Experteninterview:Ultimaker-Präsident John Kawola über die Zukunft des 3D-Drucks

Seit seiner Gründung im Jahr 2011 hat sich Ultimaker zu einem der bekanntesten Namen im Desktop-3D-Druck entwickelt. Das Unternehmen, das mit der Prämisse gegründet wurde, den 3D-Druck für alle zugänglich zu machen, bietet eine Reihe von Open-Source-Desktop-3D-Druckern sowie Materialien und Software an. Und 2018 war ein ziemlich arbeitsreiches Jahr für den Hersteller von Desktop-3D-Druckern:Allein im April stellte Ultimaker seine neue S5-Maschine vor und kündigte seine Allianz mit einigen der weltweit größten Materialunternehmen an.

Wir haben mit John Kawola, Präsident von Ultimaker North America, gesprochen, um mehr über Ultimakers Entwicklung in den Unternehmenssektor, die wachsende Rolle des Desktop-3D-Drucks für die Fertigung und seine Gedanken zur Zukunft des 3D-Drucks zu erfahren.

Wie sind Sie zur additiven Fertigung gekommen?

Ich beschäftige mich schon lange mit der additiven Fertigung – ich war einige Jahre Teil einer Firma namens Z Corporation, die vor etwa 20 Jahren gegründet wurde. Dieses Unternehmen wurde vor etwa sechs Jahren übernommen. Ich kam 2016 zu Ultimaker.

Da ich so lange in der Branche tätig bin, denke ich oft daran, dass der 3D-Druck drei verschiedene Wellen durchlaufen hat:Die erste waren die 90er Jahre, in denen es um alles ging großes, teures Gerät. Die 2000er Jahre können als nächste Welle angesehen werden, in der die Maschinenpreise auf Zehntausende von Dollar gesunken sind.

Die letzten 10 Jahre können als Expansion in viele verschiedene Bereiche charakterisiert werden, von Niedrig- bis Kosten von 3D-Druckern bis hin zu Metallen für große Unternehmen, die sich engagieren.

Ultimaker wurde um die Zeit des Verbraucherhypes um den 3D-Druck gegründet, als viele Desktop-Player auf den Markt kamen. Jetzt, wo die Blase geplatzt ist, wo hat Ultimaker Erfolg gehabt, wo andere es nicht geschafft haben?

Ultimaker hat den ganzen Verbraucherhype, der zwischen 2012 und 2013 stattfand, nie wirklich mitbekommen.

Das Unternehmen begann, wie viele Start-ups im Desktop-Bereich, mit ein paar Jungs Bausätze. Aber der größte Teil unseres Fokus lag schon früh auf den wahren Enthusiasten und Bastlern. Einen echten Unterschied sahen wir immer im Consumer-Markt, wo die Leute, die schon ziemlich hartgesottene Macher oder Bastler waren, die nötige Ausrüstung bereits zu Hause hatten. Und wir dachten, das sei ein guter Markt für den 3D-Druck. Der allgemeine Hype ging dahin, zu denken, dass jeder einen 3D-Drucker haben würde – ich denke, das hat sich als nicht wahr erwiesen, zumindest nicht damals und wahrscheinlich bis heute.

Seitdem haben wir haben das Geschäft 2018 weiter zu etwas entwickelt, das viel unternehmerischer und professioneller geworden ist. Während wir also immer noch an die Maker-Crowd und an das Bildungswesen verkaufen, verkauft der überwiegende Teil unseres Geschäfts jetzt an große Unternehmen.

War es eine aktive Entscheidung Ihrerseits, in den Unternehmenssektor zu wechseln, oder ist das einfach so passiert?

Ein bisschen von beidem. Ein wichtiger Faktor für diesen Übergang ist, dass sich die Technologie kontinuierlich verbessert hat. Vor drei oder vier Jahren waren Desktop-3D-Drucker, einschließlich Ultimaker, für die meisten Unternehmen wahrscheinlich nicht gut genug. Sie waren nicht robust genug, zuverlässig genug oder konsistent genug und die Auswahl an Materialien, die Sie verwenden konnten, war begrenzt.

Im Laufe der Zeit gab es eine Reihe von Entwicklungen:Die Drucker sind besser geworden, die Software hat sich verbessert und es gibt eine viel breitere Palette von Materialien. In gewisser Weise begannen diese Entwicklungen in das industrielle Umfeld einzudringen, und große Unternehmen begannen, mit der Technologie an Fahrt zu gewinnen.

Als wir sahen, dass diese 3D-Drucker im industriellen Umfeld wirklich tragfähig sein könnten, beschlossen wir, alles zu tun und wirklich davon zu profitieren.

Welche Rolle sehen Sie für Desktop-Systeme im industriellen Bereich? Ist es eine Entweder/Oder-Wahl zwischen Desktop- und größeren Industriemaschinen?

