Die Industrielandschaft der additiven Fertigung 2019:171 Unternehmen treiben die Branche voran [aktualisiert]

Update 26.05.2020:Wir haben jetzt unseren Bericht und die Infografik zur Additive Manufacturing Landscape 2020 veröffentlicht, in denen 231 Organisationen vorgestellt werden, die zur Förderung der digitalen Fertigung beitragen. Sehen Sie sich den vollständigen Artikel an.

Die additive Fertigung hat in den letzten fünf bis zehn Jahren eine Art Revolution durchgemacht. Früher galt AM als verbraucherorientierte Technologie und hat sich heute zu einer praktikablen industriellen Fertigungslösung entwickelt.

Im Jahr 2019 wird der Wert der additiven Fertigungsindustrie auf über 9 Milliarden US-Dollar geschätzt. Obwohl dies immer noch ein Bruchteil der breiteren Fertigungsindustrie mit 12 Billionen US-Dollar ist, entwickelt sich die Landschaft schnell weiter, was der Branche insgesamt enorme Möglichkeiten eröffnet.

Da weiterhin neue Player auf den Markt drängen und neue Technologien entwickelt werden, ist jetzt eine aufregende Zeit, um Teil des Wandels zu sein.

Angesichts dieser ständigen Veränderungen in der Marktlandschaft kann es für Hersteller schwierig sein, den Überblick über die wichtigsten Unternehmen zu behalten, die Lösungen für das gesamte AM-Spektrum anbieten.

Aus diesem Grund hat AMFG im Februar 2019 die erste Additive Manufacturing Landscape der Branche veröffentlicht, die das Spektrum der Unternehmen präsentiert, die die Zukunft der Branche gestalten.

Der Zweck dieser Landschaft bestand darin, Herstellern und Branchenakteuren ein besseres Verständnis des aktuellen AM-Marktes zu vermitteln und dies zu nutzen, um die Entwicklung der Branche zu bewerten.

Die Resonanz auf unsere erste Infografik war weitaus mehr, als wir erwartet hatten, und wir erhielten zahlreiche Vorschläge für weitere Unternehmen. Unter Berücksichtigung des Feedbacks haben wir die Landschaft aktualisiert und ein Whitepaper zusammengestellt, in dem die wichtigsten Ergebnisse detailliert beleuchtet werden.

Was ist die Landschaft der additiven Fertigung?

Die additive Fertigungsindustrie entwickelt sich schnell und es kann eine Herausforderung sein, mit den wichtigsten Unternehmen Schritt zu halten.

Um dieses florierende Ökosystem zu kategorisieren, haben wir die branchenweit erste Landschaft für additive Fertigung zusammengestellt.

Die Grafik versammelt 171 Unternehmen, die die additive Fertigung in Richtung Industrialisierung vorantreiben. Diese Unternehmen sind in die folgenden Kategorien unterteilt:

• Hardwarehersteller (Polymere, Desktop, Metalle und Elektronik)
• Softwareanbieter (Design &CAD, Workflow und Sicherheit)
• Materiallieferanten (Polymere, Verbundwerkstoffe und Metalle)
• Hersteller von Nachbearbeitungssystemen
• Qualitätssicherung und Prozessinspektion
• Forschungseinrichtungen und -zentren

Welche Unternehmen sind enthalten?

Bei der Zusammenstellung dieser Grafik haben wir uns entschieden, uns auf den industriellen 3D-Druck zu konzentrieren.

Dies bedeutet, dass die Grafik nur Unternehmen enthält, die hauptsächlich B2B-Produkte und -Dienstleistungen anbieten. Daher haben wir dieses Mal verbraucherorientierte 3D-Druckunternehmen aus der Betrachtung gestrichen.

Natürlich hätten wir noch viele weitere Kategorien hinzufügen können – Servicebüros sind ein gutes Beispiel dafür.

Der Einfachheit halber haben wir uns jedoch entschieden, keine Servicebüros oder Unternehmen einzubeziehen, deren Hauptgeschäft in der Herstellung von Dienstleistungen liegt. Dies wird in einer zukünftigen Grafik enthalten sein.

Schlüssel zum Mitnehmen

Hier sind einige der wichtigsten Erkenntnisse aus der Landschaft:

In den Zahlen in der obigen Grafik sind die 11 in der Landschaft vertretenen Forschungseinrichtungen nicht enthalten.

