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Fünf Thesen, wie der 3-D-Druck die internationale Arbeitsteilung verändern könnte

Summary:
3D-Druck-Technologie – Worum geht es? Mit 3D-Druckern werden Kunststoffe, Metalle und andere Grundstoffe zu neuen Objekten verschmolzen. Das 3D-Druckverfahren ist ein sogenanntes additives Produktionsverfahren, das Materialien schichtweise zusammenfügt. Es wird also nur der Materialinput eingesetzt, der am Ende auch in das hergestellte Produkt einfließt. Die aktuellen Produktionsverfahren sind hingegen subtraktive Fertigungsprozesse. Das be-deutet: Die benötigten Materialien werden zugeschnitten und bearbeitet (Fräsen, Schleifen, Bohren, Feilen etc.), was mit Materialverlusten verbunden ist. Die 3D-Druck-Technologie führt also zu einer erheblichen Reduzierung der Materialverschwendung. Dies bedeutet eine Steigerung der Produktivität und niedrigere Preise für die hergestellten

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3D-Druck-Technologie – Worum geht es?
Mit 3D-Druckern werden Kunststoffe, Metalle und andere Grundstoffe zu neuen Objekten verschmolzen. Das 3D-Druckverfahren ist ein sogenanntes additives Produktionsverfahren, das Materialien schichtweise zusammenfügt. Es wird also nur der Materialinput eingesetzt, der am Ende auch in das hergestellte Produkt einfließt.
Die aktuellen Produktionsverfahren sind hingegen subtraktive Fertigungsprozesse. Das be-deutet: Die benötigten Materialien werden zugeschnitten und bearbeitet (Fräsen, Schleifen, Bohren, Feilen etc.), was mit Materialverlusten verbunden ist. Die 3D-Druck-Technologie führt also zu einer erheblichen Reduzierung der Materialverschwendung. Dies bedeutet eine Steigerung der Produktivität und niedrigere Preise für die hergestellten Produkte – und es spricht für eine verstärkte Anwendung dieser Technologie in der Produktion.
Bedeutung der 3D-Druck-Technologie für die Produktion – Status quo
Obwohl diese Technologie mit Blick auf den Einsatz in der Massenproduktion von Konsumgü-tern noch am Anfang ihrer Entwicklung steht, werden bereits zahlreiche Produkte mit ihr her-gestellt. Beispiele sind unter anderem Möbel, Maschinen-, Flugzeug- und Autoteile und sogar schon ganze Automobile und Fertighausteile (vgl. https://www.tab-beim-bundestag.de/de/pdf/publikationen/berichte/TAB-Arbeitsbericht-ab175.pdf, S. 10 f.). Ein be-sonders spektakuläres Beispiel der jüngsten Vergangenheit ist ein aus menschlichem Gewe-be erzeugtes kleines – allerdings noch nicht schlagendes – Herz (vgl. https://www.spiegel.de/gesundheit/diagnose/israel-forscher-erzeugen-mit-3d-drucker-mini-herz-aus-menschlichem-gewebe-a-1262960.html).
Bis jetzt handelt es sich bei den hergestellten Gegenständen meistens um Einzelanfertigungen oder kleine Stückzahlen. Für die Produktion großer Stückzahlen wird die 3D-Druck-Technologie momentan kaum genutzt.
Zukünftige Bedeutung der 3D-Druck-Technologie für die Produktion