Auch hier ist es wahrscheinlich ein bisschen von beidem. Sicherlich beginnt Ultimaker, wenn es um Design und Prototyping geht, mit dem Geschäft zu konkurrieren und es möglicherweise zu kannibalisieren, das zuvor von teureren 3D-Druckern bedient wurde – wir sprechen im Bereich von 50.000 bis 100.000 US-Dollar. Das liegt daran, dass die Desktop-Drucker jetzt viel günstiger, sicherer und benutzerfreundlicher sind. Die Idee, 3D-Drucker auf dem Schreibtisch jedes Ingenieurs zu haben oder, sagen wir, zehn bis zwanzig Drucker für einen Raum mit hundert Ingenieuren – diese Idee ist jetzt realer geworden.

Immer mehr Ingenieure verwenden Desktop-Drucker für ihre täglichen Prototyping-Anforderungen, verglichen mit dem, was sie zuvor getan haben. Wenn ein Unternehmen früher 3D-Drucker verwendete, befanden sich diese in einem Raum, etwas zentralisiert, mit einer Person, die für diesen Raum verantwortlich war. In diesem Zusammenhang beginnt der Desktop-Druck wirklich, einige der industriellen Anwendungen zu ersetzen. Aus diesem Grund konzentrieren sich viele Industrieunternehmen nicht mehr auf den Prototypenbau – alle konzentrieren sich auf die Produktion und Fertigung.

In anderen Bereichen wie der Herstellung von Werkzeugen, Vorrichtungen und in einigen Fällen der Kleinserienfertigung, sind wir beginnen zu sehen, dass Desktop-Drucker eine Alternative zu teureren Industriedruckern werden. Auf der FDM-Seite, auf der Ultimaker spielt, werden wir eine Alternative zu dem sein, was in der Vergangenheit Stratasys war. Bei Harzdruckern sehen Sie, wie Formlabs seine Drucker für die Dentalbranche anbietet, die in der Vergangenheit nur von 3D Systems und EnvisionTec bedient wurden.

Jetzt sehen wir also eine Situation, in der Desktop-Drucker, die vor einigen Jahren für viele dieser Anwendungen nicht gut genug waren, zunehmend für dieselben Anwendungen verwendet werden.

Sehen Sie, dass sich der Trend weiter fortsetzt, dass Desktop-3D-Drucker besser werden und für noch mehr Anwendungen eingesetzt werden?

Sicher, und ich denke, die Verbesserung der Dinge hat zwei Seiten. Der erste ist einfach die kontinuierliche Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit und des Workflows, von den Daten bis zum fertigen Teil. Das wird nur noch besser und besser.

Zweitens ist die Teilequalität in Bezug auf Materialeigenschaften, Genauigkeit, Oberflächengüte und so weiter. Bei beiden Vektoren verbessert sich der Desktop-3D-Druck ziemlich schnell.

Ein Schlüsselfaktor dafür ist, dass ein bestimmter Teil der Industrie offen für die Entwicklung und Verwendung von Materialien von außen ist – andere Marktsegmente sind geschlossen, und einige Unternehmen entscheiden sich dafür, ihre eigenen proprietären Materialien zu verwenden . Ultimaker hat sich dafür entschieden, offen zu sein, was bedeutet, dass wir die Vorteile einiger der größten Kunststoffunternehmen der Welt nutzen, die jetzt Materialien für den 3D-Druck entwickeln. Diese Materialentwicklung hat in den letzten ein oder zwei Jahren definitiv dazu beigetragen, das Tempo der Verbesserung zu verbessern, und ich denke, dies wird auch weiterhin der Fall sein.

Ultimaker hat kürzlich Kooperationen mit mehreren Chemieunternehmen angekündigt. Was war die strategische Überlegung dahinter und wie sehen Sie die Entwicklung in Zukunft?

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein großer Automobilhersteller, Spielzeughersteller oder ein großer Hersteller von Geschäftsausstattung. Sie verwenden Plastik, was bedeutet, dass Sie jedes Jahr buchstäblich Plastik im Wert von Dutzenden oder Hunderten von Millionen Dollar kaufen. Viele dieser Endverbraucher wünschen sich, ihre Produktionsmaterialien mit ihren Prototyping-Materialien abzugleichen. Diese Kunden haben dann zu ihren Materiallieferanten gesagt:„Hey, wir kaufen diese ABS-Sorte oder diese Polycarbonat-Sorte von Ihnen; Es wäre großartig, wenn Sie Filament herstellen könnten, aber ähnlich.“ Ich denke, das ist einer der Gründe, warum die Kunststoffhersteller in diesen Bereich vorgedrungen sind.

