10 Vorhersagen zur Zukunft des 3D-Drucks [Expertenzusammenfassung]

2019 ist ohne Zweifel eine aufregende Zeit für den 3D-Druck. Die Industrie bewegt sich weiter in Richtung Industrialisierung und die Technologie wird immer mehr Teil des breiteren Fertigungsökosystems.

Aber in einer sich schnell entwickelnden Branche kann es schwierig sein, mit den wichtigsten Trends Schritt zu halten, die die Zukunft des 3D-Drucks bestimmen.

Um Ihnen zu helfen, besser zu verstehen, wohin der 3D-Druck führt, haben wir in den letzten 12 Monaten über 30 unserer Experteninterviews gesichtet und wichtige Erkenntnisse darüber gewonnen, was die Zukunft für diese aufregende Technologie bereithält .

1. 3D-Druck wird zu einer Mainstream-Technologie für die Serienproduktion

"Der additiven Fertigung stehen sehr aufregende Zeiten bevor, da sie allmählich zum Mainstream wird."

Andy Kalambi, CEO von Rize

3D-Druck ist längst nicht mehr nur als Prototyping-Lösung gedacht.

Jeden Tag finden Unternehmen neue Wege, die Technologie in ihre Produktion zu integrieren, mit Anwendungen, die von Werkzeugen über Ersatz-/Ersatzteile bis hin zu einigen Endverbraucherkomponenten reichen.

Von der Automobilindustrie bis hin zu Konsumgütern erkennen Unternehmen aller Branchen die Vorteile des 3D-Drucks für die Produktion. Laut Sculpteo’s State of 3D Printing Report 2019 nutzen 51 % der Unternehmen den 3D-Druck aktiv für die Produktion.

Natürlich gibt es die gut publizierten Fälle. Große Automobilunternehmen wie Ford, Volkswagen und BMW produzieren beispielsweise bereits 3D-gedruckte Teile für ihre Fahrzeuge. Ende letzten Jahres gab BMW bekannt, dass es sein einmillionstes 3D-gedrucktes Teil für seinen BMW i8 Roadster eingebaut hat , die Anzahl sowie das Sortiment der mit 3D-Druck hergestellten Teile werden nur noch zunehmen.

Der nächste Schritt sowohl für die Technologie als auch für die Industrie besteht darin, diese Dynamik beizubehalten und darauf hinzuarbeiten, mehr Anwendungen in größerem Maßstab zu ermöglichen.

"Wir erreichen einen Wendepunkt und die Anzahl der Teile, die tatsächlich in Produktion gehen, steigt. In fünf Jahren werden Sie viele Auftragsfertiger sehen, die stark skaliert haben und Hunderte dieser Systeme auf dem Markt haben und Teile mit langfristigen Verträgen für die Produktion produzieren.“

Zachary Murphree, VP of Technology Partnerships bei VELO3D

Ein Schlüsselelement, das solche Produktionsmengen ermöglicht, ist die Technologie. In den letzten Jahren wurden neue Technologien auf den Markt gebracht, und für die kommenden Jahre wurden bereits einige angekündigt.

Auf der Seite des Metall-3D-Drucks gibt es beispielsweise ein enormes Potenzial für neuere Metalle Binder-Jetting-Technologien, um einen größeren Anteil am traditionellen Metallherstellungsmarkt zu erobern. Unternehmen wie Desktop Metal, 3DEO, ExOne, HP und GE arbeiten alle an Metall-Binder-Jetting-Lösungen der nächsten Generation, um dies zu erreichen.

Mit niedrigeren Hardware- und Materialkosten als andere Metall-3D-Drucktechnologien können diese Metall Binder-Jetting-Maschinen haben das Potenzial, eine Teilefertigung in höheren Stückzahlen zu einem wettbewerbsfähigen Preis anzubieten.

Natürlich wird der 3D-Druck das Zerspanen, Gießen oder Spritzgießen nicht ersetzen. Das eigentliche Ziel der Technologie ist es, eine tragfähige Produktionsmethode zu werden, die mit anderen Technologien gleichgesetzt werden kann.

Da immer mehr Anstrengungen unternommen werden, um eine höhere Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit beim industriellen 3D-Druck zu gewährleisten, kommen wir diesem Ziel immer näher.