In der Vergangenheit haben sich die Kosten, die mit der Einführung und dem Einsatz neuer Technologien im Bereich der industriellen Produktion verbunden waren, im Laufe der Zeit erheblich verringert. Perspektivisch ist es deshalb durchaus plausibel, dass die technologische Entwicklung den Einsatz der 3D-Drucker auch für die Massenfertigung attraktiv macht (vgl. https://www.berenberg.de/files/Berenberg/Publikationen/Studie_Strategie_2030/Berenberg_HWWI_Digitaloekonomie_ONLINE_De_-_Kopie.pdf, S. 34 f.).
Wenn sich diese Entwicklung tatsächlich einstellen sollte, wird sich die internationale Arbeits-teilung – und damit auch der Welthandel – erheblich verändern. Aus meiner Sicht könnten folgende fünf Thesen diese Veränderungen in den kommenden Jahrzehnten maßgeblich prägen.
These 1: Regionales Zusammenrücken von Produktion und Verbrauch
Der verstärkte Einsatz von 3D-Druckern in der Produktion bedeutet, dass menschliche Ar-beitskraft durch Kapital und Technologien ersetzt wird. Niedriglohnländer verlieren damit an internationaler Wettbewerbsfähigkeit. Für Industrieländer wird die Auslagerung von Produkti-onsprozessen in diese Länder weniger attraktiv. Damit ist in den Industrieländern eine Ten-denz zum Insourcing zu erwarten: Produktionsaktivitäten, die ehemals aus Kostengründen in das Ausland verlagert wurden, finden nun wieder im Inland statt. Ein Beispiel dafür ist die Sportmarke adidas, die 2017 in Ansbach mit der Serienproduktion von Sportschuhen „aus dem 3D-Drucker“ begonnen hat (vgl. https://t3n.de/news/automatisierte-sneaker-fabrik-849463/). 
Diese Tendenz der Produktionsortverlagerung wird noch dadurch verstärkt, dass eine Ferti-gung am Ort der Konsumenten Transportkosten einspart. Dies betrifft sowohl den Transport der Endprodukte zum Verbraucher als auch den vorherigen Transport von Einzelteilen und Vorleistungen zum Produktionsort. Beide Entwicklungen dürften dazu führen, dass die ge-samte Herstellung von Konsumgütern verstärkt dort stattfindet, wo die Verbraucher leben. Aus globaler Sicht bedeutet dies eine stärkere Regionalisierung der Produktion.
These 2: Verkürzung globaler Wertschöpfungsketten
Mit der Regionalisierung der Produktion geht die Bedeutung importierter Vorleistungen zu-rück. Einzelteile werden nicht mehr von Zulieferern aus dem Ausland produziert, sondern mit-hilfe der 3D-Druck-Technologie am Ort der Produktion. Dies ist günstiger (weil der Material-verbrauch geringer ist und Transportkosten entfallen), schneller (weil Zeit für Transporte ein-gespart wird) und flexibler (weil umgehend auf produktspezifische Besonderheiten und indivi-duelle Kundenwünsche eingegangen werden kann).
These 3: Verringerung des internationalen Handels mit End- und Vorprodukten
Wenn Produkte zunehmend am Ort des Verbrauchs hergestellt werden, geht der internationa-le Handel mit Endprodukten zurück. Das weltweite Exportvolumen dieser Produkte wird somit ceteris paribus geringer. Gleiches gilt für Vorprodukte und Einzelteile, die ebenfalls verstärkt am Ort des Verbrauchs produziert werden.
These 4: Erhöhung des internationalen Handels mit Grundstoffen
Die skizzierten produktionstechnologischen Eigenschaften der 3D-Druck-Technologie haben zur Folge, dass der grenzüberschreitende Handel mit allen Grundstoffen, die für eine Produk-tion mit 3D-Druckern notwendig sind, zunehmen wird. Vor allem rohstoffarme Industrieländer wie Deutschland müssen also mehr Rohstoffe importieren.
