In mehreren Forschungsunterfragen untersucht die Arbeit die ökonomischen, technischen und rechtlichen Aspekte einer Unternehmensgründung im Bereich der Instandhaltungsmodifikation unter Zuhilfenahme von 3D-Druck und -Scanning. Die Arbeit zeigt, dass es eine Möglichkeit der Kombination von 3D-Druck und 3D-Scanning gibt. Hierbei muss abgewogen werden, ob der Einsatz wirtschaftlich ist. Das 3D-Scanning kann zum Beispiel für die Vermessung von simplen Bauteilen eingesetzt werden, um sie mit CAD zu modifizieren. Die additiven Fertigungstechniken besitzen viele Vorteile, jedoch gibt es im Bereich der Praxis noch einige Bedenken, die gegen einen Einsatz sprechen. Des Weiteren gibt es auf dem Markt einige Mitbewerber.
Eine Lösung, wie im Fallbeispiel dieser Arbeit, sollte sich aufgrund des Instandhaltungsmanagement- und IP-Managementconsulting von den Mitbewerbern abgrenzen. Die Technologie wird sich in den nächsten Jahren noch weiterentwickeln und das kann zum Abbau von Vorurteilen führen. Schon jetzt bietet die Technologie in Relation zu den herkömmlichen Fertigungstechniken Vorteile in Bezug auf die Herstellung, Modifizierungen und Geometrien. Im Bereich der Nachhaltigkeit gibt es noch weitere Chancen, dass keine Ersatzteile auf Vorrat produziert werden müssen, sondern auf Nachfrage regional (hier auch von den OEM) hergestellt werden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Kontext und Problemstellung
1.2 Übersicht der Forschungsziele und Methoden
1.3 Aufbau und Gang der Arbeit
2 Stand der Technik und Wissenschaft
2.1 Entrepreneurship
2.1.1 Allgemein
2.1.2 Begrifflichkeiten
2.1.3 Phasen der Unternehmensgründung
2.1.4 Methoden
2.1.4.1 Business Modell Canvas
2.1.4.2 Design Thinking
2.1.4.3 Pitching
2.1.4.4 Lego® Serious Play®
2.1.4.5 Business Case
2.1.4.6 Business Plan (Unternehmenskonzept)
2.1.5 Marketing
2.1.6 Nachhaltigkeit
2.1.7 Gesellschaftsform und Finanzierung
2.1.8 Richtlinien und Intellectual Property
2.1.8.1 Schutzrechte
2.1.8.2 Produktsicherheit
2.1.8.3 Arbeitssicherheit
2.1.8.4 Relevante Bezüge im Kontext von 3D-Druck-Bauteilen
2.2 Additive Fertigungstechnik, Instandhaltung und Flächenrückführung
2.2.1 Additive Fertigungstechnik
2.2.1.1 Allgemein
2.2.1.2 Einzelne Verfahren
2.2.1.3 FDM-Verfahren
2.2.1.4 Metall-Verfahren
2.2.2 Instandhaltung (Maintenance)
2.2.2.1 Instandhaltungsmanagement
2.2.2.2 Ersatzteilmanagement
2.2.2.3 Instandhaltung in der Industrie
2.2.3 Methoden zur 3D-Datenerfassung
2.2.3.1 Allgemeines
2.2.3.2 Berührungslose Verfahren
2.2.3.3 Taktile Verfahren
2.2.3.4 Physikalische und mathematische Grundlagen zur Streckenmessung beim Laserscanning
2.2.4 Reverse Engineering
2.2.4.1 Allgemeines
2.2.4.2 Reverse Engineering im Maschinenbau
2.2.4.3 Reverse Engineering als Grundlage für den 3D-Druck
3 Fallbeispiel
3.1 Projektbeschreibung
3.2 Bezug zur IST-Situation
3.2.1 Ausgangslage
3.2.2 Resultierende Business Canvas aus der bisherigen Arbeit
3.3 Entwicklung des Fallbeispiels
3.3.1 Lean Canvas
3.3.2 Mangel
3.3.3 Markt und Mitbewerber
3.3.3.1 Bedeutung für die Wirtschaft
3.3.3.2 Beispiele aus dem Maschinenbau
3.3.3.3 Beispiele aus dem Dienstleistungsmanagement
3.3.3.4 Marktanalyse
3.4 Anwendung der Methoden
3.4.1 Fokusgruppen
3.4.2 Lego® Serious Play®
3.4.3 Design Thinking
3.4.4 Business-Modell-Canvas
3.4.5 Zwischenfazit
3.5 Lösung
3.5.1 Anwendungsbereich
3.5.2 Businessplan-Auszug
3.5.3 Produktsetting
3.5.3.1 Planung
3.5.3.2 Vorbereitung der Laboruntersuchung
3.5.3.3 Beispiele
