Die Evolution des 3D-Drucks

Von der Senkung der Kosten über die Effizienzsteigerung bis hin zur Förderung von Innovationen sind viele Menschen begeistert von den Auswirkungen, die der 3D-Druck auf die Zukunft der Fertigung haben wird. Die Wahrheit ist jedoch, dass es bereits einen erheblichen Einfluss auf die Branche hatte.

Werfen Sie einen Blick zurück auf die Entwicklung des 3D-Drucks, um zu sehen, wie das Phänomen begann und wie es der Fertigungsindustrie geholfen hat, sich weiterzuentwickeln.

Die 1980er:Grundlagen des 3D-Drucks

3D-Druck war erst in den 1980er Jahren eine Idee. 1981 entdeckte Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute in Japan eine Möglichkeit, Materialschichten zu drucken, um ein 3D-Produkt zu erstellen. Leider konnte Kodama sein Patent für die Technologie nicht genehmigen.

In Frankreich haben die französische General Electric Company und CILAS, ein Hersteller von Laser- und optischer Technologie, einen Weg gefunden, 3D-gedruckte Objekte zu erstellen. Die Unternehmen sahen jedoch keinen Nutzen für die Technologie und gaben ihre Entdeckungen bald auf.

1986 schließlich schuf ein amerikanischer Ingenieur namens Charles Hull einen Prototyp für ein Verfahren namens Stereolithographie (SLA). Hull verwendete Photopolymere, die auch als Materialien auf Acrylbasis bekannt sind, um sich mit ultraviolettem Licht von flüssig zu fest zu entwickeln. Hull patentierte den SLA-Drucker und andere Unternehmen folgten diesem Beispiel. Hull wird allgemein als „der Vater“ des 3D-Drucks bezeichnet.

Weitere Informationen: Ein Überblick über die additive Fertigung

Auch zwei weitere Schlüsseltechnologien wurden in dieser Zeit patentiert – Selective Laser Sintering (SLS), bei dem aus Pulverkörnern 3D-Druckprodukte hergestellt werden; und Fused Deposition Modeling (FDM), das Wärme verwendet, um 3D-Modelle zu schichten. Diese 3D-Druckmodelle bilden die Grundlage für den 3D-Druck.

Die 1990er:Mehr Technologien und mehr Akzeptanz

Mit der Grundlage der bereits geschaffenen Technologie begannen Unternehmen, den 3D-Druck zu experimentieren, zu erweitern und schließlich zu kommerzialisieren.

Mehrere neue 3D-Drucker kamen auf den Markt, darunter der ModelMaker von Solidscape®, bei dem Wachsmaterialien mit einem Tintenstrahldruckkopf aufgetragen wurden, der beim traditionellen Drucken häufiger vorkommt.

Neue Verfahren wie Mikroguss und gespritzte Materialien ermöglichten den Einsatz des 3D-Drucks für Metalle, nicht nur für Kunststoffe.

Die Technologie war jedoch immer noch unerschwinglich. Infolgedessen war die Akzeptanz auf die Produktion von Produkten mit hohen Kosten und geringen Stückzahlen beschränkt. So wurde es zu einer natürlichen Eignung für das Prototyping neuer Produkte in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Medizinindustrie.

Die 2000er:3D-Druck explodiert

Während es Anfang der 2000er Jahre iterative Veränderungen und Innovationen im Zusammenhang mit dem 3D-Druck gab, markierte 2005 das Jahr, in dem der 3D-Druck auf dem Weg zum Mainstream wurde. Viele der frühen Patente begannen abzulaufen, und Erfinder und Unternehmer versuchten, davon zu profitieren.

Ein Professor in England namens Dr. Adrian Bowyer hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen kostengünstigen 3D-Drucker zu entwickeln. Bis 2008 hatte sein „Darwin“-Drucker über 18% seiner eigenen Komponenten erfolgreich in 3D gedruckt, und das Gerät kostete weniger als 650 US-Dollar.

Als das FDM-Patent 2009 gemeinfrei wurde, konnten mehr Unternehmen eine Vielzahl von 3D-Druckern entwickeln und die Technologie wurde zugänglicher.

Der 3D-Druck begann, Mainstream-Schlagzeilen zu machen, da Konzepte wie 3D-gedruckte Gliedmaßen und 3D-gedruckte Nieren faszinierend und potenziell mächtig waren.

Die 2010er und die Maker-Bewegung

Als die Kosten für 3D-Drucker weiter sanken, stieg die Nachfrage nach der Technologie und sie wurden zu Hause und in Unternehmen immer häufiger.

In der Werkstatt begannen Hersteller, den 3D-Druck auf vielfältige Weise zu nutzen. Maschinenteile konnten schnell repariert und Lagerengpässe problemlos bekämpft werden.

