Was ist Digitalisierung? Teil 7

Das schnelle Wachstum der digitalen Technologien geht weiter:
3D-Druck, Virtual Reality / Augmented Reality (VR/AR)

Im Teil 6 dieser Blog-Serie habe ich über Künstliche Intelligenz und Big Data geschrieben. Mit zwei weiteren noch vergleichsweise jungen digitalen Technologien beschäftige ich mich diesmal …

3D-Druck

Unter 3D-Druck, auch als Additive Fertigung bezeichnet, versteht man Herstellungsverfahren, bei denen dreidimensionale Werkstücke Schicht für Schicht aus festem oder flüssigem Material erzeugt werden. In der Regel direkt aus einem CAD-System heraus (CAD = Computer Aided Engineering).

Für viele Werkstoffe gibt es inzwischen 3D-Druckverfahren: Kunststoffe, Metalle, Kunstharze, Carbon, Graphit und inzwischen auch Keramik. Entsprechend umfangreich ist die Bandbreite der eingesetzten Technologien, z. B.: diverse Schmelzschichtverfahren, Selektives Laserschmelzen (SLM = siehe SLM Solutions AG in Lübeck), Stereolithographie oder auch das von HP entwickelte Multi Jet Fusion (MJF) usw.

Es ist absehbar, dass sich damit die Entwicklung von Produkten, deren Fertigungsmethoden, deren Logistik und Service extrem verändern werden. Kommt 3D-Druck zum Einsatz, werden eine ganze Reihe „konventioneller“ Fertigungs- und Logistikprozesse überflüssig.

So sind beim Kunststoff-Spritzguss oder beim Gießen aus Metall Formen nicht mehr erforderlich. Der Formenbau entfällt komplett und natürlich müssen auch keine Formen mehr gewechselt werden, wenn ein anderes Werkstück auf derselben Anlage gefertigt werden soll.

Zwar muss auch bei 3D-gedruckten Gegenständen gegebenenfalls nachbearbeitet werden, aber typische Material abtragende Verfahren wie z. B. Bohren, Drehen, Schneiden oder Fräsen werden durch den Aufbau des Werkstücks Schicht um Schicht ersetzt.

3D-Druck ermöglicht extrem komplexe Designs und Geometrien. Er reduziert gegebenenfalls mehrteilige Baugruppen auf ein einziges Werkstück und erspart damit die Montage und möglicherweise Material. Auf derselben Anlage können verschiedene Produkte in beliebiger Reihenfolge produziert werden. Losgröße 1 ist für 3D-Druck keine Herausforderung.

Ersatzteile im Reparaturfall oder Einzelstücke können zukünftig auch direkt vor Ort aus den entsprechenden CAD-Daten „gedruckt“ werden und vereinfachen damit die andernfalls erforderliche Logistik radikal. Teilweise ist dieser Prozess vergleichbar zum Download von elektronischen Dokumenten und deren dezentraler Ausdruck vor Ort.

Bei Automobil- und Maschinenbau, Architektur, Kunst und Design oder Modellbau spielen mit 3D-Druck erzeugte Prototypen heute schon eine wichtige Rolle. Für kundenspezifische Produkt-Anpassungen bietet der 3D-Druck beste Voraussetzungen. Die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie das Gesundheitswesen setzen mit ihren kleinen Losgrößen 3D-Druck serienmäßig ein. Seitdem auch Keramik-Druck möglich ist, dürfte unser keramischer Zahnersatz zunehmend auf diese Weise gefertigt werden.  

Der 3D-Druck ist noch jung, aber wächst stark. In 2016 betrug der weltweite mit 3D Druck Anlagen erzielte Umsatz etwa 1 Milliarde Euro. Größter Anbieter war das Unternehmen Stratasys (USA) mit ca. 34 % Marktanteil, gefolgt von EOS GmbH (D) mit ca. 17 %, 3D Systems (USA) mit 11 %, SLM Solutions (D) mit 6 % und die von General Electric (GE) übernommene ConceptLaser (D) mit 5 %.

Virtual Reality / Augmented Reality (VR/AR)

Virtual Reality und Augmented Reality (VR/AR) sind digitale Technologien, die bzgl. ihrer zukünftigen Bedeutung etwas schwieriger einzuschätzen sind.

Virtual Reality (VR) meint die vom Computer in Echtzeit nachgebildete (= virtuelle) reale Umgebung (= Realität) und deren Wahrnehmung (heute) durch eine spezielle „VR-Brille“ (Head Mounted Display).

VR ist einerseits ein Wachstumstreiber in der Unterhaltungselektronik. Aus dem Gaming-Bereich ist VR kaum noch wegzudenken. Andererseits gibt es auch in der Unternehmenswelt immer mehr Anwendungen für Virtual Reality, z. B. Flugsimulatoren in der Luftfahrtindustrie, CAD-Anwendungen in der Automobilindustrie oder Nachbildungen von Operationssälen für medizinische Ausbildung.

Klar scheint zu sein, dass VR auch im Social Media Bereich eine wichtige Rolle spielen wird. Es war sicherlich kein Versehen, dass Facebook-Chef Zuckerberg sich 2014 das junge VR-Unternehmen Oculus Rift, das erst 2012 den Prototypen eines Head-Mounted-Displays vorgestellt hat, für 2 Milliarden Dollar gesichert hat.

Samsung investiert massiv in preiswerte und damit massentaugliche VR in Verbindung mit Smartphone-Technik. Google möchte mit seiner Plattform „Daydream“ der unangefochtene Marktführer in mobiler VR werden.

In Deutschland gilt die Stadt Hamburg mit seiner nextReality-Hamburg Initiative und zahlreichen jungen VR-Unternehmen als einer der Hot Spots dieser Technologie.

2016 betrug der weltweite Umsatz mit VR 2,5 Milliarden US Dollar. Bis 2021, also innerhalb von fünf Jahren, soll er sich verzehnfachen auf über 25 Mrd. $.

Auch für Augmented Reality (AR), die computergestützte erweiterte Realitätswahrnehmung, auch „Mixed Reality“ genannt, gibt es zahlreiche Ideen für zukünftige Anwendungen. Hierbei geht es immer wieder darum, mit Hilfe virtueller Informationen besser mit der realen Umwelt zu interagieren. Sensorik, maschinelles Sehen und Bildverarbeitung unterstützen dabei, Informationen über den Raum und die Bewegungen zu erhalten. Google versucht auch hier, einen AR-Standard zu setzen – mit seiner Plattform „Tango“.

Eine einfache AR-Anwendung ist/war zum Beispiel das Pokémon-GO Spiel von Nintendo mit seinem Mix aus realer und virtueller Welt. Heutige Businessanwendungen finden sich u. a. in der Einrichtungsplanung, in Instandhaltung, Reparatur & Service sowie Ausbildung & Training.

Eine 2015 erstellte Studie der Deutschen Bank prognostiziert bis 2020 einen weltweiten AR-Markt in Höhe von 7,5 Milliarden Euro – im Vergleich zu 500 Mio. Euro in 2015. Die amerikanische IDC (International Data Corporation) geht demgegenüber von etwa 50 Milliarden Dollar Umsatz in 2021 aus, und das nur für AR-Hardware ohne Dienstleistungen.

Wie geht es mit dieser Blog-Reihe weiter?

In den nächsten Beiträgen zu dieser Blog-Reihe werde ich mich intensiver mit der Digitalisierung des Arbeitsmarktes und den unmittelbaren Auswirkungen der Digitalisierung auf unsere Arbeitswelt beschäftigen.

Ludger Grevenkamp
6. Juni 2018

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