Trends in der additiven Fertigung

Markus Glasser, Senior Vice President EMEA bei EOS, wirft einen Blick auf einige der Trends, die die Fertigungsindustrie im Jahr 2023 bestimmen werden.

Die additive Fertigung ist nach der Einschätzung von EOS auf dem besten Weg, für bestimmte Anwendungen zu einer dominierenden Fertigungstechnik zu werden.

Foto: EOS

Die letzten drei Jahre waren für die Fertigungsindustrie auf der ganzen Welt herausfordernd. Und es sieht so aus, als würde sich dies auch im Jahr 2023 fortsetzen – mit Unsicherheiten im Hinblick auf Treibstoff- und Produktionskosten sowie den anhaltenden Krieg in der Ukraine. Gerade angesichts dieser Herausforderungen hat die additive Fertigung (Additive Manufacturing – AM) eine Schlüsselrolle dabei gespielt, den Herstellern bei der Überwindung von unterbrochenen Lieferketten zu helfen und gleichzeitig die Herstellung von Komponenten zu ermöglichen, die robuster, leichter und funktionsintegrierter sind.

Der Markt verzeichnet ein starkes Wachstum, das sich laut dem Marktforschungsinstitut Context fortsetzen dürfte. Im Additive Manufacturing and 3D Printing Report für das erste Quartal 2022 prognostiziert Context, dass der Umsatz mit Materialien, Hardware und Dienstleistungen von 12 Mrd. US-Dollar im Jahr 2021 auf geschätzte 38 Mrd. US-Dollar im Jahr 2026 steigen wird. Das sind beeindruckende Zahlen. Aber der Markt entwickelt sich auch in anderer Hinsicht, weil das Vertrauen in AM und die damit verbundenen digitalen Fertigungstechniken wächst.

Unsere Einschätzung zu den Trends für 2023 und darüber hinaus:

Training und Weiterbildung

Die Welt der additiven Fertigung lässt sich nach wie vor weitgehend in zwei Gruppen einteilen: Fortgeschrittene Anwender, die in die Technik investiert haben und zuverlässige, leistungsstarke System erwarten und experimentierfreudige Anwender, die den Wert der Technik erkennen. Letztere benötigen Unterstützung bei der Anwendung und wollen wissen, wie sie Herausforderungen mit ihrer bestehenden Fertigung überwinden können.

Die industrielle Akzeptanz von AM wird weiter zunehmen. Und damit werden sich die Geschäftsmöglichkeiten für große und kleine Hersteller beschleunigen. Die Vorteile des industriellen 3D-Drucks, die seit Jahren für kleinere Hersteller bestehen, werden sich nun in größerem Umfang in der Industrie durchsetzen. Schulungen und Weiterbildung werden dabei eine zentrale Rolle spielen. Wir rechnen mit einer weiter steigenden Nachfrage nach Online- und virtuellen Schulungen. Gleichzeitig erwarten wir mehr Besuchsanfragen für unsere eigene digitale Fertigung, in der Kunden erleben können, wie eine digitale Fertigungslinie in vollem Umfang funktionieren kann. Die Branche geht einerseits zu besseren Fernschulungen über, jedoch sehen wir auch eine steigende Nachfrage nach Besuchen an unseren Standorten. Produzierende Unternehmen aller Größenordnungen sehen die additive Fertigung jetzt als integralen Bestandteil ihrer Fabriken und nicht nur als eine Möglichkeit, Prototypen herzustellen.

Anwendungsorientierte Produktion

Ein Trend, der sich weiter durchsetzen wird, sind anwendungsorientierte Fabrikkonzepte. Dies erfordert die Optimierung der additiven Systeme, der Peripherie und der Nachbearbeitung, um den Durchsatz zu maximieren und die Kosten zu minimieren. Durch die Optimierung einer AM-Produktionslinie kann sich ein Business Case von einem unrentablen hin zu einem rentablen Szenario verwandeln oder das Potenzial für Gewinn und Designinnovation erhöhen. Für viele Hersteller ist dies ein entscheidender Schritt. Denn in der Regel werden Lösungen für eine spezielle Anwendung optimiert.

Bereits heute unterstützt EOS-Kunden dabei, ihre zukünftigen Fabrikkonzepte so zu gestalten, dass sie die Erwartungen an konventionelle Fertigungslösungen übertreffen können. Zuverlässiges und übertragbares AM Equipment für wiederholbare Bauteilqualitäten ist an dieser Stelle entscheidend, um die Plug-and-Play-Skalierbarkeit in zukünftigen Fabriken zu ermöglichen.

