Der 20 Mrd. Dollar-Markt in 2020: Wo geht’s hin mit dem 3D-Druck?

Veröffentlicht von Tamara Tüchelmann am 28. August, 2017.

Ohne Frage: Durch die Nutzung von additiven Fertigungsverfahren sind die Freiheiten im Design rasant gestiegen. Der 3D-Druck (hier als Synonym für additive Fertigungsverfahren) hat in den Hobbybau und die Kunst Eingang gefunden und beeindruckt durch immer komplexere Strukturen. Die Technologie hat sich jedoch längst über den Status ‘technische Spielerei’ hinaus entwickelt und ist häufig mit dem Bild eines herkömmlichen Druckers nicht mehr vereinbar. Was lange als Dezentralisierung der Produktiongedacht war, entwickelt sich heute immer mehr zu einem profitablen Massengeschäft für Industriegrößen wie Siemens oder GE, aber auch für Mittelständler und Startups.

Home-3D-Drucker für eigene Kleidung

Diese Wahrnehmung bestätigt ein Bericht der Wohlers Beratungsgruppe (Wohlers Report 2017). Demzufolge betrug das Wachstum in der 3D-Druck-Industrie im Jahr 2016 17,4%, wobei der globale Umsatz sich auf 6 Mrd. US-Dollar belief. Der 3D-Druck ist also bereits heute ein riesen Geschäft. Daneben hat Deloitte Polen mehrere Markterwartungen konsolidiert und prognostiziert einen rasanten Umsatzanstieg auf rund 20 Mrd. US-Dollar im Jahr 2020. Diese Schätzungen zeigen, dass der Markt für industrielle Anwendungen weiter, geradezu exponentiell, wachsen wird. Auch wenn diese positiven Bewertungen sicher etwas mit einem allgemeinen Tech-Hype zu tun haben, schauen wir uns in diesem Blogpost die Erfolgsfaktoren des 3D-Drucks noch einmal genauer an, um aktuelle Trends besser zu verstehen. Da das Desktop-Segment (d.h. Drucker unter 5.000 Dollar) mit 293 Millionen USD Umsatz immer noch relativ klein ist, fokussieren wir uns hier vor allem auf den industriellen Bereich.

Bleib dran und diskutiere mit Sebastian und Tamara von KREATIZE die aktuelle Situation am Markt und die Zukunft des 3D-Drucks.

In der Serienfertigung angekommen: Die Industrie arbeitet dank 3D-Druck schneller, genauer und günstiger

Bis heute werden generative Fertigungsverfahren am häufigsten für Proto­typing und Kleinserien verwendet. Aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit, Schnelligkeit und Designfreiheit hat der 3D-Druck viele Unternehmen überzeugt. Wie Dir sicherlich bekannt ist, kann der 3D-Druck optimal im Rapid Prototyping und zur Erfüllung individueller Kundenwünsche eingesetzt werden: In nur wenigen Stunden wird das gewünschte Stück aus einem 3D-Modell eines Bauteils hergestellt. Somit werden die Wartezeiten drastisch reduziert. Durch die Dezentralisierung der Produktion resultieren aus dieser neuen Technologie auch große Vorteile für das Lagermanagement, da viele Ersatzteile unkompliziert vor Ort hergestellt werden können. So demonstriert der Hafen von Rotterdam (460 Millionen Tonnen Umschlag pro Jahr) dieses Jahr eindrucksvoll das Potential additiver Fertigungsmethoden. Eine innovative Einheit des Hafens produziert Bauteile für Schiffe “On-Demand”, wodurch deutlich weniger Ersatzteile auf Vorrat in den Lägern bereitgehalten werden müssen.

