten und Produktionsverzögerungen

Die Bestellung von Werkzeugen bei externen Zulieferern kann Wochen dauern und teure Stillstandzeiten verursachen.
Die Lösung
Mit einem eigenen 3D-Drucker können Unternehmen individuelle Werkzeuge über Nacht produzieren, anstatt wochenlang auf gefräste Teile zu warten. Dies beschleunigt die Produktion und ermöglicht schnelle Iterationen bei Anpassungen.
Praxisbeispiel
Ein Hersteller benötigte maßgeschneiderte End-of-Arm-Tools für ein Automatisierungsprojekt. Anstatt wochenlang auf externes CNC-Fräsen zu warten, druckte er das Tool intern – einsatzbereit am nächsten Morgen.

3. Designbeschränkungen und "gut genug"-Werkzeuge

Traditionelle Fertigung limitiert Werkzeugdesigns auf geometrische Formen, die sich leicht bearbeiten lassen. Oft müssen Ergonomie und Performance zugunsten der Machbarkeit zurückstehen.
Die Lösung
3D-Druck hebt diese Designgrenzen auf. Hersteller können optimierte, leichte und ergonomische Werkzeuge fertigen. Komplexe Geometrien, die bisher unmöglich oder sehr teuer waren, lassen sich nun einfach realisieren.
Praxisbeispiel
Der Rüstungszulieferer Liberty Electronics druckt ergonomische Vorrichtungen im 3D-Druck, um die Arbeitssicherheit zu erhöhen. Das Ergebnis: weniger belastungsbedingte Verletzungen und eine Produktivitätssteigerung von 300 %.

4. Werkzeugbestand und Lagerkosten

Unternehmen sammeln im Laufe der Zeit Tausende von Vorrichtungen und Spannmitteln an. Diese nehmen wertvollen Lagerplatz ein und verursachen hohe Verwaltungskosten.
Die Lösung
Mit digitalem Inventar können Hersteller Werkzeugdesigns virtuell speichern und bei Bedarf drucken – so entfällt die Notwendigkeit eines physischen Lagerplatzes.
Praxisbeispiel
Der Medizintechnik-Konzern Medtronic setzt auf digitales Inventar für kundenspezifische Werkzeuge, senkt Lagerkosten und behält gleichzeitig sofortigen Zugriff auf wichtige Produktionshilfen.

5. Fachkräftemangel

Die Suche nach qualifizierten CNC- und Werkzeugspezialisten wird immer schwieriger.
Die Lösung
3D-Druck vereinfacht die Werkzeugfertigung und erfordert weniger spezialisiertes Know-how. Bediener können mit vergleichsweise wenig Vorwissen individuelle Vorrichtungen drucken und entlasten so erfahrene Fachkräfte, die sich auf komplexere Aufgaben konzentrieren können.
Praxisbeispiel
Unternehmen, die FDM-3D-Druck nutzen, berichten von einer geringeren Lernkurve im Vergleich zur CNC-Bearbeitung. Mitarbeiter können sich so auf wertschöpfendere Tätigkeiten fokussieren.