Wie additive Fertigung 8 Schlüsselbranchen revolutioniert

Additive Fertigung (AM) oder 3D-Druck hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Da neue Branchen die Technologie annehmen, entdecken sie die vielfältigen Auswirkungen auf ihr Geschäft. AM-Technologien entwickeln sich schnell weiter, was zu neuen additiven Anwendungen führt. Diese neuen Prozesse, zusammen mit wachsender Palette an produktionsreifen Materialien – Titan, Stahl, diverse Kunststoffe – ermöglichen ein breites Fähigkeitsspektrum.

Mit all diesen AM-Anwendungen können zahlreiche Branchen Entwicklungs- und Fertigungskosten senken, während Produktion, Geschwindigkeit, Innovation und Time-to-Market steigen. Auch neue Strukturen und Formen werden möglich – bei gleichzeitig abnehmendem Abfall. Lesen Sie weiter über diese acht Branchen, die von additiver Fertigung profitieren, und die Zukunft dieser Technologie.

Schnellzugriff:

• Was ist additive Fertigung?
• Wie groß ist der AM-Markt 2021?
• Top-Branchen, die von AM profitieren
• Mehr über AM-Vorteile erfahren?

Was ist additive Fertigung?

Additive Fertigung, auch 3D-Druck genannt, ist der Prozess der Erstellung eines dreidimensionalen Objekts aus einem digitalen 3D- oder CAD-Modell. Wie der Name impliziert, funktioniert AM durch Hinzufügen von Material – Schicht für Schicht. Materialien: Metallpulver, Kunststoff, Keramik. AM kann traditionelle subtraktive Verfahren (Zerspanen, Schneiden, Drehen, Formen, Fräsen) ergänzen oder ganz ersetzen.

Während des AM-Prozesses wird das Objekt per CAD-Software designed oder per Scan des zu druckenden Objekts erfasst. Die Software übersetzt den Scan in ein präzises Framework für den 3D-Drucker, der Schicht für Schicht folgt.

Wie groß ist der AM-Markt 2021?

Da Fortschritte in der additiven Fertigung diesen Prozess zugänglicher machen als je zuvor, implementieren immer mehr Branchen 3D-Druck in ihren Betrieb. AM-Technologien werden zu einer hochgradig disruptiven Kraft in der gesamten globalen Fertigungsindustrie. Der globale AM-Markt wird 2028 auf 30,6 Mrd. USD projiziert. Andere Berichte schätzen jährliches Wachstum von 14,4 %. Bis 2027 wird Fertigung fast 33 % des Gesamtmarktanteils einnehmen.

Treiber dieses schnellen Wachstums: AM-Technologien ermöglichen Unternehmen den Shift von Prototyping zu effizienter Massenfertigung von Teilen, Komponenten, Zubehör. Mit Fortschritten in AM-Technologien und wachsender Adoption across Branchen wird der Markt voraussichtlich weiter expandieren.

Top-Branchen, die von additiver Fertigung profitieren

Da neue AM-Anwendungen verfügbar werden, nehmen mehr Branchen AM-Technologien an. Hier einige der Top-Branchen, die derzeit AM-Anwendungen entwickeln und produzieren, die vor wenigen Jahren noch unerreichbar waren.

Luft- und Raumfahrt

Immer an der Spitze: Luft- und Raumfahrt war Early Adopter von AM. Unternehmen müssen strengste Fertigungsstandards erfüllen, Teile aus Höchstleistungsmaterialien bestehen. Mit AM können Ingenieure komplexe, hochfeste Teile designen und gleichzeitig Gewicht von Luftfahrtkomponenten reduzieren – durch effizientere Geometrien und Eliminierung signifikanter Mengen unnötigen Materials. Ergebnis: geringerer Treibstoffverbrauch, reduzierte CO2-Emissionen, geringere Kosten (und bessere Flugpreise).

Automobil

Wie Luftfahrt sucht Autoindustrie ständig Innovation durch neue Designs; Produkte extremen Geschwindigkeiten und harten Bedingungen ausgesetzt. AM ermöglicht komplexe, hochwertige Teile, die diesen Bedingungen standhalten – für verbesserte Sicherheit. Rapid Prototyping verbessert Fahrzeugqualität, ermöglicht Tests wie Wasserbeständigkeit und Hochtemperatur. Zudem erlaubt 3D-Druck Teilekonsolidierung, reduziert Lagerbestände, erlaubt Reparatur/Wartung mit Einzelteil. Wie in Luftfahrt ermöglichen AM-Technologien Gitterstrukturen für leichte, aerodynamische Autoteile.

Reales Beispiel: Porsche liefert jetzt Teile seltener Klassiker per 3D-Druck. Wo Sammler veraltete Teile schwer fanden, ermöglicht 3D-Druck Ersatzteildruck für seltene Fahrzeuge.

Konsumgüter

Für Marketingteams, die Produkt von Konzept bis Fertigstellung bringen, ist Design oft der größte Zeitfresser. Um sicherzugehen, dass das Produkt stimmt, viel Zeit in Prototypen für Stakeholder und letztlich kundenfreundliches Produkt.

Durch AM können Marketingteams Produktiterationen viel schneller entwickeln und Design bei Bedarf rasch anpassen. Mit fortschreitender AM in Bauvolumen und Geschwindigkeit könnten mehr Konsumgüter per AM für schnelle, effiziente Massenfertigung produziert werden.