Neben den bekannten Vorteilen für kleinere Losgrößen stoßen immer mehr Hersteller aber auch mit dem Ziel in den Markt vor, den 3D-Druck zum Massengeschäft zu machen. In der Realität ist die Anwendbarkeit des 3D-Drucks für Massenprodukte bereits so weit ausgereift, dass viele Unternehmen additive Fertigungsverfahren heute schon für die Produktion größere Stückzahlen verwenden. So druckt Airbus in einer Produktionshalle in Friesland Titanteile für den Flugzeugbau, während der amerikanische Großkonzern GE seit längerem zentrale Bauteile seiner Flugzeugmotoren in dieser Weise produziert. GE stellte außerdem gerade ein Turbinenflugzeug vor, dessen Teile zu einem Drittel mit generativen Verfahren hergestellt wurden. Weitere Beispiele für diese Entwicklung gibt es viele, und es fällt uns schwer, einzelne Unternehmen herauszuheben. Dennoch wollen wir Adidas und die Automobilbranche ein wenig näher betrachten:

  • Der Sportartikelhersteller Adidas beginnt mit der Serienfertigung von Schuhsohlen und plant im Jahr 2018 bereits 100.000 Sohlen zu drucken. Dies wird vor allem deshalb möglich sein, weil die Druckgeschwindigkeit der Sohlen mittels einer neuen Technologie von Carbon (Lesen Sie hier mehr zu dem innovativen Hersteller) von 90 Min. auf 20 Min. reduziert wurde.
  • In der Automobilindustrie haben generative Verfahren bereits häufiger in die Serienproduktion Eingang gefunden. So stellt der SIEMENS-Konzern mit einem Fortus 900mc 3D-Drucker von Stratasys Bauteile in Serie her. Auch der Automobilzulieferer Thomas Pazulla ist sehr erfolgreich in diesem Markt tätig und hat bereits ca. 40k Teile hergestellt.

Einfach gesagt, arbeiten die Entwickler also vor allem daran, mit neuen Maschinen und Dienstleistungen Serienteile schneller und günstiger bauen zu können. Die Stabilität der Produkte sollte dabei nicht außer Acht gelassen werden, weshalb stärkere Strukturen benötigt werden. Um die Geschwindigkeit, die zur Massenproduktion notwendig ist zu erreichen, werden einzelne Maschinen immer häufiger zu ganzen Fertigungslinien vernetzt. Glücklicherweise gehören deutsche Unternehmen auch hier zu den Marktführern. Vor allem asiatische Länder planen aber aufzuholen und versuchen sich im Markt der 3D-Druck-Serienproduktion zu etablieren. Innovationen und die Weiterentwicklung bestehender Methoden werden deshalb unabdingbar bleiben. Im nächsten Abschnitt diskutieren wir die wesentlichen Trends.

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Das Ende der Fahnenstange für den 3D-Druck? Bei Weitem nicht!

Auch wenn die additive Fertigung immer besser wird, ist das Innovationspotential noch lange nicht ausgeschöpft. Forschungszentren, Universitäten und Unternehmen arbeiten mit Hochdruck daran, technische und wirtschaftliche Grenzen des 3D-Drucks zu überwinden. So kann bspw. die Kombination von generativen Fertigungsverfahren mit klassischen Methoden wir CNC oder Feinguss die Effizienz und Flexibilität von 3D-Druckern beträchtlich steigern. Viele Ideen kommen außerdem aus dem Softwarebereich und hinterfragen bspw. die Art und Weise, wie 3D-Vorlagen erstellt und verarbeitet werden. Hier eine kurze Übersicht zu diesen Trends:

Neben der Erschließung neuer kommerzieller Anwendungsgebiete für bestehende Verfahren und die Steigerung der Effizienz bekannter Methoden, befindet sich auch die Forschung an neuen Materialien im Fokus der Fertigungsunternehmen. Werkstoffe wie organisches Material, Glas oder neue Polymere eröffnen interessante Perspektiven in der Produktentwicklung. Hier eine Übersicht interessanter Artikel zur Materialentwicklung:

Und neben diesen neuen Trends, gibt es auch im Desktop-Segment spannende Entwicklungen wie bspw. einen 3D-Drucker für 99 USD. Oder Danit Peleg, ein innovatives Unternehmen, das den ersten Home-3D-Drucker für eigene Kleidung anbietet.

Neue Spielräume durch eine neue Dimension: Die Idee des 4D-Drucks

Sowohl in der Forschung als auch in der Wirtschaft wird seit geraumer Zeit eine weitere, relativ neue Idee diskutiert und ausführlich getestet: der 4D-Druck. Dieses generative Verfahren wird häufig auch unter dem Begriff ‘programmierbare Materialien’ geführt, da es im eigentlichen Sinne keine neue Technologie, sondern eine Kombination aus 3D-Druck und neuartigen Materialien darstellt. So nutzt der 4D-Druck additive Fertigung, um eine flache Struktur eines Objektes herzustellen. Im Anschluss wird diese durch Umwelteinflüsse wie Hitze oder Feuchtigkeit in eine 3D-Form transformiert und ermöglicht so eine vierte Dimension. Im Kern ist der 4D-Druck demnach nichts anderes als eine nachgelagerte oder zeitverzögerte 3D Struktur aus dem Drucker. Das Spannende dabei ist aber, dass sowohl Zeitpunkt als auch Art des Umwelteinflusses vorher exakt bestimmt werden können.