Bis 2014 erwirtschaftete die Branche einen Umsatz von mehr als 1 Milliarde US-Dollar. Aber neben den beeindruckenden finanziellen Auswirkungen der Technologie hatte der 3D-Druck auch einen Einfluss auf die Arbeitsweise der Menschen.

Die Menschen waren nun frei, neue Produkte selbst herzustellen und zu entwickeln, ohne sich auf Unternehmen oder Technologiefirmen zu verlassen. Dieser befähigende Wandel befeuert The Maker Revolution, die die Kreation schätzt und sich auf Open-Source-Hardware konzentriert.

Laut einer Analyse von 2017 von A.T. Kearney wurde erwartet, dass der 3D-Druck zwischen 2017 und 2020 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 14,37 Prozent auf fast 17,2 Milliarden US-Dollar verzeichnen wird.

2020:3D-Druck reagiert auf COVID-19

Im Laufe der Jahrzehnte hat die Technologie des 3D-Drucks die Fertigungsindustrie immer weiter verändert. Im März 2020 haben sich viele Hersteller und Ingenieure im Kampf gegen die COVID-19-Pandemie engagiert, und die Anzahl der Aufrufe der 3D-Druck-Community, die notwendigen Materialien und Produkte bereitzustellen, hätte kein Branchenexperte vorhergesehen.

Mehr als 1700 3D-Druckspezialisten haben den 3D-Druck von Masken, Atemschutzmasken, Ventilen und mehr angeboten. Ein führendes Unternehmen für 3D-Druck, CNC-Bearbeitung und Spritzguss, Protolabs, gab auf Twitter bekannt:„Wir haben bereits eine Reihe von Kunden, die sich an uns gewandt haben, um die Produktion von Komponenten für #COVID19-Testkits und -Beatmungsgeräte zu beschleunigen. Arbeite an einer 10.000er-Teilebestellung, die morgen verschickt werden soll. Nie war ich stolzer, das zu tun, was wir tun! #digitalmanufacturing”

Protolabs und viele andere Hersteller arbeiten schnell daran, medizinisches Material herzustellen – kostenlos. Um zu sehen, welche Käufer für die von Ihnen angebotenen additiven Fertigungsdienstleistungen auf dem Markt sind, fordern Sie unseren kostenlosen benutzerdefinierten Bericht über kaufbereite Käufer an.

Die Zukunft der additiven Fertigung und des 3D-Drucks

Es war inspirierend, die Entwicklung des 3D-Drucks zu sehen und zu sehen, wie Hersteller aus allen Branchen zusammenarbeiten, um die Branche und die Wirtschaft zu gestalten. Laut Statista wird der weltweite Markt für 3D-Druckprodukte und -dienstleistungen bis 2024 voraussichtlich 40 Milliarden US-Dollar überschreiten.

Zulieferer für additive Fertigung und 3D-Designer listen ihr Unternehmen weiterhin auf Thomasnet.com, um ihre RFQs zu erhöhen und ihr Geschäft auszubauen (listen Sie hier Ihres auf). Da sich die 3D-Druck-Community weiterentwickelt, sind wir gespannt, wie sich auch der Rest der Fertigungsindustrie entwickelt.

---

Anmerkung der Redaktion:Wenn Sie Lieferanten für COVID-19-Artikel suchen, klicken Sie hier für diese Hersteller und Händler. Wenn Ihr Industrieunternehmen die Produktion lebenswichtiger Güter zur Bekämpfung des COVID-19-Ausbruchs unterstützen kann, füllen Sie bitte dieses Formular aus, um uns über Ihre Verfügbarkeit und Bereitschaft zum Einsatz von Ressourcen zu informieren. Thomas arbeitet mit Landes- und Bundesbehörden zusammen, um Hersteller zu mobilisieren, um Lieferungen und Dienstleistungen zu liefern.

---

Weitere Artikel zur additiven Fertigung finden Sie unter:

• Glassmaker erfindet neue Farbe, die 99% von COVID-19 abtötet

• Perseverance Rover der NASA bringt 3D-Druck zum Mars

• KFC wird Chicken Nuggets in 3D drucken
• Der Markt für 3D-Druck wird sich vervierfachen und bis 2030 über 50 Milliarden US-Dollar erreichen [Bericht]
• So integrieren Sie den 3D-Druck in Ihre Produktionsanlage [Anleitung]

Weitere Einblicke in andere Branchen finden Sie unter:

• Herausforderungen und Chancen in der Luft- und Raumfahrtindustrie
• Herausforderungen und Chancen im Private Labelling
• Herausforderungen und Chancen bei der Herstellung von Medizinprodukten
• Herausforderungen und Chancen in der Cannabisindustrie
• Herausforderungen und Chancen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
• Herausforderungen und Chancen in der pharmazeutischen Industrie