Energie

Stromausfälle, Überspannungen, Spitzen kosten US-Wirtschaft jährlich über 150 Mrd. USD durch Arbeitsausfall, Produktivitäts- und Datenverlust. Mit AM kann Energiesektor leichte, effiziente, umweltfreundliche Komponenten schaffen, die extremen Bedingungen standhalten. Plus: AM ermöglicht korrosionsbeständige Metallmaterialien für kundenspezifische Teile für Unterwasser- oder andere raue Umgebungen.

Neben überlegenen Produkten: AM-Adoption in Energiebranche bedeutet neuere, leichtere Materialien. Mit 40 % Produktionskostenreduktion und Time-to-Market-Verkürzung um ein Drittel wird Energiebranche künftig signifikant in AM investieren.

Infrastruktur

Stellen Sie sich eine Brücke vor, die vollständig aus 3D-Druck besteht. Bald Realität. In den Niederlanden wurde 2018 die weltweit erste 3D-gedruckte Fußgängerbrücke enthüllt. Struktur durch additive Robotik, die geschmolzenen Stahl schichtet – fast 12 Meter Spannweite.

AM im Baumarkt expandiert, läutet neue Ära ein. Transparency Market Research: 3D-Druck im Infrastrukturbereich wächst bis 2027 mit 33 % CAGR. Da gedruckte Materialien präzise Schicht für Schicht aufgebracht werden, reduziert AM Materialverschwendung und ermöglicht kosteneffizientesten Bau.

Zudem erlaubt 3D-Druck komplexe Designstrukturen durch präzises Drucken – reduziert Infrastrukturunfälle durch Baufehler und schlechtes Design. Zwar noch nicht im täglichen Brückenbau, aber großes Zukunftspotenzial. Aktueller Bericht: Über ein Drittel aller US-Brücken braucht größere Reparatur oder Ersatz – baldige Branchenexpansion möglich.

Medizin & Pharma

AM hat Medizin revolutioniert – Science Fiction zur neuen Realität. Technologie liefert Durchbrüche für Ärzte, Patienten, Forschung. Von langlebigen Prothesen und lebensechten anatomischen Modellen bis zu chirurgischen Komponenten – die erfolgreich gedruckten Objekte im Medizinbereich geben Einblick in das Potenzial für Healthcare.

Beispiel: AM ermöglicht 3D-gedruckte Zahnapparaturen und maßgefertigte Geräte – Prothesen, Kronen, sogar Invisalign™ – aus verschiedenen Substraten, individuell angepasst. 3D-Druckmarkt für digitale Zahnmedizin: 2,5 Mrd. USD – wachsend. Zudem: Hörgeräte, massenproduziert für besseren Passform und höchsten Komfort.

Eines der neuesten Projekte: Forscher nutzen additive Technologie zum Druck menschlicher embryonaler Stammzellen. Diese können dann Gewebe für Medikamententests oder Ersatzorgane bilden, Haut für Verbrennungen ersetzen, Krebszellen drucken für Medikamententests. Chirurg Anthony Atala, Direktor des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, arbeitet an Organdruck – glaubt, Organ-Druck könnte Transplantation bald ersetzen.

Essbare Güter

AM birgt Potenzial, Lebensmittelindustrie aufzumischen. Aktuell weniger Gamechanger, aber essbarer AM-Druck bietet Chancen. Schokolade und sogar Pizza sind 3D-druckbar.

Binder-Jetting ist gängige Methode für 3D-gedruckte Lebensmittel. Metallpulver/Polymere durch Kristallzucker ersetzt für komplexe, präzise Zuckerskulpturen – besonders für Restaurants, Bäckereien, Hotels. Essbarer AM-Druck bietet Branding-Chancen für Süßwarenhersteller – präzise Logos und Fotos per 3D-Druck.

Zukünftig: einzigartige Nahrungsformulierungen für Ernährungsbedürfnisse, vereinfachte Distribution in schwer erreichbare Gebiete, maßgeschneiderte medizinische/nahrungsergänzende Supplements.

Sport

Sport- und Spielwarenfertigung wird durch 3D-Druck bei Mode, Ausrüstung, Accessoires beeinflusst. US-Sportgütermarkt: ca. 45 Mrd. USD jährlich. AM bietet Vorteile: Customization und Personalisierung ermöglichen personalisierte Ausrüstung für Athleten – exakt auf deren Maße zugeschnitten. Sportgeräte leichter, aber genauso stark oder stärker.

AM ermöglicht auch bessere Schutzausrüstung durch stärkere Materialien und komplexe Geometrien. Fußballhelmhersteller suchen stets Designverbesserungen gegen Kopfverletzungen. Mit 3D-Drucks Gitterstrukturen: Endprodukt leicht, sicherere Druckverteilung. Plus: Jeden Helm für exakte Kopfform des Athleten anpassen – überlegenen Helm produzieren.

Sportartikelhersteller von Adidas bis Nike nutzen AM für maßgeschneiderte Schuhe – besseren Grip, Passform, Innensohlen, Außensohlen. Vollständig 3D-gedruckter Schuh noch nicht am Markt, aber 3D-Druck bereits in vielen Sportschuhen involviert – wird weiter wachsen.

 

Mehr über Vorteile der additiven Fertigung erfahren?

Additive Fertigung ist Gamechanger für Hersteller aller Größen. Schneller, günstiger Produkte – weniger Produktionsabfall, bessere Präzision. Im großen Bild: AM verändert Leben alltäglicher Amerikaner – von medizinischen Durchbrüchen bis sichererer Transport und Straßen.

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