Ein großer Vorteil der additiven Fertigung: Mit 3D-Druck lassen sich auch sehr komplexe Geometrien fertigen. (Bild: Adobe Stock - jaz_online)
Die additive Fertigung hat sich seit der Jahrtausendwende einen festen Platz in der industriellen Fertigung erobert. Das geht aus der Studie Innovationstrends in der additiven Fertigung des Europäischen Patentamtes (EPA) hervor. Die wichtigten Erkenntnisse aus der Studie im Überblick:
Wie entwickelt sich die additive Fertigung weltweit?
- Seit 2001 wurden weltweit über 50.000 bedeutende Erfindungen im Zusammenhang mit 3D-Druck-Technologien als internationale Patentfamilien (IPF) veröffentlicht.
- Zwischen 2013 und 2020 ist die Zahl der Patentanmeldungen im Bereich der additiven Fertigung mit einer durchschnittlichen jährlichen Rate von 26,3 % gestiegen - das Achtfache des Durchschnitts aller Technologien (3,3 %).
- Die USA nehmen mit 40 % aller IPF im Zusammenhang mit dem 3D-Druck zwischen 2001 und 2020 den Spitzenplatz ein; Europa trägt 33 % bei.
- Rund 12 % dieser Patentanmeldungen stammen von Universitäten und öffentlichen Forschungseinrichtungen, was fast doppelt so hoch ist wie der für andere Technologien typische Anteil (7 %).
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Disruptiver Wandel in immer mehr Branchen
Additive Manufacturing überwindet die traditionellen technischen Grenzen industrieller Produktionsprozesse, reduziert den Ausschuss und ebnet den Weg zur individuellen Massenfertigung. Sie ist keine Nischentechnologie mehr, sondern verändert die Produktion in immer mehr Branchen. Seit 2010 werden die meisten 3D-Druck-Anwendungen in den Bereichen Gesundheit, Medizin und Transport eingesetzt. Da 3D-Drucktechnologien jedoch für eine wachsende Vielfalt von Materialien wie Kunststoffe, Metalle, Keramiken und sogar organische Zellen entwickelt werden, ist auch in den Bereichen Werkzeugbau, Energie, Mode, Elektronik, Bauwesen und sogar in der Lebensmittelindustrie ein rasches Wachstum bei der Anwendung der additiven Fertigung zu beobachten.
Wie steht Deutschland beim industriellen 3D-Druck da?
- Innerhalb Europas hat sich Deutschland mit einem Anteil von 41 % als klarer Spitzenreiter erwiesen.
- Ein genauerer Blick auf die Anwendungsgebiete zeigt, dass Deutschland in den Technologiefeldern Werkzeugmaschinenbau, Konsumgüter, Transport und Elektronik klar dominiert.
- Bei der Spezialisierung auf einzelnen Branchen ist Deutschland besonders stark in den Bereichen Schienenverkehr (26 % aller IPF in diesem Bereich), Landfahrzeuge (21 %), Werkzeugmaschinen (18 %), Schuhe (17 %), Luft- und Raumfahrt (15 %) und Energie (15 %).
- Unter den 20 größten Patentanmeldern im Bereich der additiven Fertigung befinden sich sowohl US-amerikanische als auch europäische und japanische Unternehmen, wobei die drei führenden Unternehmen General Electric, Raytheon Technologies und HP sind. An vierter Stelle steht Siemens, das mit fast 1000 IPF stärkste europäische Unternehmen.
- Obwohl große Maschinenbau-Unternehmen die Rangliste in einer Reihe von Sektoren anführen, besteht das ganze Ökosystem für Innovationen in der additiven Fertigung aus mehreren spezialisierten 3D-Druck-Unternehmen, wie zum Beispiel EOS mit über 200 IPF, und einer lebendigen Start-up-Szene.
- Neben größeren Unternehmen leisten auch KMU und Start-ups einen wichtigen Beitrag zur Innovation des 3D-Drucks in Deutschland. Darunter befinden sich Firmen wie Voxeljet AG, Realizer GmbH, BigRep GmbH, Innotere GmbH, oder die Merz Dental GmbH.
- Von den zehn führenden Universitäten, öffentlichen Forschungseinrichtungen und Krankenhäusern befinden sich fünf in den USA. Der eindeutige Spitzenreiter ist jedoch die deutsche Fraunhofer-Gesellschaft mit 221 IPF.
Die EPA-Studie in Grafiken
Wie sich der Markt für 3D-Druck entwickelt
- Der Markt für additive Fertigung hat ein starkes Wachstum erfahren, wobei sich der Branchenumsatz nach Schätzungen von Wohlers Associates von 6 Mrd. USD im Jahr 2016 auf 18 Mrd. USD (16,17 Mrd. EUR) im Jahr 2022 verdreifacht hat.
- Der Markt für 3D-Druck ist außerdem vielfältiger geworden. Während früher die Hauptakteure etablierte Maschinenbauunternehmen waren, gibt es inzwischen auch viele Start-ups und spezialisierte Unternehmen für additive Fertigung.
- Während der Pandemie spielte der 3D-Druck eine entscheidende Rolle bei der Umstellung auf eine lokale Produktion, wodurch die Abhängigkeit von internationalen Lieferketten verringert wurde.
- Prognosen zufolge könnte der Markt bis 2028 ein Volumen von 50 Milliarden US-Dollar erreichen.
Der Autor: Peter Koller
Gelernter Politik-Journalist, heute News-Junkie, Robotik-Afficionado und Nerd-Versteher. Peter Koller liebt den Technik-Journalismus, weil es das einzige Themengebiet ist, wo wirklich ständig neue Dinge passieren. Treibstoff: Milchschaum mit Koffein, der ihn bei seiner neuen Aufgabe als Chefredakteur der IEE unterstützt.
