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Deutsche Laserhersteller sind die Weltausrüster.
Laseranlagen mit CO2- und Festkörperlasern: Produktion und Auftragseingang in Deutschland.

Die Zeichen stehen in der Laserbranche auf Wachstum – zumindest in Deutschland und Europa: Die deutsche Photonik-Branche hat laut dem Branchenreport Photonik vom VDMA jeweils 3 Prozent Umsatzwachstum in den Jahren 2012 und 2013 hingelegt. Der von deutschen Mitgliedsfirmen erzielte und weltweit konsolidierte Produktionswert von Anlagen der Lasermaterialbearbeitung stieg dem gegenüber auf Euro-Basis in 2012 um 8 Prozent und in 2013 um weitere 9 Prozent, während der Weltmarkt für Lasersysteme lediglich 2 Prozent zulegte. „Der von deutschen Unternehmen realisierte Weltmarktanteil von 8 Prozent ist 2012/2013 gut gehalten worden“, erläutert Gerhard Hein, Geschäftsführer der VDMA-Arbeitsgemeinschaft Laser. Der Photovoltaik- und Display-Bereich liegt deutlich darüber und notiert für die Lasersystemtechnik mindestens 18 Prozent.

Automobilindustrie als Impulsgeber in Europa

In Europa ist vor allem die Automobilindustrie ein Treiber der Lasertechnik – wenn auch mit regionalen Verschiebungen, merkt Hein an: „Während sich der Automobilbau und seine Zulieferindustrien in Großbritannien wie Phönix aus der Asche präsentieren, verlagert Frankreich seine Automobilproduktion eher ins Ausland – insbesondere nach Osteuropa.“ Enormes Potential habe hingegen die Türkei: „Die Türkei bietet einen bedeutenden Markt für Ausrüstungen in die Lkw- und Bus-Produktion sowie für den Zulieferersektor.“ Nahezu alle laserbasierten Applikationen kommen in der Automobilindustrie zum Einsatz. Neben den OEMs wenden auch Zulieferer auf verschiedenen Stufen die Lasertechnik an. In der Automobilindustrie rückt der Leichtbau wieder stärker in den Fokus: Innovative Stahllegierungen, Aluminium, faserverstärkte Kunststoffe und Materialmischungen würden zur Verringerung der Fahrzeuggewichte bei steigender Crash-Sicherheit eingesetzt, berichtet der VDMA. Die Verarbeitung dieser Materialien und Materialkombinationen sei teilweise nur durch Lasertechnologie möglich, so wie beim Schneiden warmumgeformter Stähle.

Ein Innovationssprung allerdings ist Bosch in der Fertigung ihrer Einspritzdüsen gelungen: Durch den Einsatz ultrakurzer Laserpulse, ist es nun möglich, die Düsenbohrungen zu optimieren, wodurch sich die Einspritzung und Verbrennung verbessern und schließlich der Wirkungsgrad von Einspritzmotoren erhöht. Dadurch wird die Verbreitung der Elektromobilität von der Lasertechnik beeinflusst – insbesondere in der Fertigung der Batteriezellen. Großes Potenzial, nicht nur in der Automobilindustrie, bieten weiterhin Verfahren der additiven Fertigung wie LMD und SLM. Neben dem Potenzial der Materialersparnis und des verringerten Energieverbrauchs, wären laut VDMA additive Verfahren Möglichkeiten der Individualisierung in Kleinserien bis zur Stückzahl Eins möglich. Viele Applikationen würden hier derzeit noch in den Labors der Universitäten untersucht und erst in den nächsten Jahren die Reife der industriellen Anwendung erreichen.