Metallmaschinen dominieren

• Das mit Abstand größte Segment, gemessen an der Anzahl der Unternehmen, ist die Kategorie der Metall-3D-Drucker, zu der 44 Hersteller zählen. Diese Unternehmen bieten eine Reihe von Metall-3D-Drucktechnologien an, von traditionellen Pulverbett-Fusionstechnologien bis hin zu neuen, proprietären Techniken.

Das Einhorn-Trifecta

• Zum Zeitpunkt des Schreibens haben drei 3D-Druckunternehmen den Status eines Einhorns erreicht – eine Bewertung von über 1 Milliarde US-Dollar. Interessanterweise sind das alles Hardwarehersteller:Desktop Metal (Metall), Kohlenstoff (Polymer) und Formlabs (Desktop).

Akquisitionen im Überfluss

• Die Landschaft wurde durch wichtige Fusionen und Übernahmen auf breiter Front geprägt, von den Übernahmen von 3DSIM (2017) durch ANSYS und dem Materialunternehmen Granta Design (2019) bis hin zu den Übernahmen von . durch GE sowohl Concept Laser als auch Arcam (2017).

Nicht-AM-Unternehmen sehen neue Möglichkeiten in der Branche

• Vor allem Unternehmen außerhalb der Fertigungsindustrie sehen den 3D-Druck zunehmend als reife Gelegenheit. Ein aktuelles Beispiel ist Xerox, das kürzlich Vader Systems übernommen hat, ein Startup, das Flüssigmetall-3D-Drucker entwickelt. Natürlich wurde der Grafik Xerox hinzugefügt.

Ein genauerer Blick auf jedes Segment

HARDWARE

Hardware macht den Löwenanteil der AM-Landschaft aus.

Da die Zahl der Unternehmen, die AM in die Produktion integrieren möchten, immer weiter ansteigt, versuchen Hardwarehersteller, diese Nachfrage mit industrietauglichen Systemen zu decken, die schneller und genauer drucken können.

Es ist erwähnenswert, dass viele der Unternehmen Lösungen für das gesamte Spektrum von Polymer-, Metall- und Desktop-Maschinen anbieten. Einige sind auch in anderen Segmenten tätig und entwickeln beispielsweise eigene Materialien und Software.

Polymersysteme:eine sich ständig weiterentwickelnde Landschaft

Polymer-3D-Druck hat seit seinen Anfängen als Rapid-Prototyping-Technologie einen langen Weg zurückgelegt. Aber nicht nur die Technologie selbst hat sich weiterentwickelt, sondern auch die Zahl der Unternehmen, die Maschinen anbieten, die hochwertige Polymerteile in Industriequalität herstellen.

In Verbindung mit dem Aufkommen von Hochleistungspolymermaterialien (wie wir weiter unten untersuchen werden) reift der Polymer-3D-Druck eindeutig zu einer industriellen Lösung sowohl für Prototypen als auch für Endteile.

Während die obige Grafik die etablierten Namen (3D Systems, EOS, Stratasys) hervorhebt, gibt es eine Reihe relativ neuer Akteure, die neue Technologien anbieten, um das Segment zu revolutionieren.

Kohlenstoff ist einer davon. Die 3D-Drucker von Carbon verwenden den proprietären CLIP-Prozess (Continuous Liquid Interface Production) und die Digital Light Synthesis (DLS)-Technologie, um Teile herzustellen, die als Spritzgussstandard gelten. Carbon hat einen kometenhaften Aufstieg erlebt, mit wichtigen Partnerschaften mit Unternehmen wie Adidas, Ford und Lamborghini.

Nexa3D ist ein weiteres Unternehmen, das mit seinen Hochgeschwindigkeits-Stereolithographie-3D-Druckern in Industriequalität die aktuelle Landschaft verändern möchte. Es hat auch eine eigene Technologie entwickelt – Lubricant Sublayer Photo-curing, kurz für LSPc. Durch seine LSPc-Technologie hofft Nexa3D, die Produktionszeiten zu verkürzen und eine höhere Teilegenauigkeit zu bieten.