2. Design-Software für Additiv wird integrierter und benutzerfreundlicher

„Ein wichtiger Trend ist die Entwicklung von Design-Softwaretools für AM. Der nächste Schritt besteht darin, dass sie vollständig und nahtlos in gängige CAD-Softwareprodukte integriert werden.“

Terry Wohlers, Gründer und Präsident von Wohlers Associates

Die Konstruktion für die additive Fertigung ist ein anspruchsvoller Prozess, nicht zuletzt, weil sie für Ingenieure, die für die Konstruktion für die traditionelle Fertigung geschult wurden, nicht intuitiv ist.

Erschwerend kommt die Computer-Aided-Design-Software (CAD) hinzu, von der viele bis vor kurzem noch nicht für die Designanforderungen des 3D-Drucks optimiert wurden.

"Additive Fertigung kann einige unglaubliche Dinge in Bezug auf die Erstellung komplexer Geometrien bewirken, aber zu erwarten, dass sich eine Person oder sogar ein Team von Personen hinsetzt und diese Art von Geometrie erstellt, würde einen echten Engpass darstellen, wenn alles mit Hilfe von konventionelle Werkzeuge.“

Ian Campbell, Professor an der Loughborough University

Es kann beispielsweise schwierig sein, mit herkömmlicher CAD-Software Komponenten aus abgestuften Materialien zu konstruieren, Gitterstrukturen zu erstellen oder Porosität zu modellieren.

Die Kombination mehrerer Softwarepakete kann diese Einschränkung bis zu einem gewissen Grad mildern. Der Wechsel zwischen verschiedenen Softwarelösungen ist jedoch ein höchst ineffizienter Prozess. In einer idealen Welt würden Ingenieure und Designer in einer einzigen Designumgebung arbeiten, ohne dass Daten von einem Softwareprodukt in ein anderes übertragen werden müssen.

Zum Glück beginnen Softwareunternehmen, integrierte Designlösungen für die additive Fertigung zu entwickeln .

Unternehmen wie Autodesk, Dassault Systèmes und PTC suchen nach Wegen, um es Ingenieuren so einfach wie möglich zu machen, ihre Konstruktionen für die additive Fertigung zu optimieren.

Nehmen Sie Netfabb von Autodesk als Beispiel. Netfabb wurde für die Arbeit mit 3D-Druck-STL-Dateien entwickelt und kann Dateien analysieren und reparieren, Stützstrukturen und Gitter generieren und eine Simulation für die Konstruktion eines 3D-gedruckten Metallteils ausführen – alles in einem Paket.

Auf ähnliche Weise bietet PTC seine Creo 6.0-Software an, um Design und Druckvorbereitung in einer Umgebung zu ermöglichen. Ende 2018 erwarb PTC das Unternehmen für generative Designsoftware Frustum. Das Unternehmen arbeitet nun daran, seine CAD-Plattform um generative Designtechnologie, die oft mit 3D-Druck kombiniert wird, zu erweitern.

Letztendlich wird die Entwicklung integrierter 3D-Druck-Softwarelösungen ein entscheidender Teil des Puzzles sein, um die Technologie in den Mainstream zu bringen.

"Wir werden mehr Softwaretools sehen, die Ingenieuren helfen, Teile für einen bestimmten Prozess besser zu konstruieren. Softwaregesteuerte Build-Setups wie Ausrichtung, Vorverformung werden dazu gehören … Diese Entwicklungen werden dazu beitragen, die Anzahl der erforderlichen Iterationen zu reduzieren, insbesondere wenn das Ziel das Drucken für die Produktion ist.“

Greg Paulsen, Direktor für Anwendungstechnik bei Xometry

3. Die Konzentration auf Bildung wird mehr 3D-Druckanwendungen und deren Akzeptanz ermöglichen

„In Bezug auf die Fähigkeiten dreht sich meiner Meinung nach bei Innovation alles um Menschen und Technologien. Es hat keinen Sinn, auf fortschrittliche Technologien zu drängen, ohne dass die Leute sie übernehmen .”

Revannth Murugesan, Geschäftsführer bei Carbon Performance

Es wurde viel über den Bedarf an mehr Bildung in der 3D-Druckindustrie gesagt. Unsere kürzlich durchgeführte Umfrage zum Stand der Industrie hat gezeigt, dass mangelnde Bildung die größte Herausforderung für Servicebüros heute ist.