Geballte Kompetenz in Deutschland

Deutschland ist nach wie vor Schwerpunkt der weltweiten Hersteller von Lasern und Lasersystemen und bietet einen soliden Markt, der weiterhin durch Export geprägt ist. Dass hierzulande auch die Applikationen weit verbreitet sind, wundert Gerhard Hein nicht, der vor allem die Ressourceneffizienz als langanhaltenden Trend sieht: „Europa und besonders Deutschland sind Technologie-Hochburgen der Erneuerbaren Energien. Starke Trends durch das vergleichsweise hohe Umweltbewusstsein in Europa sind derzeit ressourceneffiziente Produktion und ressourceneffiziente Produkte.“

Bemerkenswert ist der Anteil Deutschlands am Weltmarkt: Etwa 40 Prozent der weltweit verkauften Strahlquellen und 20 Prozent der Lasersysteme für die Materialbearbeitung stammen aus Deutschland. Die Exportquote beträgt etwa 70 Prozent. So sind im Jahr 2013 von den in der Arbeitsgemeinschaft vertretenen deutschen Herstellerfirmen lasergestützte Fertigungsanlagen im Wert von etwa 767 Mio. Euro am Standort Deutschland produziert worden, was einem Zuwachs von 8 Prozent gegenüber dem Referenzjahr 2012 (+2 Prozent) entspricht. Die weltweite Konsolidierung, also das Produktionsergebnis nach Berücksichtigung des durch international operierende Unternehmensgruppen erzielten „Added Value“, notiert im Vorjahresvergleich (2012: +8 Prozent) mit 913 Mio. Euro und einer Steigerung von 9 Prozent. „Der ‚Internationalisierungszuschlag‘ gegenüber dem in Deutschland realisierten Produktionswert beläuft sich somit auf satte 19 Prozent“, betont Gerhard Hein. Sowohl der Blick auf den Output in Deutschland, als auch die Produktionsleistung nach weltweiter Konsolidierung, unterstreicht für den mit Festkörperlasern ausgerüsteten Systembereich wesentlich höhere positive Dynamik. CO2-Anlagen punkten indessen in der weltweiten Betrachtung mit stabilerer Volumenentwicklung, als dies bei der am Standort Deutschland der Fall ist.

Parallel dazu hat sich das im Jahr 2012 (-2 Prozent) realisierte Auftragseingangsvolumen in 2013 um 4 Prozent auf etwa 871 Mio. Euro erhöht. Dabei ergeben sich sehr unterschiedliche Beiträge der Inlandsbestellungen und Auslandsorders zum Gesamtergebnis. Während die Inlandsnachfrage nach bereits schwächerer Entwicklung im Referenzjahr fast 13 Prozent abgibt, legt die Nachfrage aus dem Ausland nach 5 Prozent Plus in 2012 um weitere 9 Prozent in 2013 zu. Die Ausfuhr von Laseranlagen notiert 2013 mit starken Plus von 20 Prozent und einem Volumen von leicht über 570 Mio. Euro. Der Anteil am Produktionswert steigt von 68 Prozent im Referenzjahr auf über 74 Prozent in 2013.

Begehrte Laser – schwächelndes Asien

Der Weltmarkt für Lasersysteme hat im Jahr 2013 ein weiteres Rekordvolumen von 8 Mrd. Euro erzielt. Der Markt für Laseranlagen zur Materialbearbeitung – vor allem zum Schneiden, Schweißen Beschriften – stieg auf über 6 Mrd. Euro an und notierte somit deutlich positiver als der weltweite Werkzeugmaschinenverbrauch. In Europa, das rund 30 Prozent der hergestellten Lasersysteme aufnimmt, stieg die Nachfrage sogar um 10 Prozent an. Treiber waren dabei die Einzelmärkte Deutschland und Italien. Auch in Amerika, das rund 15 Prozent des Weltmarktes ausmacht, werden mehr Laser gekauft.