Digitale Prozessketten

Mit Hilfe der Additiven Fertigung verbinden Hersteller die physische Lieferkette mit einer digitalen Prozesskette. Diese ermöglicht es ihnen, Produkte vom Konzept bis zum Ende ihrer Lebensdauer effizienter zu verwalten. Mit Hilfe eines digitalen Fertigungssystems kann Produktion über mehrere Standorte verteilt werden, indem einfach eine Datei gesendet wird. Diese Dezentralisierung ermöglicht eine kollaborativere, transparentere und effizientere Lieferkette. Dies hat die additive Fertigung während der Corona-Pandemie bei der Bewältigung von Herausforderungen in der Lieferkette bewiesen. Im Falle einer Natur- oder vom Menschen verursachten Katastrophe kann der industrielle 3D-Druck viel schneller reagieren als die herkömmliche Fertigung, indem die Produktion einfach an einen anderen Standort verlagert wird, wo die Technik vorhanden ist.

Hybride Werkstoff-Innovation

Auch in Zukunft werden wir beschleunigte Synergien zwischen Materialwissenschaft, Fertigung und Technik erleben. Dies wird Innovationspotentiale freisetzen, die bisher nicht denkbar waren. Während beträchtliche Investitionen in alle Bereiche rund um die additive Fertigung das Wachstum weiter vorantreiben, sollte die Bedeutung der Werkstoffe nicht unterschätzt werden.

Es werden zunehmend hybride Werkstoffe zur Verfügung stehen, die für spezielle Anforderungen und Anwendungen entwickelt werden, um den Herausforderungen der jeweiligen Branche gerecht zu werden. Durch die Anpassung von Prozessparametern können Materialeigenschaften wie Duktilität und Zugfestigkeit an verschiedenen Stellen des additiven Fertigungsprozesses verändert werden. Hybride Werkstoffe werden eine neue Generation von Anwendungen ermöglichen, insbesondere in stark regulierten Branchen wie der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt.

Nachhaltigkeit

Ökologische Nachhaltigkeit ist seit einigen Jahren ein wichtiger Trend. Hersteller und Unternehmen bemühen sich, unternehmensseitige Auswirkungen auf unsere Umwelt zu verringern. Es gibt bereits viele Maßnahmen, um den Energieverbrauch zu senken, Abfall bei der Produktion zu verringern und nicht wiederverwertbare Materialien aus Produkten und Verpackungen Stück für Stück zu entfernen. Hinzu kommt, dass immer mehr Endkunden mittlerweile Nachweise für die Nachhaltigkeit der Produkte und Dienstleistungen einfordern, die sie einkaufen.

Die Menschen wollen ein nachhaltigeres Leben führen. Branchen wie erneuerbare Energien und Elektromobilität, aber auch Veränderungen im Lifestyle-Sektor zeigen, dass Nachhaltigkeit uns alle auch in Zukunft begleiten wird. Und die Hersteller erkennen dies.

Markus Glasser, Senior Vice President EMEA bei EOS.

Foto: EOS

In der additiven Fertigungsindustrie werden wir 2023 weitere Innovationen sehen, die diesen Trend unterstützen. Der industrielle 3D-Druck ist anwendungsbezogen bereits jetzt schon nachhaltiger als herkömmliche Verfahren. Gleichzeitig arbeiten EOS und andere Hersteller kontinuierlich daran, Systeme und Werkstoffe energieeffizienter und nachhaltiger zu machen und das Modell der Kreislaufwirtschaft im Zuge von verbesserter Recyclingfähigkeit und biologischer Abbaubarkeit zu unterstützen. Außerdem werden wir sehen, dass Hersteller die Daten, die ihre Systeme im Bauprozess generieren, stärker nutzen, um die Effizienz ihrer Herstellungsprozesse für die Kunden zu belegen.

Ein Blick in die Zukunft

Der globale Fertigungssektor wird, von den Ereignissen auf der Weltbühne erheblich beeinflusst. Es ist schwer vorherzusagen, wie sich der Sektor im Jahr 2023 entwickeln wird. Aber man kann sagen, dass die Branche jedes Mal, wenn sie vor Herausforderungen stand, gezeigt hat, wie hartnäckig und innovativ sie sein kann, um den Sturm zu überstehen. Die additive Fertigung hat in den letzten Jahren bewiesen, dass sie Herstellern und Lieferketten ein enormes Maß an Flexibilität bietet. Gleichzeitig ist sie auf dem besten Weg, für bestimmte Anwendungen zu einer dominierenden Fertigungstechnik zu werden.