Desktop-Maschinen:Blick auf Unternehmen

Historisch war der Desktop-3D-Druck verbraucherorientiert, wobei der Gedanke vorherrschte, dass jeder Haushalt bald einen 3D-Drucker besitzen würde. Dies ist natürlich nicht der Fall, und in den letzten Jahren haben sich die Desktop-Hersteller den lukrativeren professionellen und Enterprise-Märkten zugewandt.

Und das war ein kluger Schachzug. Fortschritte in den 3D-Drucktechnologien haben es Desktop-Herstellern ermöglicht, eine Marktlücke zu schließen:eine Nachfrage nach kleineren, aber nicht weniger industriellen AM-Systemen zu geringeren Kosten als ihre größeren Pendants. Der Form 2 SLA 3D-Drucker von Formlabs hat beispielsweise einen Startpreis von 3350 US-Dollar.

Heutzutage wird der Desktop-Markt wohl von zwei Unternehmen dominiert:Formlabs und Ultimaker.

Beide wurden 2011 gegründet, als der Verbraucherhype gerade seinen Höhepunkt erreichte. Formlabs und Ultimaker sind einzigartige Erfolgsgeschichten. Acht Jahre später haben sich die Unternehmen ihren Platz in der industriellen 3D-Drucklandschaft fest etabliert.

Nehmen wir Formlabs, dessen Mission es ist, hochauflösende Stereolithographie (SLA) 3D-Drucker zugänglicher und erschwinglicher zu machen.

Das Unternehmen, zu dem unter anderem Boeing und Tesla zählen und über 100 Millionen US-Dollar gesammelt hat, möchte nun mit der Veröffentlichung seiner Desktop-Fusion-1-SLS-Maschine in die Selective Laser Sintering (SLS)-Technologie expandieren. Die Maschine hat einen Startpreis von etwa 10.000 US-Dollar, ein Bruchteil der Kosten industrieller SLS-Systeme.

Das Wachstum des Metall-3D-Drucks

Der Aufstieg des Metall-3D-Drucks, insbesondere in den letzten Jahren, ist gut dokumentiert. Erst letztes Jahr kündigte der Wohler Report 2018 ein Umsatzwachstum von 80 % bei Metall-AM-Systemen im Jahr 2017 an.

Einen wesentlichen Anteil an diesem Wachstum haben natürlich etablierte Marken wie EOS, 3D Systems und SLM Solutions.

Ein weiterer wichtiger Treiber für dieses Wachstum ist jedoch der Eintritt neuer Player und die Entwicklung neuer Technologien. Diese reichen von Startups wie Digital Alloys und Desktop Metal bis hin zu anerkannten Marken (siehe HPs Metal Jet), die den Sprung wagen. Diese Unternehmen haben alle ihre eigenen Metall-3D-Drucktechnologien entwickelt, die sich vom traditionellen SLM/DMLS-Ansatz unterscheiden.

Ein bemerkenswertes Unternehmen ist Desktop Metal, das erste 3D-Druckunternehmen, das 2015 den Status eines Einhorns erreicht hat. Das Unternehmen zielt mit seinem Studio System (Desktop) und dem Produktionssystem (für die Massenfertigung) auf zwei Segmente ab.

Die Entwicklung neuer Verfahren treibt die Aufregung im Metall-AM-Sektor weiter an.

Digital Alloys beispielsweise, das sich 2018 eine Finanzierungsrunde der Serie B in Höhe von 12,9 Millionen US-Dollar gesichert hat, hat seine Joule-Drucktechnologie entwickelt, bei der Metalldraht anstelle von Metallpulver als Rohstoff verwendet wird. Das Unternehmen sagt, dass seine Technologie dazu beitragen wird, die Themen Geschwindigkeit, Qualität und Kosten anzugehen.

SOFTWARE

Die Softwarelandschaft hat sich in den letzten Jahren stark verändert. Obwohl es nach wie vor von den Design- und Simulationskategorien dominiert wird, hat die Entwicklung der Branche in Richtung Produktion zur Entstehung zweier anderer Schlüsselkategorien geführt:Workflow- und Sicherheitssoftware.

