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Arbeit 4.0: 3D-Druck verändert die Arbeitswelt

Das sollte die Interessenvertretung im Blick behalten

Der 3D-Druck hält zunehmend Einzug in die Industrie, während er – so Analysten – noch 5-10 Jahre benötigt, um sich in den Privathaushalten zu etablieren. Die Arbeitswelt verändern die neuen Verfahren bereits heute. Das sollte die Interessenvertretung im Blick behalten.

3D-Druck ist ein Sammelbegriff für sieben oder noch mehr technische Verfahren, die nach dem Schichtbauprinzip arbeiten. Die auch Generative Fertigung oder Additive Manufacturing (AM) genannten Fertigungsverfahren beruhen auf Digitalisierung (für die Ausgangsdaten) in Verbindung mit Lasertechnik (für das Umsetzen der Daten in stoffliche Form). Ausgangspunkt sind 3D-Daten – also per CAD, Geometrievermessung oder Scannen gewonnene Daten. Diese liefern Modelle des Produkts im Rechner, die – in ein STL-Format umgesetzt – in Schichten zerlegt und dann in einen Code umgewandelt werden, der zum Steuern der Maschine dient. Die Daten können vom Rechner z.B. via USB-Schnittstelle an das Fertigungssystem übertragen werden. Weitere Bearbeitungsschritte entfallen weitgehend.

Im Jahre 1984 ließ Chuck Hull in den USA ein Verfahren patentieren, mit dem schichtweise ein Modell aus lichthärtbaren Kunststoffen (Monomeren) aufgebaut werden konnte: „Stereo­lithography“. Einfache 3D-Drucker z.B. schmelzen mittlerweile Kunststoffdraht (Filament) in einer Heizdüse und „spenden“ die Masse auf. Die Düse wird hierbei z. B. in der horizontalen Ebene an Gleitstangen bewegt, wobei eine Schicht aufgetragen wird. Anschließend wird die Bauplattform um eine Schichtstärke nach unten gefahren, so dass oben eine neue Schicht aufgetragen werden kann.

Heute ermöglicht der 3D-Druck die Herstellung von Bauteilen aus Kunststoff, Metall, Keramik und selbst Papier. Dabei ist auch die Integration verschiedener Bauteile möglich, die z. B. kettenähnlich ineinander greifen oder in einer äußeren Schale bewegliche innere Elemente enthalten. Auch Datenträger können fest mit dem Produkt verbunden werden, etwa wenn beim Laserschmelz­verfahren chirurgische Instrumente mit komplexem Innenleben und integriertem RFID-Chip gefertigt werden. Und selbst Bio­mate­rialien können verarbeitet und zu organähnlichen dreidimensionalen Struk­turen geformt werden.

Generative Fertigung und Arbeit 4.0

Für die Beschäftigten an 3D-Druckern entfallen durch Software, die auf Fehler hinweist, absehbar jetzt noch fällige Aufberei­tungs­-Aufgaben. Auch Modellbauer müssen sich umstellen. In ihren Arbeitsbereich ist generative Fertigung am stärksten einge­drungen. Die Ausbildungsgänge zum Modellbauer, Produktions­technologen und Technischen Produktdesigner gehören zu den ganz wenigen, in denen generative Fertigung bereits zum Lehr­inhalt gehört. Wissen über Fertigungsoperationen wird aus dem Bereich menschlicher Fähigkeiten in die Maschinen gelegt. Da­ten können über den Produktzyklus („life cycle“) hinweg betrach­tet werden: Produktdaten, Maschineneinstellungen und Qualitäts-Statistik erlauben – in Datenbanken gespeichert – neue Auswertungen. Chancen wiederum sieht der von Digita­lisierung betroffene klassische Printbereich darin, mit 3D-Druck einen „ungesättigten“ Markt zu erschließen. Risiken entstehen z. B. für die Logistik, wenn Ersatzteile vom Kunden über einen Datensatz selbst gedruckt werden.

Handlungsmöglichkeiten der Interessenvertretung 

Digitalisierung von der Produktidee bis hin zur Realisierung berührt alle Produktionsprozesse. Entsprechend können in puncto Daten, Rechner, Fertigungskomponenten, Betriebssysteme, Anwendungs-, Kommunikations- und Netzwerkprogramme Re­ge­lungs- und Gestaltungsfragen für die Interessenvertretung entstehen. Die Balance zwischen z. B. Arbeitszeitsouveränität und Verfügbarkeitsinteressen von Arbeitgebern und -nehmern muss neu ausgehandelt werden. Wirtschaftsausschuss und In­for­ma­tionsrechte sind zu nutzen. Bei der Mitbestimmung geht es auch um Verhaltens- oder Leistungsüberwachung, Maß­nah­men der beruflichen Bildung, u. U. sogar um grundlegende Än­de­rungen von Betriebsorganisation und -zweck sowie neue Arbeits­me­thoden und Fertigungsverfahren. Je nachdem können bei der betrieblichen Innovation sowohl tariflich wie betrieblich Hand­lungs- und Regelungsbedarfe entstehen, die darauf zielen, die Chancen für die Beschäftigten und das Unternehmen zu stärken und erkennbare Risiken zu vermeiden oder zu minimieren.

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Autoren

Herbert Marschall ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Berufs- und Weiterbildung der Universität Duisburg-Essen, Fachgebiet Wirtschaftspädagogik, Schwer­punkt: Berufliche Aus- und Weiterbildung.


Viktor Steinberger ist TBS-Berater.
Arbeitsschwerpunkte des Diplom-Soziologen sind Beteiligung, Innovation und Produktions­system-Weiterentwicklung.