Was steht dem 3D-Druck bevor?

Jan 30, 2024

Sarah Göhrke | 27. Dezember 2022

Werden wir das neue Jahr „202“ nennen?3D,„Während der 3D-Druck an Fahrt gewinnt? Es ist kitschig – aber es könnte passen. Es stimmt, dass diejenigen von uns, die in der additiven Fertigung (AM) arbeiten, zu Beginn eines jeden Jahres sagen: „Dies ist das Jahr des 3D-Drucks.“ Aber vielleicht ist dies das richtige Jahr.

Materialien, 3D-Drucktechnologien und Anwendungen werden im Jahr 2023 und darüber hinaus bedeutende Fortschritte machen. Drei große Trends untermauern diese Vorwärtsbewegung: Umstrukturierung, Verantwortlichkeit und Hybridisierung in der additiven Fertigung.

Zu sagen, dass der 3D-Druck am Jahresende 2022 nicht mehr so ​​aussieht wie im letzten Dezember, ist eine Untertreibung. Die Branche hat hinsichtlich der Unternehmensbeteiligung, der Belegschaftsstruktur und der allgemeinen Reaktion auf sich ändernde Marktbedingungen erhebliche Veränderungen erlebt.

Fusionen und Übernahmen gehören zu den Buchstabensuppenaktivitäten, die die Branche der additiven Fertigung im wahrsten Sinne des Wortes umstrukturieren. Von scheinbar positiven Nachrichten wie Börsengängen und SPAC-Maßnahmen, die mehr Unternehmen in den öffentlichen Sektor aufgenommen haben, bis hin zu Akquisitionen bei Segmentführern bleiben nur wenige Segmente der 3D-Druckbranche unberührt.

Der Werkstoffgigant Covestro verkaufte sein Materialgeschäft für die additive Fertigung, das zuvor durch die Übernahme von DSM erweitert wurde, an Stratasys. Im Bereich Desktop-3D-Druck haben die führenden Unternehmen Ultimaker und MakerBot ihre Fusion zum neuen Unternehmen UltiMaker (leider nicht UltiMakerBot genannt) abgeschlossen. Im Metallbereich erwarb Markforged Digital Metal, während im Softwarebereich der 3D-Drucker OEM Carbon das Softwareunternehmen ParaMatters übernahm. Große internationale Unternehmen wie Nikon investieren weiterhin stärker in AM: Im Jahr 2022 erwarb der Riese der optischen Technologie SLM Solutions und Optisys und investierte in hybride Fertigungstechnologien.

Unterdessen verliefen andere Schritte nicht ganz wie geplant. Der große Weltkonzern Xerox hat sein Elem Additive-Geschäft zurückgefahren; Die Digital Manufacturing-Abteilung von Stanley Black & Decker wurde aufgelöst; und HP kündigte das Ende der Lebensdauer seines Vollfarb-3D-Drucksystems an. Darüber hinaus wurde der öffentliche Schritt von Essentium Anfang 2022 abgebrochen, da „Marktbedingungen“ den geplanten SPAC nicht begünstigten. Zu den SPACs, die Unternehmen auf den Markt brachten, gehörte der 3D-Druckdienstleister Fast Radius, der im November Insolvenz nach Chapter 11 ankündigte, nur neun Monate nach seinem Erscheinen auf dem öffentlichen Markt. Noch vor Jahresende verpflichtete sich SyBridge Technologies für eine Übernahme der Vermögenswerte von Fast Radius im Wert von unter 16 Millionen US-Dollar. Damit blieb das Unternehmen über Wasser, verkaufte sich aber deutlich unter der anfänglichen öffentlichen Bewertung von 1,4 Milliarden US-Dollar.

Diese und viele andere Schritte bei Branchenfusionen, Übernahmen, öffentlichen Einreichungen und Verlusten deuten auf ein interessantes Geschäftsumfeld für den 3D-Druck zu Beginn des Jahres 2023 hin.

Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehört eine einfache: Die Branche entwickelt sich weiter. Unordentliche Geschäftsbedingungen erhöhen die Komplexität und Konsolidierung einer Branche, die sich von ihren Wurzeln in Laboren und Produktionsräumen hin zu Vorstandsetagen und Börsen verlagert.