Während die Einführung des 3D-Drucks für das Prototyping relativ einfach ist, kann die Einführung des 3D-Drucks für die Produktion eine Herausforderung darstellen. Es sind nicht nur Investitionen in Hardware erforderlich, sondern Unternehmen müssen auch die Zeit investieren, um das erforderliche Know-how aufzubauen.

Vor allem fehlendes Know-how kann viele Eintrittsbarrieren schaffen. Zum einen werden Unternehmen ohne ausreichende Kenntnisse über die additive Fertigung wahrscheinlich Schwierigkeiten haben, einen Business Case oder Use Case für den 3D-Druck zu entwickeln.

"Dieses Personalelement ist im Moment wirklich entscheidend. Es gibt nicht genug Ingenieure, Manager und Führungskräfte, die die Technologie wirklich gut genug verstehen, um zu arbeiten und eine Strategie zu entwickeln, um das zu erreichen, was sie brauchen, um aus ihr herauszukommen.“

John Barnes, Gründer von The Barnes Group Advisors

"Die Industrie erkennt, was die additive Fertigung nicht kann und dass sie viel mehr kann, als die meisten sie heute verwenden."

Harold Sears, technischer Leiter für additive Fertigungstechnologien bei Ford

Das Bewusstsein für die Möglichkeiten des 3D-Drucks nimmt jedoch allmählich zu. Es wird viel Mühe darauf verwendet, den Markt darüber aufzuklären, wie man mit dem 3D-Druck beginnen und den größten Nutzen daraus ziehen kann.

Gleichzeitig starten Unternehmen sowohl Online- als auch Vor-Ort-Kurse, organisieren Anwendermessen und Workshops und erstellen Bildungsinhalte, um den 3D-Druck bekannter zu machen.

Das Beratungsunternehmen Barnes Group Advisors hat beispielsweise Anfang des Jahres einen Online-Kurs mit der Purdue University gestartet, um Ingenieuren die Möglichkeit zu geben, relevante Kenntnisse in der additiven Fertigung zu erwerben.

Nur wenn Unternehmen die Möglichkeiten und Grenzen des 3D-Drucks kennen, können sie dieses Wissen nutzen, um erfolgreiche Anwendungen für die Technologie zu entwickeln.

Nehmen Sie Boyce Technologies als Beispiel. Das Ingenieurbüro kaufte einen großen 3D-Drucker, um Prototypen für Kommunikationssysteme wie Informationskioske und Notfallsysteme zu erstellen.

Das Unternehmen war jedoch bereit, mit dem 3D-Druck zu experimentieren, um seine wahren Fähigkeiten zu verstehen.

Durch das Erlernen der Besonderheiten der Technologie entdeckte Boyce, dass der gleiche 3D-Drucker, der für das Prototyping verwendet wird, auch zur Herstellung bestimmter Polymerteile für den Endverbrauch verwendet werden kann. Seitdem ist die Technologie zu einem wichtigen Bestandteil des Geschäfts von Boyce geworden und wird zu 90 % für Produktionsanwendungen eingesetzt.

Mit zunehmendem Verständnis von AM werden die Benutzer letztendlich in der Lage sein, mehr industrielle Anwendungen für die Technologie zu identifizieren und den Anwendungsbereich des 3D-Drucks auf neue Horizonte zu bringen.

4. Dental wird den 3D-Druck als dominierende Produktionstechnologie einführen

"In der Zahnheilkunde könnte man theoretisch ein gutes Argument dafür haben, mehr als 80 % der Produktionsmittel auf eine additive Technologie umzustellen."

Scott Dunham, Vizepräsident für Forschung bei SmarTech Analysis

Der 3D-Druck spielt bereits eine große Rolle in der Dentalindustrie und produziert Kronen, Bohrschablonen und die meisten Aligner-Formen. Aber die Technologie hat das Potenzial, eine dominierende Technologie in diesem Sektor zu werden.

Ein Bericht von SmarTech Analysis zeigt, dass der Umsatz mit 3D-Druckern in der Dentalindustrie bis 2025 den Umsatz mit Bearbeitungshardware übersteigen wird und die Technologie bis 2027 die weltweit führende Produktionsmethode für Zahnrestaurationen und -geräte werden wird.  