In der Summe dürfte das weltweite Handelsvolumen meiner Einschätzung nach jedoch lang-fristig sinken, weil der Verbrauch an Grundstoffen bei dem additiven Produktionsverfahren der 3D-Drucker wesentlich geringer ist als bei dem traditionellen subtraktiven Verfahren.
Im Ergebnis kann der Zuwachs an Exporten von Grundstoffen den Rückgang von Exporten im Bereich der Vor- und Endprodukte nicht kompensieren. Das weltweite Handelsvolumen wird also technologisch bedingt ceteris paribus kleiner. Aus ökologischer Sicht ist dies eine positive Entwicklung: Weniger weltweiter Handel bedeutet weniger Energieverbrauch. Damit werden Umweltbelastungen reduziert.
These 5: Zunahme der ausländischen Direktinvestitionen
Der Rückgang des grenzüberscheitenden Handels mit Vor- und Endprodukten bedeutet nicht, dass Unternehmen ihre Produkte nicht mehr im Ausland verkaufen. Dies kann nach wie vor geschehen. Die Unternehmen werden jedoch einen Großteil ihrer Produkte mithilfe der 3D-Druck-Technologie in dem Land des Verkaufs herstellen. Dafür ist es notwendig, die entspre-chenden Produktionskapazitäten aufzubauen. Dies führt zu ausländischen Direktinvestitionen. Perspektivisch werden diese Investitionen daher deutlich an Bedeutung gewinnen.
Diese fünf Thesen zur Zukunft der internationalen Arbeitsteilung vor dem Hintergrund der wachsenden Bedeutung der 3D-Druck-Technologie sind mit einer hohen Unsicherheit ver-bunden. Unklar ist vor allem, wie schnell sich die skizzierten erwarteten Entwicklungen durch-setzen und in welchem Ausmaß sie die grenzüberschreitende Arbeitsteilung und den damit verbundenen internationalen Handel verändern. Dazu exemplarisch nur zwei Quellen mit di-vergierenden Thesen zur zukünftigen Bedeutung dieser Technologie für den Welthandel:
In einem Beitrag für das „World Economic Forum“ vom Oktober 2017 vertreten Wolf-gang Lehmacher und Martin Schwemmer die These „3D-printing might not kill global trade after all“ (https://www.weforum.org/agenda/2017/10/3d-printing-global-trade-supply-chains/).
Raoul Leering von ING sieht hingegen in seiner im September 2017 veröffentlichten Analyse „3D printing: a threat to global trade“ (https://www.ingwb.com/media/2088633/3d-printing-report-031017.pdf) langfristig eine erhebliche Verringerung des Welthandels wegen dieser Technologie.
Noch ist die Bedeutung von 3D-Druckern für die weltwirtschaftliche Entwicklung vernachläs-sigbar gering. Es könnte daher Jahrzehnte dauern, bis die skizzierten Auswirkungen auf die internationale Arbeitsteilung Realität werden. Andererseits wurde in der Vergangenheit die Schnelligkeit, mit der sich neue Technologien wie das Automobil oder der Computer durchge-setzt haben, häufig unterschätzt – es könnte also auch schneller zu einer flächendeckenden Anwendung dieser Technologie kommen.
Anmerkung: Der vorliegende Beitrag ist eine aktualisierte und modifizierte Version des Bei-trags „How 3D Printing Technology Could Change World Trade“, der am 10. Mai 2018 auf GED-Home erschienen ist (https://ged-project.de/allgemein-en/how-3d-printing-technology-could-change-world-trade/).