Design &CAD, Simulation:Bekannte Namen dominieren

Konstruktions- und Simulationssoftware sind für die additive Fertigung von entscheidender Bedeutung. Da AM die Möglichkeit bietet, komplexe Geometrien zu erstellen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht erreichbar sind, hat dies zu einer wachsenden Anzahl fortschrittlicher Designtools wie generatives Design und Topologieoptimierung geführt.

Die Kategorie Konstruktions- und CAD-Software wird von bereits etablierten CAD-Anbietern dominiert. Angesichts der Möglichkeiten im 3D-Druck haben diese Unternehmen wie Autodesk (Netfabb, Fusion 360), Dassault Systèmes (SOLIDWORKS) und ANSYS (Additive Suite) gemeinsame Anstrengungen unternommen, um 3D-Drucklösungen in ihre Angebote zu integrieren.

Langfristig scheint es, dass dieser Teil der Softwarelandschaft von den großen Namen dominiert wird, da Unternehmen versuchen, die Lücke zwischen Design und Fertigung zu schließen.

Design, CAD und Simulation sind ebenfalls ein akquisitorisches Segment. Um nur einige Beispiele zu nennen:2017 erwarb ANSYS das Metallsimulationsunternehmen 3DSIM und erwarb Anfang des Jahres das Materialinformationsunternehmen Granta Design.

In ähnlicher Weise erwarb PTC 2018 das Designsoftware-Unternehmen Frustum für beeindruckende 70 Millionen US-Dollar. Durch diese Übernahme erweitert PTC sein Creo 5.0 CAD-Softwareportfolio um KI- und generative Designfunktionen.

Diese Akquisitionen zeigen, wie größere Unternehmen ihre AM-Fähigkeiten konsolidieren und spezialisiertere Technologie für Ingenieure und Designer anbieten wollen.

Workflow-Software

Während die Medien weniger Beachtung finden, sind SaaS-Lösungen nicht weniger integraler Bestandteil des additiven Fertigungsprozesses (wir sollten hier unser Interesse bekunden, da AMFG Workflow-Software für die additive Fertigung anbietet).

Da Unternehmen auf der Suche nach additiven Fertigungstechnologien sind, steigt die Nachfrage nach Software, die die beteiligten Produktionsschritte verwalten kann.

Hier kommt Workflow-Software ins Spiel. Die Landschaft für Workflow-Software hat sich in den letzten fünf Jahren weiterentwickelt, und jetzt bieten eine Reihe von Softwareanbietern Lösungen zur Verwaltung des AM-Workflows an.

Da die additive Fertigung die allgemeine Akzeptanz erreicht, sehen wir den Bedarf an Workflow-Software nur noch zunehmen.

Sicherheit

Als digitale Fertigungstechnologie wirft die additive Fertigung zentrale Fragen rund um IP-Schutz und Datensicherheit auf.

Derzeit sind drei Unternehmen führend im Bereich Software-Sicherheitslösungen für AM.

Jedes der einbezogenen Unternehmen hat Softwarelösungen entwickelt, um die Sicherheitsprobleme anzugehen. LEO Lane bietet Sicherheits- und IP-Verschlüsselungslösungen, GROW bietet „gesicherte verteilte Fertigung“, um einen sicheren AM-Workflow zu ermöglichen und Identify 3D hat Lösungen entwickelt, um das geistige Eigentum von Konstruktionsdateien zu schützen.

Auch wenn dieses Segment im Vergleich zum Rest der Software-Kategorie noch sehr klein ist, erwarten wir, dass sich dies in den nächsten Jahren deutlich ändern wird, da die Nachfrage nach maßgeschneiderten Sicherheitslösungen steigt.

MATERIALIEN

Interessanterweise gibt es nur wenige AM-spezifische Anbieter. Vielmehr sind die meisten der vorgestellten Unternehmen bereits etablierte Materiallieferanten, die ihr Angebot um „3D-druckbare“ Materialien erweitert haben.

Ein Knackpunkt sind die hohen Materialkosten. Mit zunehmendem Wettbewerb auf dem Materialmarkt werden jedoch auch die Materialkosten sinken.

Polymere und Verbundstoffe

Während der Metall-3D-Druck immer noch viel Aufmerksamkeit auf sich zieht, bleibt das Polymersegment das größte auf dem Materialmarkt. Spannend sind die Entwicklungen und Aktivitäten auf dem Polymer- und Verbundwerkstoffmarkt, insbesondere da die Materialien erschwinglicher werden.