Dennoch dämpfen die Entwicklungen am asiatischen Markt die Euphorie: Der Markt für Laseranlagen zur Mikrobearbeitung, also gerichtet auf Applikationen für die Produktion von Halbleitern, Solarzellen, Leiterplatten und Flachdisplays, gab gegenüber dem Vorjahr im gleichen Trend nach wie der rückläufige Ausrüstungsmarkt für Halbleiterfertigung. Als wichtigste Ursache für die im mittelfristigen Vergleich der jährlichen Wachstumsraten geringere Entwicklungsdynamik des Gesamtmarkts für Lasermaterialbearbeitungssysteme in 2013 sieht der VDMA in den Nachfrageeinbußen während der zweiten Jahreshälfte in Asien.

Weiterhin großes Potential

Anhaltend hohes Innovationspotenzial der deutschen Laserindustrie, auf besonders Technologiefelder fokussierte Forschungspolitik und die flächendeckende wie auch leistungsfähige wissenschaftliche Infrastruktur Deutschlands, wirke sich – laut dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau – positiv am Weltmarktgeschehen aus.

Entwicklungen in Deutschland und Europa

Viele Maschinen und Anlagen der Lasertechnik, die in der Halbleiterindustrie in Asien und den USA zum Einsatz kommen, stammen aus Europa. Dazu zählen auch  Anlagen zum Schneiden von Displays und die komplexen Anlagen der Chipfertigung. Hier steht derzeit mit der EUV-Lithographie die nächste Generation der Technologien der Chipfertigung in den Startlöchern, welche auf leistungsstarken CO2-Lasersystemen beruht. Der anhaltende Boom der Hand Held Devices wirke sich laut VDMA daher auch positiv auf den europäischen Maschinenbau und die Lasertechnik aus. Insbesondere das Schneiden und Schweißen seien mittlerweile Standardtechnologien. Beim 2D-Schneiden würden aufgrund ihrer Flexibilität und Effizienz immer häufiger Festkörperlaser wie Scheibenlaser eingesetzt.

Italien hat im europäischen Durchschnitt nur eine geringe Erholungstendenz. Allerdings weist das Land aber zahlreiche Werkzeugmaschinenhersteller als Integratoren von Lasertechnik auf. Skandinavien zeigt mit Blick auf Lasereinsatz – im Gegensatz zur allgemeinen Werkzeugmaschinenindustrie – eine stabile Entwicklung. Osteuropa profitiert weiterhin von Produktionsverlagerung. Jedoch stelle, laut dem Verband, der Ukraine-Konflikt und die Verwerfungen zwischen Russland und der EU ein Risiko dar. Spanien bleibt trotz hoher Arbeitslosigkeit ein relevanter Fertigungsstandort für den Automotive-Bereich und damit ein Installationsschwerpunkt für Laserfertigungstechnik.

Deutschland ist nach wie vor Schwerpunkt der weltweiten Hersteller von Lasern und Lasersystemen und bietet einen soliden Markt, der weiterhin durch Export geprägt ist. Hierzulande sind auch die Applikationen weit verbreitet. Europa und besonders Deutschland sind Technologie-Hochburgen der Erneuerbaren Energien. Starke Trends durch das vergleichsweise hohe Umweltbewusstsein in Europa sind derzeit ressourceneffiziente Produktion und ressourceneffiziente Produkte.

Die Absatzräume in Asien

China hat sich in den letzten Jahren zu Europas wichtigstem Handelspartner entwickelt und beide Regionen zusammen bilden nahezu die Hälfte des weltweiten Laserumsatzes. Dort ist die Konsumelektronikbranche einer der Wachstumstreiber für Laseranwendungen, denn in China werden Laserverfahren auch für die Herstellung von Smartphones und Tablet-PC eingesetzt. Bei den sogenannten EMS-Anbietern (Electronics Manufacturing Services) werden monatlich Millionen elektronische Komponenten, Handys oder komplexe elektronische Systemlösungen produziert. Große EMS-Anbieter, wie beispielsweise Foxconn, betreiben Fabriken in China und anderen Ländern Asiens und decken als Fertigungsdienstleister für elektronische Komponenten die komplette Auftragsfertigung ab – von der Entwicklung über die Leiterplattenbestückung bis hin zur weltweiten Auslieferung. Weitere Abnehmerbranchen für Laser in Asien sind die Automobilindustrie, der Energiesektor und die Medizintechnik. Speziell in der Textilindustrie werden zunehmend CO2-Laser niedriger Leistung – wie für die Bearbeitung von Jeansstoffen – eingesetzt.