Noch steckt die 3D-Druck-Technologie in einer frühen Phase ihrer Entwicklung. Sie könnte aber bald flächendeckend eingesetzt werden. Das hätte gravierende Auswirkungen auf die internationale Arbeitsteilung und den damit verbundenen internationalen Handel.

3D-Druck-Technologie – Worum geht es?

Mit 3D-Druckern werden Kunststoffe, Metalle und andere Grundstoffe zu neuen Objekten verschmolzen. Das 3D-Druckverfahren ist ein sogenanntes additives Produktionsverfahren, das Materialien schichtweise zusammenfügt. Es wird also nur der Materialinput eingesetzt, der am Ende auch in das hergestellte Produkt einfließt.

Die aktuellen Produktionsverfahren sind hingegen subtraktive Fertigungsprozesse. Das bedeutet: Die benötigten Materialien werden zugeschnitten und bearbeitet (Fräsen, Schleifen, Bohren, Feilen etc.), was mit Materialverlusten verbunden ist. Die 3D-Druck-Technologie führt also zu einer erheblichen Reduzierung der Materialverschwendung. Dies bedeutet eine Steigerung der Produktivität und niedrigere Preise für die hergestellten Produkte – und es spricht für eine verstärkte Anwendung dieser Technologie in der Produktion.

Bedeutung der 3D-Druck-Technologie für die Produktion – Status quo

Obwohl diese Technologie mit Blick auf den Einsatz in der Massenproduktion von Konsumgütern noch am Anfang ihrer Entwicklung steht, werden bereits zahlreiche Produkte mit ihr hergestellt. Beispiele sind unter anderem Möbel, Maschinen-, Flugzeug- und Autoteile und sogar schon ganze Automobile und Fertighausteile (vgl. hier[ a ], S. 10 f.). Ein besonders spektakuläres Beispiel der jüngsten Vergangenheit ist ein aus menschlichem Gewebe erzeugtes kleines – allerdings noch nicht schlagendes – Herz (vgl. hier[ b ]).

Bis jetzt handelt es sich bei den hergestellten Gegenständen meistens um Einzelanfertigungen oder kleine Stückzahlen. Für die Produktion großer Stückzahlen wird die 3D-Druck-Technologie momentan kaum genutzt.

Zukünftige Bedeutung der 3D-Druck-Technologie für die Produktion

In der Vergangenheit haben sich die Kosten, die mit der Einführung und dem Einsatz neuer Technologien im Bereich der industriellen Produktion verbunden waren, im Laufe der Zeit erheblich verringert. Perspektivisch ist es deshalb durchaus plausibel, dass die technologische Entwicklung den Einsatz der 3D-Drucker auch für die Massenfertigung attraktiv macht (vgl. hier[ c ], S. 34 f.).

Wenn sich diese Entwicklung tatsächlich einstellen sollte, wird sich die internationale Arbeitsteilung – und damit auch der Welthandel – erheblich verändern. Aus meiner Sicht könnten folgende fünf Thesen diese Veränderungen in den kommenden Jahrzehnten maßgeblich prägen.

These 1: Regionales Zusammenrücken von Produktion und Verbrauch

Der verstärkte Einsatz von 3D-Druckern in der Produktion bedeutet, dass menschliche Arbeitskraft durch Kapital und Technologien ersetzt wird. Niedriglohnländer verlieren damit an internationaler Wettbewerbsfähigkeit. Für Industrieländer wird die Auslagerung von Produktionsprozessen in diese Länder weniger attraktiv. Damit ist in den Industrieländern eine Tendenz zum Insourcing zu erwarten: Produktionsaktivitäten, die ehemals aus Kostengründen in das Ausland verlagert wurden, finden nun wieder im Inland statt. Ein Beispiel dafür ist die Sportmarke adidas, die 2017 in Ansbach mit der Serienproduktion von Sportschuhen „aus dem 3D-Drucker“ begonnen hat (vgl. hier[ d ]). 

Diese Tendenz der Produktionsortverlagerung wird noch dadurch verstärkt, dass eine Fertigung am Ort der Konsumenten Transportkosten einspart. Dies betrifft sowohl den Transport der Endprodukte zum Verbraucher als auch den vorherigen Transport von Einzelteilen und Vorleistungen zum Produktionsort. Beide Entwicklungen dürften dazu führen, dass die gesamte Herstellung von Konsumgütern verstärkt dort stattfindet, wo die Verbraucher leben. Aus globaler Sicht bedeutet dies eine stärkere Regionalisierung der Produktion.

These 2: Verkürzung globaler Wertschöpfungsketten

Mit der Regionalisierung der Produktion geht die Bedeutung importierter Vorleistungen zurück. Einzelteile werden nicht mehr von Zulieferern aus dem Ausland produziert, sondern mithilfe der 3D-Druck-Technologie am Ort der Produktion. Dies ist günstiger (weil der Materialverbrauch geringer ist und Transportkosten entfallen), schneller (weil Zeit für Transporte eingespart wird) und flexibler (weil umgehend auf produktspezifische Besonderheiten und individuelle Kundenwünsche eingegangen werden kann).