Da wir gerade beim Thema Sitzungssäle sind, sprechen wir über den Elefanten in einigen von ihnen – Machtkämpfe.

Das spanische Massenproduktions-Startup Triditive, dessen Gründerin Mariel Diaz Auszeichnungen für Führungsqualitäten und Ingenieurskompetenz erhalten hat, erlebte diesen Herbst so etwas wie einen Coup und hat derzeit keinen CEO. Die Gründerin hat Klage eingereicht, um den Ruf ihres Unternehmens wiederzuerlangen, und die rechtlichen Schritte sind noch nicht abgeschlossen.

Eine weitere sich noch entwickelnde Situation besteht im Bereich der additiv gefertigten Elektronik (AME), da der Segment- (und M&A-)Führer Nano Dimension vor Führungsfragen steht. Die Aktionäre sträubten sich gegen den Versuch des CEO, die Barbestände des Unternehmens in Höhe von 1,2 Milliarden US-Dollar zu übernehmen. Neben Entlassungen und aggressiven Akquisitionsaktivitäten ist das Unternehmen auch von Intrigen betroffen, die sich auf seinen Handelspreis auswirken.

Diese beiden Unternehmen sind in der AM-Branche in diesem Jahr herausragende Führungskräfte unter den Umstrukturierungen. Während die Fluktuation von CEOs relativ häufig vorkommt, wenn Geschäftsstrategien ausgereift sind und sich ändern, heben sich die Augenbrauen, wenn diese Schritte weniger einvernehmlich sind.

Andere unfreiwillige Schritte in der Branche waren wichtiger. Hier müssen wir natürlich einen Blick auf Entlassungen werfen. (Offenlegung: Dieser Autor war Anfang des Jahres persönlich von einer Entlassung eines 3D-Drucker-OEMs betroffen.)

Marktbedingungen, darunter eine vorhergesagte – wenn auch nicht zementierte – Rezession, Inflation, Unterbrechungen der Lieferkette, das dritte Jahr einer Pandemie, Krieg in Europa und viele andere Faktoren mit großer Tragweite, haben zu dem geführt, was viele Führungskräfte gerne als „beispiellose Zeiten“ bezeichnen. "

Für eine junge Branche sind alle Zeiten technisch gesehen beispiellos, da sie versucht, sich dort zu bewegen, wo sich noch kein Markt zuvor bewegt hat, aber wir lassen das beiseite. Mit zunehmender Reife der 3D-Druckbranche haben größere Marktbedingungen größere Auswirkungen als je zuvor. (Siehe die Buchstabensuppenindikatoren oben). Daraus folgt, dass sich negative Bedingungen negativ auf die Bargeldbestände auswirken, und Vorsichtsmaßnahmen umfassen häufig eine engere Verschnürung des Gürtels und damit eine Reduzierung der Gewalt.

Entlassungen haben die AM-Branche auf breiter Front getroffen. Hardware-OEMs, Material- und Serviceanbieter, Softwareunternehmen – kein Segment ist davon verschont geblieben.

Das Negative ist natürlich ein Verlust an institutionellem Wissen, da erfahrene Branchenexperten aus ihren Rollen entfernt werden. Der Nettogewinn besteht darin, dass diese geschwächten Unternehmen bessere Hoffnungen auf ihr nächstes Geschäftsjahr haben. Ein zusätzlicher Nettogewinn ist jedoch eine Umverteilung der Fähigkeiten, wenn geschulte Arbeitskräfte neue Aufgabenfelder erschließen.

Aus- und Weiterbildung bleiben in einer jungen Branche ein wichtiges Anliegen und institutionelles Know-how mit langjähriger Erfahrung ist Mangelware. Auch wenn die Erholung der Neueinstellungen noch nicht in vollem Gange ist, könnten wir je nach den allgemeinen makroökonomischen Bedingungen im Jahr 2023 erleben, dass mehr Unternehmen Experten einstellen, die den Kurs ihres Geschäfts ändern könnten.

Selbst angesichts der Unsicherheit nimmt AM einen interessanten Platz in der Industrie ein, da weiterhin Investitionen in Millionenhöhe getätigt werden.