3.6 Ergebnis
3.7 Weitere Schritte
4 Resümee
4.1 Zusammenfassung
4.2 Beantwortung der Forschungsfragen
4.3 Ableitung der weiteren Forschungsfragen
Zielsetzung & Themen
Die Masterarbeit befasst sich mit dem Unternehmertum im Bereich der additiven Fertigung, wobei sie untersucht, inwieweit die Kombination von 3D-Druck und 3D-Scanning zur effizienten Ersatzteilbeschaffung in der industriellen Instandhaltung beitragen kann. Hierbei steht die Forschungsfrage im Mittelpunkt, ob und wie diese Technologien ein tragfähiges Geschäftsmodell für ein Startup bilden können, um typische Probleme der Instandhaltung, wie mangelnde Verfügbarkeit von Ersatzteilen, zu lösen.
- Entrepreneurship und Geschäftsmodellentwicklung (Business Canvas)
- Grundlagen und Stand der Technik additiver Fertigungsverfahren (u.a. FDM)
- Methoden der 3D-Datenerfassung und des Reverse Engineering
- Rechtliche Rahmenbedingungen wie Patentrecht und Produktsicherheit im Kontext von 3D-Druck
- Praktische Validierung durch Fallbeispiel, Experteninterviews und Machbarkeitsstudien
Auszug aus dem Buch
2.1.1 Allgemein
Die Forschungsdisziplin Entrepreneurship gilt in der Forschungsgemeinschaft als junger Bereich, der sich in den letzten Jahrzehnten sowohl international als auch im deutschsprachigen Raum immer mehr entwickelt hat (vgl. Krell 2013: 1). Wenn im nächsten Kapitel Unternehmertum erwähnt wird, bedeutet dies, aus dem Nichts ein neues Unternehmen aufzubauen (vgl. Freiling/ Harima 2019: 7). Leadership und Management kommen aus dem Englischen, Unternehmertum aus dem Deutschen. Im Gegensatz zu allen drei anderen Begriffen bezieht sich Entrepreneurship nur auf die Gründung und Ansiedlung junger Unternehmen – oder etwas genauer: auch die Schaffung und Etablierung neuer Unternehmen. Ein solches Neugeschäft kann auch in etablierten Unternehmen entstehen. Dies wird dann als „Corporate Entrepreneurship“ zusammengefasst (vgl. Freiling/ Harima 2019: 7). Als Erfolg einer gelungenen Gründung wird die nachhaltige Überlebensfähigkeit des Start-Ups gesehen. Zu den erfolgsrelevanten Gründungsfaktoren zählen das Gründungshandeln, die Gründungsperson und die Gründungssituation sowie auch deren Beziehungen zueinander (vgl. Knör 2015: 3).
Unternehmer zeichnen sich dadurch aus, dass sie selbstständig und unabhängig sind. Die Aufgaben von selbstständig tätigen Personen sind im Allgemeinen vielfältiger und weniger geregelt als jene von Angestellten. Dies führt dazu, dass Unternehmer berufliche Überraschungen in Kauf nehmen und improvisieren müssen. Zudem bestehen erhöhte Erwerbsrisiken aufgrund ihrer alleinigen Verantwortung für die Konsequenzen ihres beruflichen Handelns. Dies führt zur Vermutung, dass Unternehmer bereit sein müssen, Risiken einzugehen. Da stets das Risiko besteht, wirtschaftlich zu scheitern, ist eine Person, die keine emotionale Stabilität besitzt, als Unternehmer ungeeignet (vgl. Negri 2017: 64). Die Erkenntnis, dass Innovation eine Schlüsselrolle für den wirtschaftlichen Erfolg spielt, ist nicht neu. Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts förderte der Ökonom Josef Schumpeter (1934) in seiner Theorie der ökonomischen Entwicklung Innovation als Triebfeder für Wirtschaftswachstum und Erfolg.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Relevanz von technologieorientierten Spin-offs ein und definiert die Problemstellung sowie die Forschungsfragen zur Kombination von 3D-Druck und Scanning in der Instandhaltung.