Dieser Paradigmenwechsel wird durch die Entwicklung harzbasierter 3D-Drucktechnologien wie SLA, DLP und Material Jetting vorangetrieben. Harzbasierte 3D-Drucker können kundenspezifische Dentalgeräte mit hervorragender Oberflächenqualität und feinen Details in hoher Geschwindigkeit herstellen. Die Dentalindustrie kann von diesen Möglichkeiten profitieren, da Zahnärzte ihre Leistungen schneller und kostengünstiger erbringen können.

"Wir sehen, dass der 3D-Druck in Bereichen wie Zahnpflege und Zahnrestauration zu einem der wichtigsten Werkzeuge wird. Der digitale Faden ist dort weitgehend vom intraoralen Scannen bis hin zu den Arbeitsabläufen und der Planung entwickelt – nicht nur im Labor, sondern auch in der Zahnklinik. Hier sehen Sie also einen Markt, der für die Massenadoption bereit ist.“

Avi Reichental, Gründer von XponentialWorks

Darüber hinaus werden Harz-3D-Drucker für Dentallabore mit einem durchschnittlichen Preis von etwa 5.000 US-Dollar immer erschwinglicher. Diese Drucker sind auch für die Arbeit mit zertifizierten Dental-Druckharzen optimiert, deren Anzahl in den letzten Jahren stark gestiegen ist.

EnvisionTec, einer der größten Hersteller von Resin-3D-Druckern, bietet 13 verschiedene Arten von Harzmaterialien an, die für dentale Anwendungen optimiert sind.

Formlabs, ein weiterer wichtiger Akteur auf dem Markt des Harz-3D-Drucks, bietet 5 Arten von Harzen an, von denen einige zur direkten Herstellung von Zahnersatz verwendet werden können. Zudem soll das Unternehmen seinen Marktanteil im dentalen 3D-Druck-Markt in den letzten zwei Jahren mehr als verzwanzigfacht haben.

Additive Fertigung hat eine bedeutende Anzahl von Sektoren und Industrien durchdrungen. Dental scheint jedoch der Hauptmarkt zu sein, auf dem die digitale Fertigung in Form des 3D-Drucks in vollem Umfang genutzt werden kann.

5. 3D-Druck wird intelligenter

"Ein Teil des maschinellen Lernprozesses besteht darin, ein hohes Maß an Wiederholbarkeit einzuführen und es dem Benutzer zu ermöglichen, leichter vorherzusagen, wie die Leistung funktionieren wird."

  Joshua Martin, CEO von Fortify

Der 3D-Druck effizienter und produktiver zu machen, ist ein ständiges Bestreben in der Branche. Ein Trend, der dies ermöglicht, ist die Entwicklung intelligenterer Systeme, die auf Sensoren und maschinellem Lernen basieren.

  Hersteller von 3D-Druckern beginnen, ihre Systeme mit Sensoren auszustatten, um eine prozessinterne Überwachung zu ermöglichen. Sensoren und Kameras, die in einem 3D-Drucker platziert sind, können verwendet werden, um mehrere Aspekte eines Baus in Echtzeit zu messen, um den Bauprozess zu dokumentieren und sicherzustellen, dass die Anforderungen erfüllt werden.

Beispielsweise können Kameras beim 3D-Drucken von Pulverbettmetall die Größe und Temperatur des Schmelzbads erfassen, was sich direkt auf die Mikrostruktur, die Materialeigenschaften, die Oberflächenbeschaffenheit und die Gesamtleistung des Teils auswirkt.

Die Integration von maschinellen Lernalgorithmen in solche Sensoren kann dazu beitragen, den 3D-Druck zu einem viel intelligenteren Prozess zu machen. Sensoren können wertvolle Daten sammeln, die dann einem maschinellen Lernsystem zugeführt werden können.

Das System analysiert die Daten und gibt dann Feedback, wie der Prozess verbessert werden kann. Es kann verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit von Defekten oder Bauausfällen vorherzusagen, sodass Ingenieure in den Prozess eingreifen und Fehler frühzeitig vermeiden können.

Derzeit befindet sich dieses Konzept noch in den Anfängen und es sind nur wenige Lösungen auf dem Markt erhältlich. VELO3D, ein US-amerikanischer Hersteller von 3D-Metalldruckern, hat ein mit Sensoren ausgestattetes System entwickelt, das den Status des Builds zurückmelden kann. Ebenso bietet der 3D-Druckerhersteller EOS die EOSTATE Monitoring Suite an, die qualitätsrelevante Daten in Echtzeit erfassen kann.