Außerdem, wenn man die Anzahl der 3D-gedruckten Teile für die Produktion aus Kunststoff im Vergleich zur Anzahl der Teile, die für die Produktion spritzgegossen wurden, nimmt, ist heute die Der Prozentsatz beträgt weniger als 1%. Künftig dürfte dieser aber auf 5 bis 10 % steigen. Ich denke, diese Kunststoffunternehmen werden in den kommenden Jahren daran mitwirken wollen.

Ein Großteil der Motivation kommt daher von den Kunden, die diese Entwicklung sehen möchten, und den Kunststoffunternehmen, die sich am 3D-Druck beteiligen und Teil einer Zukunft sein möchten, in der der 3D-Druck einen größeren Anteil an der Gesamtproduktion ausmacht . Und für einen Geräteentwickler und -anbieter wie Ultimaker bedeutet unsere Offenheit, dass wir frühzeitig von dieser Dynamik profitieren können.

Die Materialinnovation ist also ein wichtiger Bereich für den 3D-Druck.

Ja. Am Ende des Tages wollen die meisten Leute von einem 3D-Drucker – insbesondere wenn sie ihn für die Produktion verwenden –, dass ihr Prototyp so nah wie möglich am realen Endteil ist. Wenn also die Materialien mithalten können und die gleiche Art von Chemie oder Harzen aufweisen, gibt es dort nicht nur einen Wohlfühlfaktor, sondern auch einen Engineering-, Zertifizierungs- und Klassifizierungswert.

In der Vergangenheit die meisten 3D-Drucktechnologien waren auf eine Handvoll Materialien beschränkt, hauptsächlich für das Prototyping. Und beim Prototyping waren die meisten Leute mit nur einer Handvoll Materialien zufrieden. Die größten Unternehmen in diesem Bereich, wie 3D Systems, EOS und Stratasys, hatten keine Hunderte von Materialwissenschaftlern – sie hatten einige und entwickelten Materialien für ihre individuellen Plattformen. Aber sobald Sie den größeren Kunststoffunternehmen einen Anreiz bieten, sich zu engagieren, bringen sie all ihre kollektive Weisheit auf den Markt, was meiner Meinung nach allen hilft.

Gehen wir vom Material zur Hardware:Was war die Vision hinter der S5-Maschine von Ultimaker und wie unterscheidet sie sich von anderen Maschinen auf dem Markt?

In den letzten Jahren haben wir unsere Produkteinführungen so strukturiert, dass sie versuchen, der Durchdringung von Ultimaker- und Desktop-Druckern im Allgemeinen in den professionelleren Industriemarkt gerecht zu werden. Im Jahr 2016 hatten wir nur den Ultimaker 2+, der weder vernetzt noch automatisiert war und nur eine einzige Extrusion hatte. Ende 2016 haben wir den Ultimaker 3 herausgebracht, der eine duale Extrusion ermöglicht und stärker automatisiert war.

Der seit einigen Monaten auf dem Markt befindliche S5 ist der nächste Schritt in dieser Entwicklung. Die Maschine ist größer, sodass sie eine größere Auswahl an Teilegeometrien bedient, die die Leute herstellen möchten, und sie ist robuster in der Lage, aggressivere Materialien wie glas- oder kohlenstoffgefüllte Verbundwerkstoffe zu verarbeiten. Es verfügt über mehr Automatisierung in Bezug auf Front und Bildschirm sowie bestimmte Arten von Nivellierungsfunktionen, die die Verwendung für den Kunden noch einfacher machen.

Jeder Schritt, den wir unternommen haben, vom Ultimaker 2+ zum Ultimaker 3 und jetzt zum S5, war darauf ausgerichtet, die Bedürfnisse von Industrie- und Unternehmenskunden weiter zu erfüllen.

Planen Sie in Zukunft weitere Produkteinführungen?

Nun, der S5 ist noch ziemlich neu! Wir verwenden dieses und nächstes Jahr die meiste Energie dafür und konzentrieren uns darauf, es weiter auf den Markt zu bringen.

Wir denken über unsere Produkt-Roadmap in zwei Bahnen. Der erste besteht in der Entwicklung von Maschinen, die den Prototypen- und Vorrichtungs- und Werkzeugmarkt sehr effektiv bedienen. Wir nennen das oft den Teppichboden, was bedeutet, dass er wirklich für den Arbeitsablauf und die Benutzerfreundlichkeit optimiert ist. Und wir haben jetzt eine ziemlich große Auswahl an Materialien. Das sind Ultimaker 3 und S5.

Die zweite Etappe konzentriert sich mehr auf den Industriemarkt. Heute verwenden die Leute den Ultimaker 3 und den S5 in industriellen Umgebungen – also nehmen sie sie vom Teppich und bringen sie sozusagen auf den Beton. Die Maschinen leisten in diesen Anwendungen einen ziemlich guten Job. Wir sehen jedoch, dass wir Verbesserungen in Bezug auf Wiederholbarkeit, Konsistenz und eine noch breitere Palette von Materialien vornehmen müssen, wenn wir eine wirklich industrielle Plattform sein wollen. Das sind also die Entwicklungen, die Sie in den kommenden Monaten und Jahren bei uns sehen werden.