2 Stand der Technik und Wissenschaft: Dieses Kapitel erläutert theoretische Grundlagen des Entrepreneurships sowie den Stand der Technik in den Bereichen additive Fertigung, Instandhaltung, 3D-Datenerfassung und Reverse Engineering.
3 Fallbeispiel: Der Praxisteil entwickelt unter Anwendung verschiedener Methoden wie Fokusgruppen und Design Thinking ein konkretes Geschäftskonzept für die industrielle Instandhaltung.
4 Resümee: Hier werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst, die Forschungsfragen beantwortet und ein Ausblick auf weiterführende Forschungsbedarfe gegeben.
Schlüsselwörter
3D-Druck, Additive Fertigung, Instandhaltung, Reverse Engineering, Entrepreneurship, Business Model Canvas, FDM-Verfahren, 3D-Scanning, Ersatzteilmanagement, Patentrecht, Startup, Industrie 4.0, Nachhaltigkeit, Innovationsmanagement, KMU
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Masterarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Potential von 3D-Druck und 3D-Scanning für die Gründung eines Startups, das industrielle Instandhaltungsdienstleistungen anbietet, insbesondere für Kunden, die Schwierigkeiten bei der Ersatzteilbeschaffung haben.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind Entrepreneurship, additive Fertigungstechniken (vor allem FDM), Reverse Engineering sowie rechtliche Fragestellungen wie das Patentrecht und Produktsicherheit im 3D-Druck-Kontext.
Was ist das primäre Ziel der Forschung?
Das Ziel ist die Entwicklung eines fundierten Business-Plans für ein Startup im Ersatzteilsektor unter Einsatz von Kreativmethoden wie Design Thinking und Lego® Serious Play®, um eine Nische in der industriellen Wartung zu besetzen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einem Mix aus Literaturrecherche, Expertengesprächen, der Durchführung einer Fokusgruppe zur Erarbeitung eines Business-Modell-Canvas und einer praktischen Machbarkeitsstudie im MakerSpace.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Aufarbeitung des Stands der Technik (Entrepreneurship, Fertigungsverfahren, Instandhaltung) und ein Fallbeispiel, in dem ein Business-Modell für ein Startup namens "Printmaintenance" entwickelt und validiert wird.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind 3D-Druck, Instandhaltung, Reverse Engineering, Business-Plan, Additive Fertigung und Patentrecht.
Welche Rolle spielt das Patentrecht für das vorgeschlagene Startup?
Das Patentrecht ist entscheidend, da das Startup durch Reverse Engineering Ersatzteile nachbaut. Das Dokument unterstreicht die Notwendigkeit von Patentrecherchen, um keine Schutzrechte Dritter zu verletzen und rechtliche Risiken wie Patentklagen zu vermeiden.
Welche Bedeutung hat das FDM-Verfahren für dieses Fallbeispiel?
Das FDM-Verfahren wird als kostengünstige Technologie für die Ersatzteilherstellung validiert. Die Untersuchung zeigt, dass es sich gut für simple Bauteile und Hilfsmittel eignet, jedoch bei mechanisch hochbelasteten Teilen oder für hohe Präzisionsanforderungen an Grenzen stößt.
Wie trägt das Start-up zur Nachhaltigkeit bei?
Durch die lokale und bedarfsgerechte Produktion (On-Demand) von Ersatzteilen mittels 3D-Druck können lange Lieferketten aus Fernost vermieden und die Einlagerung ungenutzter Teile reduziert werden, was die Ökobilanz verbessert.
- Quote paper
- Benjamin Wagner (Author), 2021, Unternehmertum im Bereich der Additiven Technologien. Flächenrückführung in der Instandhaltung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1180902