MIT-Startup Inkbit kombiniert seinen Multi-Material-Tintenstrahl-3D-Drucker mit eingebauten Scannern und einem System für maschinelles Lernen. Das Überwachungssystem scannt jede Schicht des Objekts, während das maschinelle Lernsystem diese Informationen verwendet, um das Wölbungsverhalten von Materialien vorherzusagen und Fehler automatisch in Echtzeit zu korrigieren.

"Ich denke, das ist der Heilige Gral für AM, denn mit der Inprozesskontrolle können Sie fast sofort auf Mängel in Ihrem Prozess reagieren."

Yves Hagedorn, Geschäftsführer bei Aconity3D

In Zukunft gehen wir davon aus, dass alle 3D-Drucker mit intelligenten Technologien wie Sensoren und maschinellem Lernen integriert werden. Diese Technologien werden in Kombination mit dem 3D-Druck die Wiederholbarkeit des Prozesses erheblich erhöhen, indem sie das Risiko von Konstruktionsfehlern verringern.

Ein intelligenterer Prozess führt letztendlich zu einer einfacheren Qualitätssicherung und öffnet die Tür für mehr Produktivität beim 3D-Druck in der Fabrikhalle.

6. Der Markt für 3D-Druckservicebüros wird weiter wachsen

Servicebüros sind ein wichtiges Segment der additiven Fertigungsindustrie und tragen zur Weiterentwicklung der Technologie bei. Mit Blick auf die Zukunft ist der Bereich Servicebüros auf weiteres Wachstum ausgerichtet.

Diese Vorhersage wird von einer Reihe von Experten unterstützt, die für unseren Umfragebericht zum Stand der 3D-Druckindustrie interviewt wurden, und von Teilnehmern, die einen positiven Ausblick auf das kommende Jahr geben.

Das Wachstum wird maßgeblich durch die zunehmende Spezialisierung auf bestimmte 3D-Drucktechnologien (z. B. Metall-AM) oder Branchen (z. B. Medizin) getrieben.

"Die Spezialisten, die unübertroffenes Fachwissen in einem bestimmten Bereich von AM aufbauen können, sollten sich aus dieser Investition in Fachwissen lohnen. Auf der anderen Seite sollten Unternehmen, die eine Reihe von Drucktechnologien zur Herstellung von Teilen für Kunden anbieten sowie Nachbearbeitungs- und Designservices für jede anbieten, schließlich auch an die Spitze aufsteigen.“

Scott Dunham, Vizepräsident für Forschung bei SmarTech Analysis

Servicebüros werden anderen Branchenakteuren viele Möglichkeiten zur Expansion bieten.

"In den nächsten Jahren wird es viele Fusionen und Übernahmen geben. Für einige der größeren Hersteller von 3D-Druckmaterialien ist es selbstverständlich, ein Servicebüro an ihr Geschäft angebunden zu haben. Es gibt eine echte Gelegenheit für die anderen Hersteller, Geschäfte abzuschließen oder Servicebüros aufzukaufen, um für ihre speziellen Materialien zu werben.“

Jonathan Warbrick, Business Development Manager bei Graphite Additive Manufacturing  

Diese Vorhersage hat sich bereits bewahrheitet, als Sandvik, ein Hersteller von Metallpulvern für AM, eine Beteiligung am 3D-Druckdienstleister Beam-IT erwirbt.

Andererseits werden Fertigungsmarktplätze wie 3D-Hubs und Xometry, die Unternehmen bei Bedarf Zugang zu einem globalen Netzwerk von Lieferanten (sowohl für AM- als auch für traditionelle Fertigungsdienstleistungen) bieten, ebenfalls ein schnelles Wachstum verzeichnen.

Die Fertigung hat es schwer, flexibler auf schnelle Veränderungen der Kundennachfrage, der Technologie und der Märkte zu reagieren. Durch ein Manufacturing-As-A-Service (MaaS)-Geschäftsmodell sind Online-3D-Druckplattformen in der Lage, Agilität und schnellere Bearbeitungszeiten zu bieten und eine scheinbar lukrative Marktlücke zu schließen.