Auch wenn Anleger unbestreitbar wählerischer denn je bei neuen Portfoliozugängen sind, haben diejenigen, die es schaffen, immer noch Glück. Zu den jüngsten Kapitalerhöhungen zählen die 100-Millionen-Dollar-Investition von Hexagon in das 3D-gedruckte Supersportwagengeschäft von Divergent Technologies; Die Investition von Lockheed Martin Ventures in den 3D-Drucker-OEM Fortify sowie in das 3D-gedruckte Feststoffraketenunternehmen X-Bow Systems; Die Aufnahme von Fortius Metals in sein Venture-Portfolio durch AM Ventures; und Holcims Investition in das AM-Bauunternehmen COBOD.

Diese und viele laufende Fundraising-Runden verdeutlichen die insgesamt positive Einstellung, mit der der Markt fortschrittliche Fertigungstechnologien betrachtet. Da in jeder Runde zusätzliche Mittel bereitgestellt werden, können neue 3D-Drucktechnologien in die nächste Generation übergehen.

Da AM immer ausgereifter wird, wird es auf branchenweiter Ebene zunehmend für die wilden Behauptungen verantwortlich gemacht, die im Laufe der Jahre aufgestellt wurden. Von „nachhaltiger“ als andere Prozesse bis hin zur „On-Demand-Fertigung“ werden heute hochrangige Behauptungen zur Untermauerung von Marketingslogans herangezogen.

Mit der Gründung der Additive Manufacturer Green Trade Association (AMGTA) Ende 2019 gerieten „Greenwashing“-Behauptungen – bei denen eine überzogene Aussage etwas grüner/umweltfreundlicher erscheinen lässt, als es tatsächlich ist – in die Kritik.

Zwar gilt nach wie vor, dass der 3D-Druck insgesamt weniger Material benötigt und somit weniger Abfall erzeugt als herkömmliche subtraktive Verfahren, echte Nachhaltigkeitsansprüche erfordern jedoch Substanz. Studien zur vollständigen Lebenszyklusanalyse (LCA) haben damit begonnen, End-to-End-Prozesse und ihre Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit zu verfolgen, während AMGTA-Mitglieder zusammenkommen, um die Wahrheit ihrer Technologien wissenschaftlich zu ermitteln.

Andere Ansätze gehen völlig „masselos“ vor, um Materialverschwendung gänzlich zu vermeiden, da künstliche Intelligenz (KI) und AM zunehmend konvergieren.

Im März 2021 öffnete ein riesiges Containerschiff, das den lebenswichtigen Suezkanal blockierte, der Welt die Augen für die Gefahr, sich auf traditionelle Lieferketten zu verlassen. Zusätzlich zur anhaltenden COVID-19-Pandemie, die bereits im Vorjahr für logistisches Chaos gesorgt hatte, war „Unterbrechung der Lieferkette“ im Jahr 2022 in der gesamten Industriewelt zu einem allzu vertrauten Begriff geworden.

In diesen beiden großen Engpasssituationen meisterte der 3D-Druck die Herausforderung. 3D-gedruckte medizinische Teile und persönliche Schutzausrüstung (PSA) sowie die Herstellung von Brücken bewiesen die langjährige Behauptung, dass AM herkömmliche Unterbrechungen der Lieferkette überwinden könne.

Lokalisierte und bedarfsgerechte Fertigung sind zwei der Hauptvorteile von AM. . . wenn sie arbeiten. Unter anspruchsvollen Bedingungen, die stark von einer traditionellen Lieferkette abhängig waren, insbesondere in stark standardisierten oder risikoaversen Marktsegmenten, verlief die Einführung von AM relativ langsamer als bei kommerzielleren Anwendungen. In den letzten Jahren haben zahlreiche Beweise dafür erbracht, dass AM zur Rechenschaft gezogen wird und sein Wertversprechen untermauert.

Die Qualifizierung von Materialien und Prozessen, die zunehmende Validierung von Arbeitsabläufen und die Entwicklung weiterer Materialtypen haben die Entwicklung bei der Endverwendung oder Ersatzteilproduktion mittels 3D-Druck erheblich vorangetrieben.