Zum Wachstum des AM-Marktes tragen beispielsweise Hochleistungspolymere wie PEEK und PAEK bei. SABIC ist ein Unternehmen, das ULTEM-Materialien anbietet. Dies geht einher mit Entwicklungen auf der Hardwareseite – 3ntr, Roboze und Apium sind nur einige Hersteller, die 3D-Drucker herstellen, die Materialien wie PEEK und ULTEM verarbeiten können.

Metalle

Das Wachstum bei Metallpulvern und -legierungen geht Hand in Hand mit dem allgemeinen Wachstumskurs des Metall-AM-Marktes.

Titan ist ein interessantes Segment, dessen Wachstum durch den Bedarf in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin getrieben wird. Laut einem Bericht von SmarTech stiegen die Lieferungen von Titanpulvern im Jahr 2018 um 32 %, wobei der Bericht ein Wachstum der Einnahmen aus Titanlegierungen um 24 % für 2019 prognostiziert.

Akquisitionen

Wie Software ist auch der Werkstoffmarkt von einer Vielzahl von Akquisitionen geprägt. Im Juli 2018 hat die BASF New Business GmbH (BNB) das deutsche Unternehmen Advanc3D übernommen und das Unternehmen in seine 3D-Drucksparte integriert. Ebenso hat Carpenter LPW übernommen, einen führenden Anbieter von Metallwerkstoffen. Heute heißt das Unternehmen Carpenter LPW.

POST-BEARBEITUNG

Die Nachbearbeitung wurde oft als das „schmutzige Geheimnis“ von AM bezeichnet. Als unvermeidlicher Nachbearbeitungsschritt für viele 3D-Druckverfahren war die Nachbearbeitung in der Regel sehr manuell und zeitintensiv.

Drei Lösungen innerhalb des Post-Processing-Segments bieten Systeme, die eine Automatisierung der Post-Processing-Phase versprechen.

PostPro3D . von Additive Manufacturing Technologies bietet „automatisierte Oberflächenveredelungstechnologie“, die angeblich mit der Spritzguss-Veredelung konkurrieren kann. In ähnlicher Weise bietet PostProcess Technologies automatisierte Lösungen für die Oberflächenveredelung und Support-Entfernung, während DyeManison High-Volume-Finishing-Systeme bereitstellt.

Obwohl es sich um eine kleine Kategorie handelt, gibt es in diesem Segment immer noch viel Aktivität.

PostProcess Technologies mit Sitz in den USA hat kürzlich Pläne zur Expansion nach Europa angekündigt und eine kürzliche Partnerschaft mit der Rösler Oberflächentechnik GmbH, einem Hersteller von Finishing-Systemen für die traditionelle Fertigung, bekannt gegeben.

DyeMansion mit Sitz in Deutschland strebt ebenfalls eine Expansion an, nachdem es 2018 eine Investition von 5 Millionen US-Dollar in eine Serie-A-Finanzierungsrunde erhalten hat.

Additive Fertigung:eine wachsende Landschaft voller Möglichkeiten

Die Landschaft der additiven Fertigung spiegelt die weitere Entwicklung der additiven Fertigung wider – und einen überwältigend positiven Ausblick für die Branche.

Sicherlich wird sich das Ökosystem in den nächsten Jahren weiter verändern und weiterentwickeln. Klar ist jedoch, dass a) Unternehmen und Investoren gleichermaßen Wachstumschancen erkennen und b) AM den 12-Milliarden-Dollar-Produktionsmarkt stören wird.

In Zukunft werden wir mit Sicherheit weitere Ankündigungen sehen, da weiterhin neue Unternehmen in den Markt eintreten, neue Partnerschaften angekündigt und neue Technologien entwickelt werden. Wir werden auch Wachstum im gesamten Spektrum der Landschaft sehen – einschließlich der weniger diskutierten Segmente wie Post-Processing-Systeme und Workflow- und Sicherheitssoftware.

Es wird interessant sein, in einem Jahr einen Blick darauf zu werfen, wie sich die AM-Landschaft entwickelt haben wird. Denn in einer so schnelllebigen Branche wie AM ist die einzige Gewissheit der Wandel.

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