3D-Druck Anwendungen für den E-Commerce

Der 3D-Druck bietet als neues Verfahren die Herstellung individueller Produkte und damit eine höhere Bedürfnisbefriedigung der Endkunden. In Kombination mit Web-basierten Produktkonfiguratoren ließen sich damit neue skalierbare E-Commerce Geschäftsmodelle umsetzen. Dieser Artikel stellt den Stand aktueller 3D-Infrastruktur und 3D-Anwendungen bzgl. der Skalierbarkeit und Bedürfniserfüllung vor.

3D-Druck und Unterschiede zur herkömmlichen Produktion

Wer zuvor Güter produzieren wollte, musste dafür Produktionsanlagen ausstatten, Werkzeuge vorbereiten, Rohlinge (Negative) fertigen und konnte dann mit der Produktion beginnen. Bevor nur das erste Produkt vom Stapel lief, waren bereits 5 bis 6-stellige Kosten angefallen, wodurch sich diese Vorgehensweise nur für Großserien eignet. Mit dem 3D-Druck lassen sich Produkte zu sehr geringen Kosten in sehr kurzer Zeit fertigen. In dem als additive Fertigung bekanntem Herstellungsverfahren wird lediglich ein dem Desktop-Drucker ähnliches Gerät und Druckmaterial in Form von Filament (Materialfäden) oder Pulver benötigt, aus dem das Produkt Schicht für Schicht (addiert) wird (Petra Fastermann „3D-Druck/Rapid Prototyping“, 2012).

 


Die dritte industrielle Revolution gibt erstmals den Konsumenten die Möglichkeiten eines Produzenten in die Hand (aus „Print me a Stradivarius“, The Economist, 2011). Diese so genannten Prosumenten (Wortschöpfung aus Produzent und Konsument) gestalten die Produkte nach eigenen Vorstellungen und passen diese an individuelle Bedürfnisse an (aus Toffler, Alvin „The third wave: The classic study of tomorrow“, 1980). Joseph B. Pine analysierte bereits 1992 die Mass Customization als eine neue, dezentrale Form der Massenproduktion (Pine , B. Joseph „Mass Customization: The New Frontier in Business Competition“, 1992). Die geschichtliche Einordnung und Wesensmerkmale der Mass Customization im Vergleich zeigt die folgende Abbildung.

 

MassCustomization_Pillar.pdf

Mass Customization im zeitlichen Abriss besitzt die höchste Markt- und Leistungsanforderung. Modifizierte Abbildung aus: Pillar, Frank (2000) „Mass Customization: Ein wettbewerbsstrategisches Konzept im Informationszeitalter“ Deutscher Universitätsverlag.

 

Der Grund für den Erfolg und stärkere Wahrnehmung des 3D-Drucks in den letzten Jahren liegt vornehmlich am Auslaufen von Patenten, welche die Verbreitung und Weiterentwicklung „blockiert“ haben (aus Hornick, John und Dan Roland „Many 3D printing patents expiring soon„, 2013)

Die konventionelle Herstellung mittels Gußformen wird jedoch noch lange der 3D-Druck Technologie in Großauflagen (100 und mehr Kopien) überlegen sein, wenn man Stückkosten und Qualität als Kriterien heranzieht. Bei Kleinstserien (1-100 Kopien) oder auch komplexen und nicht durch konventionelle Herstellungsverfahren erzeugbaren Produkten ist der 3D-Druck allerdings dabei ein neues Kapitel in der Industriegeschichte zu schreiben.

 

Produktkonfiguratoren

Produktkonfiguratoren sind die digitalen Werkzeuge, welche die Mass Customization erst ermöglichen. Der Kunde kann sich das gewünschte Produkt zusammenstellen und individuell gestalten (siehe Abbildung unten). Der visuelle Produktkonfigurator besteht aus der meist webbasierten Nutzeroberfläche, einem Regelsystem, in dem kombinierbare Parameterausprägungen abgelegt sind und der Produktvisualisierungskomponente, welche ein Bild des Endproduktes erzeugt und von verschiedenen Seiten betrachten lässt.

Die Darstellung des Produktbildes wird modellbasiert erzeugt. Hierbei liegt das Produkt in Einzelteilen vor, welche je nach Wahl des Nutzers unter Anwendung der Regeln zusammengesetzt, ausgetauscht oder von den Eigenschaften her geändert werden. Die Produkteinzelteile werden zum Zwecke der Visualisierung nur äußerlich beschrieben durch Drahtgittermodelle, welche sich aus digitalen Knoten, Kanten und Flächen zusammensetzen. Diese für die Visualisierung benötigte Form der äußeren Produktrepräsentation (ohne Beschreibung der „Füllung“) ist gleichermaßen ausreichend, um das Produkt auf einem 3D-Drucker physikalisch herstellen zu können.

 

Produktkonfigurator_Krug.pdf

Kunden und Unternehmen werden durch Produktkonfiguratoren verbunden. Modifizierte Abbildung aus Krug, Andreas (2010) „Entwurf eines integrativen Grundmodells für Produktkonfiguratoren“

 

Produktkonfiguratoren werden mit verschiedenen Manipulationstiefen eingesetzt. Bei der einfachsten und am weitesten verbreiteten Form „configure2order“ wählt der Nutzer aus einer Liste von Ausprägungen die passendste aus. Die Anzahl der verschiedenen Ausprägungen pro Freiheitsgrad-Dimension können hierbei sehr groß sein (z.B. 30 bis 1000 oder mehr bei der Dimension Materialfarbe).  Bei „make2order“ und „engineer2order“, werden einzelne Bauteile auf Nutzeraktivität hin angepasst oder erstellt. Die unterschiedlichen Nutzungsarten von 3D-Druck können dabei alle drei Manipulationstiefen umfassen.

Der vollständige Artikel kann heruntergeladen werden und enthält als weitere Kapiteldoc_symbol_pdf

  • Skalierbarkeit von E-Commerce Geschäftsmodellen
  • Von der Idee zum nutzbaren Bauteil
  • Nutzungsarten von 3D-Druck-Anwendungen
  • Skalierbarkeit in aktuellen 3D-Druck Anwendungen
  • Anforderungen an skalierbare 3D-Druck Anwendungen

 

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