Zu bedenken ist allerdings, dass beim 4D-Druck noch einige technische Hürden zu überwinden sind. Dennoch: Der 4D-Druck bietet breite Anwendungsmöglichkeiten und die Chance, Lagerraum und Transportkosten zu reduzieren. Erste praktische Konzepte existieren bspw. in der Möbelindustrie oder in der Baubranche. Gegenwärtig reifen weitere Ideen heran, wie diese Technologie in Zukunft genutzt werden könnte. Vor allem asiatische Forscher experimentieren mit den Konditionen und der Haltbarkeit derartig produzierter Objekte. (Lesen Sie hier den gesamten Artikel im Englischen).

Fazit und Diskussionsgrundlage

Wenn wir uns die Entwicklung des 3D-Drucks genau anschauen, wird klar, dass additive Fertigungsverfahren bereits flächendeckend als Produktionsmethode eingesetzt werden. Was vor einem Vierteljahrhundert als Idee zur Demokratisierung der Kreativität und der Produktionsmittel begann und die Deglobalisierung sowie Nachhaltigkeit der Fertigung vorantreiben sollte, ist damit längst industrialisiert und zum Massengeschäft geworden. Denn wenn Forecast 3D plant, bis zu 600.000 Teile pro Woche zu drucken, dann stellt dies zweifellos Massenproduktion und nicht mehr Prototyping dar. Die Visionäre haben also weitestgehend recht behalten: 20 Mrd. Dollar in 2020 zeigen, dass der 3D-Druck längst den Kinderschuhen entwachsen ist. Die neuesten Innovationen und Konzepte, wie der 4D-Druck, zeigen außerdem, dass die Entwicklung additiver Verfahren nicht mit der Industrialisierung des 3D-Drucks enden wird. Die geballte Innovationskraft der produzierenden Wirtschaft und die Kooperationen mit StartUps und der Forschung werden den Wandel beschleunigen und immer neue Impulse für die Industrie erzeugen.

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Baby Groot von Guardians of the Galaxy 2

In der Zwischenzeit, experimentieren wir weiter mit unseren 3D-Druckern und stellen kleine Burgen, Tiere und ähnliches her. Beispielsweise den super süßen baby Groot von Guardians of the Galaxy 2! Wir sind stolz, unsere eigenen kleinen Projekte mit dem Prusa MK2 I3 und dem Nobel 1.0A herstellen zu können. Falls Du auch eine Datei herstellen möchtest, schicke uns einfach die CAD-Datei via tt@kreatize.com zu und wir suchen die 3 besten Ideen aus und stellen sie mit unserem 3D-Drucker her. Wir freuen uns auf Deine Ideen!

Und so kannst Du schnell und einfach Bauteile bestellen:

Von den Vorteile der 3D-Druckverfahren und den verschiedenen Materialien kannst Du auch ohne einen eigenen 3D-Drucker profitieren. Mit unserem Herstellernetzwerk mit über 200 Fertigungsanbietern haben wir die Möglichkeit schnell und einfach in den verschiedenen 3D-Druckverfahren Bauteile fertigen zu lassen und das natürlich auch für Dich und Deine Kunden.

Du kannst einfach Deine CAD-Dateien bei uns auf der Plattform hochladen, bekommst ein unverbindliches Angebot innerhalb weniger Stunden von uns zurück und kannst dann sofort über uns das Bauteil in Auftrag geben. So einfach war die Bestellung von Bauteilen noch nie — melde Dich auf unserer Webseite für ein erstes Gespräch an und lege sofort los:

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Tamara Tüchelmann
Tamara TüchelmannMarketing & Communications bei KREATIZE® GmbH.

By |2018-04-26T09:50:02+00:00August 28th, 2017|3D Druck, Additive Fertigung|