Was sind Ihrer Meinung nach die zentralen Herausforderungen, vor denen die Branche noch steht?

Es gibt immer noch eine Bildungslücke in Bezug auf den Einsatz von AM, nicht nur im Prototyping und Design, sondern insbesondere in der Produktion. Obwohl die Leute wirklich in die Produktion einsteigen wollen, gibt es eine kleine Bildungslücke, da sich Additiv von Subtraktiv- oder Spritzguss unterscheidet und sich dies im Laufe der Zeit noch weiterentwickelt.

Beim Prototyping ist die Benutzerfreundlichkeit die Hauptsache, die unserer Meinung nach verbessert werden muss. Die Leute wollen einen 3D-Drucker genauso haben wie einen Papierdrucker:Sie drücken einen Knopf, Ihr Teil kommt heraus, Sie nehmen es auf. Sicherlich wollen sie das beste Teil, das sie bekommen können, aber sie sind möglicherweise weniger kritisch hinsichtlich der tatsächlichen Materialeigenschaften, der Genauigkeit, der Oberflächenbeschaffenheit und der Details. Was sie wollen, ist Benutzerfreundlichkeit, und wir denken, dass es dort immer noch Herausforderungen gibt, vom Workflow bis zur Software.

Auf der anderen Seite, wenn Sie wirklich Teile für die Produktion verwenden möchten, müssen diese Teile für die meisten Kunden in jeder Hinsicht so gut sein, wie sie es derzeit mit ihrem traditionellen Herstellungsprozess erreichen. Sie müssen also genauso stark, glatt, genau und scharf sein – und sie müssen kostengünstig sein.

Es gibt also noch viele Herausforderungen in der Branche, um in ein breiteres Spektrum von Anwendungsfällen vorzudringen. Die großen Erfolge im 3D-Druck sind bisher Dinge in den Bereichen Dental, hochwertige Luft- und Raumfahrt und Medizin, bei denen es sich allesamt um kleine, einmalige und hochwertige Märkte handelt. Aber wenn der 3D-Druck expandieren soll, um dem Spritzguss oder anderen Prozessen einen nennenswerten Anteil zu nehmen, muss er wettbewerbsfähig sein. Und ich denke, die Industrie ist für die meisten Anwendungen nicht ganz da.

Wie sehen Sie die Entwicklung der additiven Fertigung in den nächsten fünf Jahren?

Was wir allmählich sehen, ist, dass Unternehmen bei Null anfangen und sich auf AM für die Produktion konzentrieren. Denken Sie beispielsweise an HP und Carbon:Beide Unternehmen haben sich und ihre Technologie so strukturiert, dass es sich um die Produktion und nicht um das Prototyping handelt. Die Industrie hat seit jeher die Maschinen, Technologien und die Materialpalette, die sie für das Prototyping verwendet haben, genommen und versucht, sie in die Produktion zu integrieren. Aber immer häufiger werden Sie neue Technologien sehen, die für ein serientaugliches Prototyping wahrscheinlich keinen Sinn machen. Und ich denke, das ist ein großartiger erster Start.

Bei Materialien, ob Kunststoffe oder Metalle, die immer häufiger werden oder von einem breiteren Spektrum etablierter Industrieunternehmen geliefert werden, werden wir feststellen, dass die Materialpreise einen Bruchteil der heutigen Preise erreichen werden. Die Realität im 3D-Druck ist heute, dass die Kosten für Filament für eine FDM-Maschine sehr ungefähr 50 US-Dollar pro Pfund betragen, während es in der Produktion 3 US-Dollar pro Pfund für Spritzguss sind. Das ist eine Größenordnung daneben. Aber mit der Zeit, mit mehr Wettbewerb, mehr Entwicklung und mehr Produktionsorientierung, wird sich diese Lücke schließen.

Was steht für Ultimaker als nächstes an?

Es gibt zwei nächste Schritte. Man macht das Büroerlebnis weiterhin nahtloser, von der Software über den Druck bis hin zur Nachbearbeitung. Und hoffentlich mehr Standard in der Büroumgebung in Bezug auf Prototyping zu werden.

Der zweite Schritt ist die Entwicklung einer Reihe von Druckern, die ein höheres Maß an Kontrolle, eine höhere Wiederholbarkeit und eine größere Auswahl an Materialien bieten. Das wäre besser geeignet für eine Kleinserienproduktion von Werkzeugen, Vorrichtungen und Vorrichtungen und für einige Endverbraucherteile.

Um mehr über Ultimaker zu erfahren, besuchen Sie https://ultimaker.com/