These 3: Verringerung des internationalen Handels mit End- und Vorprodukten

Wenn Produkte zunehmend am Ort des Verbrauchs hergestellt werden, geht der internationale Handel mit Endprodukten zurück. Das weltweite Exportvolumen dieser Produkte wird somit ceteris paribus geringer. Gleiches gilt für Vorprodukte und Einzelteile, die ebenfalls verstärkt am Ort des Verbrauchs produziert werden.

These 4: Erhöhung des internationalen Handels mit Grundstoffen

Die skizzierten produktionstechnologischen Eigenschaften der 3D-Druck-Technologie haben zur Folge, dass der grenzüberschreitende Handel mit allen Grundstoffen, die für eine Produktion mit 3D-Druckern notwendig sind, zunehmen wird. Vor allem rohstoffarme Industrieländer wie Deutschland müssen also mehr Rohstoffe importieren.

In der Summe dürfte das weltweite Handelsvolumen meiner Einschätzung nach jedoch langfristig sinken, weil der Verbrauch an Grundstoffen bei dem additiven Produktionsverfahren der 3D-Drucker wesentlich geringer ist als bei dem traditionellen subtraktiven Verfahren.

Im Ergebnis kann der Zuwachs an Exporten von Grundstoffen den Rückgang von Exporten im Bereich der Vor- und Endprodukte nicht kompensieren. Das weltweite Handelsvolumen wird also technologisch bedingt ceteris paribus kleiner. Aus ökologischer Sicht ist dies eine positive Entwicklung: Weniger weltweiter Handel bedeutet weniger Energieverbrauch. Damit werden Umweltbelastungen reduziert.

These 5: Zunahme der ausländischen Direktinvestitionen

Der Rückgang des grenzüberscheitenden Handels mit Vor- und Endprodukten bedeutet nicht, dass Unternehmen ihre Produkte nicht mehr im Ausland verkaufen. Dies kann nach wie vor geschehen. Die Unternehmen werden jedoch einen Großteil ihrer Produkte mithilfe der 3D-Druck-Technologie in dem Land des Verkaufs herstellen. Dafür ist es notwendig, die entsprechenden Produktionskapazitäten aufzubauen. Dies führt zu ausländischen Direktinvestitionen. Perspektivisch werden diese Investitionen daher deutlich an Bedeutung gewinnen.

Ausblick

Diese fünf Thesen zur Zukunft der internationalen Arbeitsteilung vor dem Hintergrund der wachsenden Bedeutung der 3D-Druck-Technologie sind mit einer hohen Unsicherheit verbunden. Unklar ist vor allem, wie schnell sich die skizzierten erwarteten Entwicklungen durchsetzen und in welchem Ausmaß sie die grenzüberschreitende Arbeitsteilung und den damit verbundenen internationalen Handel verändern. Dazu exemplarisch nur zwei Quellen mit divergierenden Thesen zur zukünftigen Bedeutung dieser Technologie für den Welthandel:

Noch ist die Bedeutung von 3D-Druckern für die weltwirtschaftliche Entwicklung vernachlässigbar gering. Es könnte daher Jahrzehnte dauern, bis die skizzierten Auswirkungen auf die internationale Arbeitsteilung Realität werden. Andererseits wurde in der Vergangenheit die Schnelligkeit, mit der sich neue Technologien wie das Automobil oder der Computer durchgesetzt haben, häufig unterschätzt – es könnte also auch schneller zu einer flächendeckenden Anwendung dieser Technologie kommen.

Der vorliegende Beitrag ist eine aktualisierte und modifizierte Version des GED-Beitrags „How 3D Printing Technology Could Change World Trade“[ g ], der am 10. Mai 2018 erschienen ist.

©KOF ETH Zürich, 23. Mai. 2019

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