„[MaaS ist] eine Win-Win-Situation, weil die Geschäfte Arbeit bekommen, ohne dass dafür Marketing gemacht werden muss. Wir bekommen Fulfillment und hochwertige Teile. Und schließlich hat der Kunde eine zentrale Anlaufstelle, um seine Teile über viele Fertigungstechnologien zu bestellen .“

Greg Paulsen, Direktor für Anwendungstechnik bei Xometry

7. Der Metall-3D-Druck wird weiter reifen

„Wenn es um Metall-3D-Druck geht, haben wir nur an der Oberfläche gekratzt. ”

Scott Dunham, Vizepräsident für Forschung bei SmarTech Analysis

Metall-3D-Druck bleibt eines der am schnellsten wachsenden Segmente im 3D-Druck. Die vielen Experten, die wir interviewt haben, sind sich jedoch einig, dass sich der Markt für den Metall-3D-Druck zwar in den letzten zehn Jahren erheblich weiterentwickelt hat, sein wahres Potenzial jedoch noch nicht voll ausgeschöpft werden muss.

„Wenn man die Größe der AM-Branche mit der Größe der traditionellen Fertigungsindustrie vergleicht, haben wir viel Raum für Wachstum. ” 

Zachary Murphree, VP of Technology Partnerships bei VELO3D

Laut Scott Dunham von SmarTech werden Materialien der Schlüssel zur Entwicklung des Metall-3D-Drucks sein: 

"Mit zunehmender Reife der Branche werden Sie natürlich sehen, viel mehr Gewicht auf Materialien, da die Auslastung der 3D-Drucker idealerweise gestiegen ist, um eine größere Serienfertigung und einen regelmäßigeren Serieneinsatz zu unterstützen. ” 

EOS, ein wichtiger Akteur in der Welt des Pulverbett-Fusions-3D-Drucks, konzentriert sich stark auf die Entwicklung weiterer Materialien für die Metall-AM. Im Mai 2019 brachte das Unternehmen vier neue Metallwerkstoffe auf den Markt, darunter Edelstahl CX, Aluminium AlF357 und zwei Titansorten.

Eine weitere wichtige Voraussetzung für die Einführung des Metall-3D-Drucks für die Produktion ist die Qualitätssicherung.

„Qualitätskontrolle, d. h. das Verständnis der Qualitätsanforderungen und die Möglichkeit, Ihr Teil zu validieren, wird in Zukunft wirklich einen Unterschied machen. ”

Doug Hedges, Präsident von Sintavia

Wenn ein zuverlässiger, schnellerer Prozess und eine breitere Materialauswahl zusammenkommen,  "wird die Akzeptanz in allen Branchen stetig zunehmen, nicht nur in den Early Adopters wie Luft- und Raumfahrt und Medizin “, glaubt Dave Conover, Chief Technologist of Additive Manufacturing bei ANSYS.

In der Tat beginnen Hersteller in der Automobil-, Industriegüter- und Energiebranche, Vertrauen in den Metall-3D-Druck als Lösung zu gewinnen. BMW hat vor kurzem seine 3D-Druckproduktion von Metalldachhalterungen gestartet, während Unternehmen wie GE und Conflux Technology mit dieser Technologie Wärmetauscher der nächsten Generation entwickeln.

Zweifellos gibt es beim Metall-3D-Druck noch viele Möglichkeiten, die es zu entdecken gilt. Um diese zu erfassen, muss die Branche bei der Entwicklung von Standards und Best Practices energischer zusammenarbeiten, um wiederholbare Prozesse und qualitativ hochwertige Ergebnisse zu gewährleisten.

8. Der Composite-3D-Druck bietet eine enorme Marktchance

„Der Composite-Bereich ist vielleicht das neueste Segment im 3D-Druck. Das bringt Herausforderungen mit sich, aber auch viele Chancen. ”

Joshua Martin, CEO von Fortify

Der Verbundwerkstoffmarkt ist eine der wichtigsten neuen Möglichkeiten für den 3D-Druck. Verbundwerkstoffe sind leichte, starke Materialien, die in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Öl und Gas sowie Industriegütern sehr gefragt sind.

Ein Bericht von SmarTech Analysis schätzt, dass der 3D-Verbunddruck in den nächsten zehn Jahren zu einem Geschäft mit fast 10 Milliarden US-Dollar wachsen wird. Innerhalb dieses Zeitrahmens werden Endverbraucherteile voraussichtlich die größte Umsatzchance sein.