Im Jahr 2023 können wir davon ausgehen, dass mehr endgültige 3D-gedruckte Teile im Einsatz sein werden als je zuvor. Von beliebten Schuhen bis hin zu 3D-gedruckten Dentalprodukten – der 3D-Druck geht weit über die Rapid-Prototyping-Anwendungen hinaus, die seine Anfänge kennzeichneten. Der vollständige Einsatz hochskalierter AM-Produktionslinien in großen Mengen ist immer noch relativ zukunftsweisend, aber nicht mehr so ​​sehr ein Traum wie in den vergangenen Jahren.

Insbesondere in der Ersatzteilfertigung hat sich der 3D-Druck mehr als bewährt. Auch die Brückenproduktion, während traditionelle Verfahren wie das Spritzgießen hochgefahren werden, unterstreicht die Fähigkeit des heutigen 3D-Drucks, die Nachfrage zu befriedigen.

Der vielleicht größte 3D-Druck-Trend, den wir im neuen Jahr erwarten können, besteht darin, was wir unseren Kindern jeden Morgen sagen: „Spiel schön mit den anderen Kindern.“ Das heißt, der 3D-Druck findet seinen Platz neben und neben anderen AM- und traditionellen Technologien, um die Vorstellung davon zu erweitern, was fortschrittliche Fertigung ist und sein kann.

Ob innerhalb einer einzelnen Maschine oder einfach durch Installation nebeneinander, immer mehr 3D-Drucker werden unter dem Gesichtspunkt der Hybridisierung entwickelt und installiert. Die Fabrikhalle der Zukunft wird möglicherweise nicht nur aus Dutzenden oder Hunderten von 3D-Druckern bestehen, sondern diese Systeme werden neben CNC-Fräsen, Formanlagen, Bohrmaschinen, Drehmaschinen und anderen bekannten Anlagen in der traditionellen und subtraktiven Fertigungswelt installiert sein. Das Zusammenspiel geht weiter mit 3D-gedruckten Formen und anderen Teilen für konventionelle Geräte.

Die Gespräche reifen zusammen mit dem 3D-Druck. Vor einem Jahrzehnt lautete die Frage: „Wann wird der 3D-Druck die traditionelle Fertigung ersetzen?“ Jetzt sehen wir, wie sich diese Frage verändert: „Wie wird die Fabrikhalle der Zukunft für eine effiziente Fertigung aussehen?“

Letztendlich ist der 3D-Druck ein Werkzeug in einem Werkzeugkasten. Selbst bei einer Fabrik, in der man alles herstellen kann, wie einem 3D-Drucker, hat das Werkzeug seine Grenzen und wird nie in jedem Produktionsfall die absolut richtige Wahl sein. Manchmal umfasst dies Teile einzelner Endprodukte, die auf additiven und subtraktiven Fertigungstechniken beruhen, um das fertige Ganze zu schaffen. Autos verfügen beispielsweise zunehmend über 3D-gedruckte Motor- und Innenkomponenten neben traditionellen Metallkarosserien – allesamt mit ergonomischen und personalisierten 3D-gedruckten Werkzeugen für die Fließbandarbeiter.

Diese Werkzeug-im-Werkzeugkasten-Mentalität erstreckt sich über die Fabrik hinaus. Immer mehr Materialunternehmen, darunter multinationale Chemieunternehmen, arbeiten mit ausgewählten 3D-Drucker-OEMs zusammen, um ihre Materialien für abgestimmte Prozesse und validierte Arbeitsabläufe zu validieren. Immer mehr große Softwareanbieter entwickeln Slicing-Programme speziell für verschiedene Arten von 3D-Druckern, während andere unglaubliche Simulationsmöglichkeiten entwickeln, um die Leistung in der Praxis lange vor dem physischen Bau vorherzusagen.

Die Art und Weise, wie sich Ökosysteme bilden, führt zu wirkungsvolleren Ergebnissen bei Materialien, Technologien und sogar Geschäftsstrukturen.

Im Jahr 2023Dkönnen wir einen ausgereifteren und ganzheitlicheren Ansatz für die Entwicklung der additiven Fertigung erwarten.

Durch eine umstrukturierte Landschaft, die stärker für ihr Wachstum verantwortlich gemacht wird, und eine realistische Neugestaltung der Hybrideinführung ist der 3D-Druck gut aufgestellt, um tatsächlich sein bisher stärkstes Jahr zu erleben. . . bis nächstes Jahr.

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