Stark mit China verbunden ist Taiwan, wo Laser insbesondere im Halbleiterbereich ihre Anwendung finden. Mit Foundries wie TSMC und ASE sind zwei der weltweit größten Halbleiterhersteller in dieser Region angesiedelt. Auch in der Konsumelektronikbranche sind Laser verstärkt im Einsatz. Darüber hinaus bietet Taiwan eine gute OEM-Basis für Micro- und Marking-Produkte, allerdings weniger für Macroanwendungen. Südostasien, mit Ländern wie Malaysia, Singapur, Philippinen, Indonesien und Thailand, ist für Laseranwendungen im Micro- und Markingsektor besonders interessant.

In Thailand werden Laser vielfach in der Schmuckindustrie eingesetzt. Halbleiterunternehmen, einige EMS-Anbieter – hauptsächlich für elektronische Komponenten – sind in dem Land vertreten. Die thailändische Automobilindustrie besteht in Thailand überwiegend aus japanischer Herstellern, wobei die Investmententscheidungen jedoch hauptsächlich in Japan getroffen werden. In Thailand, Indonesien, Japan und Korea werden Laser zunehmend in der Verpackungsindustrie eingesetzt. Dabei sorgen CO2-Laser für das gezielte Schwächen einzelner Verpackungsschichten beispielsweise als Aufreißhilfe.

Japan ist noch immer einer der größten Abnehmermärkte für Laserstrahlquellen im Kilowattbereich für klassische Schneid- und Schweißanwendungen. Viele namenhafte Maschinenhersteller sind in Japan ansässig, die einen hohen Bedarf an Hochleistungsstrahlquellen haben. Korea hat sich laut VDMA zu einer führenden Wirtschaftsregion entwickelt. Neben der Automobilindustrie bietet Korea mit Herstellern wie Samsung und LG zwei führende Firmen im Bereich der Konsumelektronik und zählt darüber hinaus zu den größten Stahlerzeugern der Welt. Die Entwicklung dieser Region hat zu einem umfangreichen Ausbau der Verkehrs- und Kommunikationsinfrastruktur geführt. Japan und Korea bilden gemeinsam gut 20 Prozent des weltweiten Laserumsatzes. Die Region Südostasien – insbesondere Malaysia – ist sehr attraktiv für Anwendungen in der Solar- oder Halbleiterindustrie.

Anwendungsfelder und Applikationen in den USA

Die USA folgt dem Trend der Europäer bei den Laseranwendungen im Bereich des Karosseriebaus (Remoteschweißen, Hartlöten, Aluminiumschweißen, Schneiden). Aufgrund der Zulieferstruktur setzen auch vermehrt Tier-1 Lasertechnik ein. Die Produktion der Automobilisten ist fast wieder auf dem Rekordstand. Ähnlich wie in Europa wird auch in den USA momentan der additiven Fertigung oder 3D-Printing ein sehr großes Interesse von Seiten der potentiellen Anwender entgegengebracht. Während früher der Fokus auf der Herstellung von Prototypen und Mustern durch Selective Laser Melting lag, will man laut dem VDMA zukünftig verstärkt Kleinserien mit additiven Laserverfahren insbesondere aus metallischen Werkstoffen herstellen. Neben der Raumfahrtindustrie hätten auch der Automobilbau und weitere Branchen des Produzierenden Gewerbes die Vorteile dieser Fertigungsmethode erkannt.