Die Möglichkeit, die traditionelle Verbundstoffherstellung zu rationalisieren und die Kosten zu senken, wird der Hauptgrund für dieses Wachstum sein.

„Die Herstellung von Verbundwerkstoffen ist derzeit sehr arbeits-, ressourcen- und kapitalintensiv, was bedeutet, dass sie nicht wirklich auf große Mengen skaliert werden kann. Darüber hinaus gibt es lange Konstruktionszyklen aufgrund unzureichender Software und ineffizienter Simulation .“

Wiener Mondesir, Mitbegründer und Chief Technology Officer bei Arevo

Die Zahl der Unternehmen, die die Herstellung von Verbundwerkstoffen mit 3D-Druck automatisieren möchten, wächst sprunghaft. Derzeit ist Markforged wohl der größte Player in Bezug auf die Marktpräsenz, aber auch andere Unternehmen wie Arevo, Fortify, Impossible Objects und Thermwood verzeichnen ein bemerkenswertes Wachstum.

Fortify zum Beispiel hat kürzlich eine Serie-A-Finanzierungsrunde in Höhe von 10 Millionen US-Dollar abgeschlossen, während das Technologieunternehmen Arevo die erfolgreiche Anwendung seiner 3D-Drucktechnologie aus Verbundwerkstoffen zur Herstellung von Fahrradrahmen bekannt gab. Thermwoods Large Scale Additive Manufacturing-Technologie gewinnt auch bei der Herstellung von Verbundwerkzeugen für Luft- und Raumfahrtanwendungen an Bedeutung.

Das Potenzial für das Segment des 3D-Drucks von Verbundwerkstoffen ist eindeutig riesig. Um sich weiterzuentwickeln, müssen Unternehmen jedoch daran arbeiten, ihre Technologien weiter zu verbessern und den Anwendungsbereich für den 3D-Verbunddruck zu erweitern.

9. Automatisierung wird zu einem Schwerpunkt der Branche

Automatisierung wird der nächste Schritt in der Evolution der additiven Fertigung sein. Durch eine Kombination aus Hard- und Software sowie Robotik, Sensoren und Netzwerken wird die Automatisierung als Teil eines durchgängigen digitalen Produktionszyklus für schlankere Prozesse sorgen.

Auf der Hardwareseite bringen Unternehmen neue, integrierte Produktionseinheiten auf den Markt, die Robotik und Smart-Factory-Konzepte beinhalten, um verschiedene Schritte des Fertigungsworkflows zu automatisieren.

Zum Beispiel hat Digital Metal, ein Hersteller von Binder Jetting Metall-3D-Druckern, seine Systeme mit Robotern gepaart, die manuelle Arbeiten wie das Entfernen von Build-Boxen und deren Lieferung an eine Nachbearbeitungseinheit erledigen. Jabil verwendet auch Roboter zur Automatisierung der Teilehandhabung in sekundären AM-Prozessen und Computer Vision zur Automatisierung von Inspektionsprozessen.

Auf der Softwareseite gewinnt die Workflow-Automatisierung an Bedeutung, da Unternehmen erkennen, dass die Serienproduktion mit 3D-Druck möglich ist ohne ein durchgängiges Managementsystem kaum möglich sein wird.

Darüber hinaus wird die AM-Nachbearbeitungsphase, die normalerweise ein manueller Prozess war, stärker digitalisiert.

"Die Automatisierung der Nachbearbeitung wird zu einem der wichtigsten Dinge, auf die Sie achten sollten. Dies liegt daran, dass der eigentliche Schritt in der Möglichkeit liegt, die Postproduktion zu automatisieren.“

Neil van Es, Gründer von Parts on Demand

Mehrere Unternehmen wie Additive Manufacturing Technologies und Post Process Technologies überwinden diesen Engpass nun, indem sie Nachbearbeitungslösungen anbieten, die den Prozess der Supportentfernung und Oberflächenbearbeitung beschleunigen – durch automatisierte Nachbearbeitungsmaschinen.

Das Hinzufügen von Automatisierung zu einer 3D-Druckgleichung wird es Herstellern ermöglichen, den 3D-Druck in einen kontinuierlichen Prozess umzuwandeln, der in einer Serienproduktion viel besser funktioniert.

10. Die Landschaft der additiven Fertigung wird wettbewerbsfähiger

"In den nächsten Jahren werden wir viel mehr Wettbewerbschaos erleben, das aus einem ziemlich überfüllten Feld resultiert."

Scott Dunham, Vizepräsident für Forschung bei SmarTech Analysis  

Mit dem Eintritt neuer Akteure in die Branche nimmt der Wettbewerb auf dem AM-Markt zu. Eine wachsende Zahl von Start-ups und etablierten Unternehmen außerhalb von AM betritt die 3D-Druck-Arena, um vom Wachstum der Branche zu profitieren.

AMFGs Additive Manufacturing Industry Landscape 2019 hat mehr als 80 3D-Druckerhersteller identifiziert, von denen die meisten in den letzten fünf bis zehn Jahren erschienen sind.

Neulinge haben ein enormes Potenzial, etablierte Spieler zu überholen.

Wie Avi Reichental, Gründer des Beratungsunternehmens XponentialWorks, betont, „[etablierte Unternehmen] haben einen ziemlich unfairen Nachteil gegenüber neuen Playern, weil sie viele Altlasten zu bewältigen haben Zurecht kommen. Da sie mit bestimmten Technologien arbeiten, ist es wahrscheinlicher, dass sie lineare, inkrementelle Verbesserungen implementieren und einführen. Im Gegensatz dazu kann ein komplett neues Unternehmen ein ähnliches Problem ohne die alten Technologie- und Organisationsprobleme lösen.“

Da sich der Wettbewerb verschärft, müssen sich die Akteure der Branche neu orientieren und neu erfinden, um zu überleben. Wir haben bereits einige Schritte in diese Richtung gesehen. Ultimaker beispielsweise hat sich kürzlich umfirmiert, um seine Marke als professionelles B2B-3D-Druckunternehmen zu stärken. 3D Hubs, einst ein Community-basierter 3D-Druck-Marktplatz, hat seinen Fokus kürzlich auf den B2B-Industriebereich verlagert.

"Wir leben in einer Zeit, in der Sie entweder innovativ sind oder sich verflüchtigen. Mit anderen Worten, Sie stören entweder oder Sie werden gestört.“

Avi Reichental 

Die Landschaft wird eindeutig wettbewerbsfähiger denn je. Der Wettbewerb kann jedoch ein positives Zeichen sein, das auf das Wachstum der Branche hindeutet. Wettbewerb kann die Branche voranbringen, da er Unternehmen zwingt, sich auf Innovation und Entwicklung zu konzentrieren.

Der zunehmende Wettbewerb bedeutet jedoch auch, dass es für Unternehmen eine entscheidende Zeit ist, innovativ zu bleiben, um ihren Platz auf dem Markt zu behaupten.

Trends signalisieren eine glänzende Zukunft für AM 

"Ich denke, die additive Fertigungsindustrie wird ihr Versprechen halten."

  Simon Fried, Mitbegründer von Nano Dimension

Die oben diskutierten Trends spiegeln eine Schlüsselidee wider:Der 3D-Druck erreicht seine Reife. Die Fortschritte bei Hardware, Software, Materialien und Anwendungen deuten darauf hin, dass der 3D-Druck irgendwann zu einer weiteren Fertigungstechnologie werden wird.

Natürlich wird die Akzeptanzrate des 3D-Drucks im Laufe der Zeit steigen, wobei einige Segmente wie die Zahnmedizin fast vollständig auf den 3D-Druck umstellen. Das wachsende Bewusstsein für den 3D-Druck und seine Vorteile werden dieses Wachstum erleichtern.

"Ich glaube wirklich, dass Sie die Auswirkungen der digitalen Fertigung als Lösung für die Serienfertigung sehen werden."

Philip DeSimone, Mitbegründer und VP of Business Development bei Carbon  

In der Zwischenzeit erfordert die wettbewerbsorientierte 3D-Drucklandschaft Unternehmen, sich von Mitbewerbern abzuheben, indem sie ihr einzigartiges Know-how nutzen und ein klares Leistungsversprechen entwickeln.

Angesichts der jüngsten Fortschritte der Technologie und dieser Expertenprognosen steuert der 3D-Druck eindeutig auf eine glänzende Zukunft der digitalen, intelligenten Fertigung zu.

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