Traditionell ist die USA sehr stark im Bereich der Anlagentechnik für die Förderung von Gas und Öl. In diesem Zusammenhang würde laut des Verbandes immer mehr das Laserauftragsschweißen gesetzt, welches sich bereits als Standardverfahren etabliert hätte. NAFTA (USA, Kanada, Mexiko) ist der größte und am schnellsten wachsende Teilmarkt in diesem Bereich. Beim Schneiden mit Festkörperlaser (FKL) zeichnet sich in den USA zunehmend der Trend ab, dass CO2- Laser mit Blick auf etliche Anwendungen durch Faserlaser und teilweise Scheibenlaser substituiert werden. Die allgemeine Entwicklungsrichtung in den USA ist zum Einen bestimmt durch den Marktwachstum auf hohem Niveau bis mindestens 2016. Desweiteren kommen US-Laserhersteller verstärkt mit Produkten im Bereich von 1 kW auf den Markt. Und zum Dritten ist eine Tendenz die nach Asien verlagerte Produktion zurück in die USA zu transferieren.

Komplette Diodenlaser für den Direkteinsatz sind im Diodenlaserbereich einer der Entwicklungstendenzen und Applikationen. Sie seien laut VDMA als Technologie etabliert. Hier wachse der Bedarf stärker als der allgemeine Lasermarkt, mache aber nur einen geringen Anteil des Gesamtweltmarktes aus. Desweiteren kommen neue Marktteilnehmer in Europa aber auch in Asien auf. Auch direkte Diodenlaser konkurrieren immer mehr mit den Faser- und Scheibenlasern im Schweißbereich. Laut VDMA ist im Bereich Härten, Auftragsschweißen und Hartlöten der Diodenlaser die Standardstrahlquelle (vielfach im Automobilbereich, der Erdöl- und Gasindustrie und im Werkzeugbau zu finden).

Mittelfristiger Ausblick bleibt günstig

Laut der Beratungsgesellschaft Optech Consulting erreichte der Weltmarkt für Lasersysteme ein neues Rekordvolumen von rund 8 Mrd. Euro. Der Markt für Laseranlagen zur Materialbearbeitung stieg auf über 6 Mrd. Euro an und notierte somit deutlich positiver als der weltweite Werkzeugmaschinen-Verbrauch. Der Markt für Laseranlagen zur Mikrobearbeitung (gerichtet auf Applikationen für die Produktion von Halbleitern, Solarzellen, Leiterplatten und Flachdisplays) gab gegenüber dem Vorjahr im gleichen Trend nach – wie der rückläufige Ausrüstungsmarkt für Halbleiterfertigung. Als wichtigste Ursache für geringere Entwicklungsdynamik des Gesamtmarkts für Lasermaterialbearbeitungssysteme in 2013 wären – laut VDMA – Nachfrageeinbußen während der 2. Jahreshälfte in Asien.

Der Seitenblick auf Prognosen für den Welt-Werkzeugmaschinenverbrauch zeigt nach dämpfenden Einflüssen in 2014 (Zuwachs von 4 Prozent) die Rückkehr zu mittelfristig wieder ansteigendem Wachstum in der Größenordnung von 8 Prozent bis 9 Prozent im Zeitraum von 2015 bis 2017. Anhaltend hohes Innovationspotenzial der deutschen Laserindustrie, auf besonders Technologiefelder fokussierte Forschungspolitik und die flächendeckende wie auch leistungsfähige wissenschaftliche Infrastruktur Deutschlands, wirke sich – laut dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau – positiv am Weltmarktgeschehen aus. Die Nachfrageverschiebungen in Richtung Asien/Pazifik stellen den Mittelstand vor Herausforderungen in Vertrieb und Service, Nutzung lokaler Beschaffungsmärkte und zunehmend geforderter Wertschöpfung vor Ort. Diese würden von den Unternehmen der Branche mit wachsender Intensität angegangen.