3D-Druck Konsolidiert in die Zukunft der Fertigung

Vom Hype zum Scheitern und zurück

Additive Fertigung, auch bekannt als „3D-Druck“, ist seit vielen Jahren eine anhaltende technologische Revolution. Sie enttäuschte jedoch ihre frühen Befürworter, die erwarteten, dass sie die traditionelle Fertigung vollständig ersetzen würde.

Diese Fehleinschätzung lässt sich durch den „Hype‑Zyklus“ erklären, der fast immer die Einführung neuer Technologien antreibt. Er verläuft im Wesentlichen so:

1. Eine Aufstiegsphase, in der das exponentielle Wachstum der Technologie‑Fähigkeiten alles möglich erscheinen lässt.
2. Eine Abwärtsphase, in der Realität und praktische Beschränkungen deutlich werden und der vorherige Hype als „nur ein Verblassen“ erscheint.
3. Ein langsamer, aber nachhaltiger Wiederanstieg der Technologie, mit Reifung der Branche und zunehmender Akzeptanz durch mehr Nutzer im Laufe der Zeit.

Dieser Zyklus war beim 3D‑Druck stark ausgeprägt. Noch komplexer wird es, weil 3D‑Druck mit vielen Materialien und für zahlreiche Anwendungen eingesetzt werden kann, sodass verschiedene Teilbereiche der additiven Fertigung an unterschiedlichen Punkten des Hype‑Zyklus stehen.

Im Jahr 2018 veröffentlichte das Gartner‑Expert‑Beratungsunternehmen eine Momentaufnahme der 3D‑Druck‑Branche zu diesem Zeitpunkt.

Source: Fabbaloo

Rückblickend war dies eine ziemlich genaue Einschätzung. Viele 3D‑Druck‑Technologien befinden sich gerade im oder am Ende des „Tal der Enttäuschung“. Das gilt besonders für potenziell weltverändernde Technologien wie den 3D‑Druck von Organen oder den häuslichen 3D‑Druck.

Zur gleichen Zeit bilden die Anwendungen, die bereits die Konsolidierungsphasen erreicht haben, wie Prototyping oder Zahnimplantate, heute den Kernumsatz der meisten 3D‑Druck‑Unternehmen.

Konsolidierung vor weiterer Expansion

Das „Tal der Enttäuschung“ ist ein Zeitraum, der durch ein nachlassendes Interesse an der Technologie gekennzeichnet ist, weil sie „Investoren enttäuscht“ hat. Infolgedessen ist Finanzierung schwer zu finden, und unrentable Unternehmen werden von besser finanzierten aufgesogen.

Dieser Effekt ist zuletzt in der 3D‑Druck‑Branche voll zum Tragen gekommen. Die jüngste Folge war der Kauf von Desktop Metal durch Nano Dimension für eine reine Barzahlung von 185 Mio. $‑135 Mio. (NNDM ).

Diese Nachricht kam zusätzlich zu regulären und unübersichtlichen Konsolidierungsversuchen in der Branche, insbesondere mit Stratasys, das das ganze Jahr 2023 von allen drei großen Konkurrenten 3D Systems, Desktop Metal und Nano Dimension für eine Fusion oder Übernahme umworben wurde (DDD ).

Die gescheiterten und erfolgreichen Übernahmen von 2023‑2024 waren selbst das Ergebnis einer vorherigen Welle im Jahr 2022, in der nicht weniger als 22 Übernahmen kleiner 3D‑Firmen durch ihre Wettbewerber stattfanden.

Es scheint, dass sich der 3D‑Druck bald schnell zu einem Markt mit wenigen führenden Unternehmen konsolidieren wird, die die wichtigsten IP‑Rechte bündeln und die Skalierung erreichen, die für Rentabilität nötig ist.

Typischerweise folgt nach einer solchen Konsolidierung ein innovativer Industriezweig, der das „Tal der Enttäuschung“ verlässt und in eine dauerhafte Wachstumsphase eintritt, die viele Jahre oder sogar Jahrzehnte anhalten kann.

Daher lohnt es sich, zu betrachten, wo die additive Fertigungs‑Branche heute steht und wohin sie sich von hier aus entwickeln wird.

Wie funktioniert es?

Im einfachsten Fall führt ein 3D‑Drucker das gewünschte Material (hier Kunststoff in Form eines langen Filaments) zu einer Düse, wo es geschmolzen und auf das Druckbett extrudiert wird.

Die Düse bewegt sich gemäß den Anweisungen eines Computers und trägt das Material langsam auf, um die gewünschte Form zu erzeugen. Mehrere Schichten ermöglichen es dem Objekt, im Laufe der Zeit seine 3‑D‑Form anzunehmen.

Source: ResearchGate

Frühere oder günstigere Generationen des 3D‑Drucks sahen ziemlich rau aus, wobei jede Schicht stark sichtbar war.

Source: ResearchGate

Im Laufe der Zeit führten Fortschritte bei der Düsen‑Technologie, der Filament‑Qualität und der Aushärtung des Materials zu wesentlich glatteren, funktionaleren und ästhetisch ansprechenderen Ergebnissen.

Zusätzlich benötigen viele Systeme umfangreiche „Stützstrukturen“, um das frisch gedruckte Material zu halten, bis es fest wird. Das kann das Design des 3‑D‑Modells komplexer machen, besonders wenn das Ziel ist, die Stützstrukturen auf ein Minimum zu reduzieren, um Materialverschwendung zu vermeiden.

Source: 3D Sculplab

Fortgeschrittenere Systeme, insbesondere solche mit Düsen, die Bewegungen mit 6 Freiheitsgraden ausführen können oder direkter UV‑Bestrahlung zur Beschleunigung der Aushärtung, können den Bedarf an Stützstrukturen verringern oder ganz eliminieren.

Begrenzte Anfangsmärkte

Der 3D‑Druck wurde zunächst mit Kunststoff (später Harzen) konzipiert, um Formen und Bauteile direkt aus digitalen 3‑D‑Dateien zu produzieren, ohne die bei der traditionellen Fertigung erforderlichen Schritte. Das war ein sofortiger Erfolg für die aufstrebende additive Fertigung, weil es die Notwendigkeit komplexer und teurer Werkzeuge für die Herstellung einzigartig geformter Kunststoffteile umging.

Source: Form Labs

Damit eröffnete die Branche einige Märkte:

• Prototyping sowie schnelle Produktion und Tests, die den Entwicklungsprozess beschleunigen und Kosten sparen.
• On‑Demand‑Produktion für Wartungs‑ und Reparaturteile seltener Komponenten oder für dringende Bedarfe.
• Hobby‑Produktion, ohne die Absicht, später in die Massenfertigung zu gehen.

Diese Märkte waren jedoch im Vergleich zu den erstaunlich hohen Umsätzen der Fertigungsindustrie von 13,5 Billionen $ bzw. 16,6 % des gesamten BIP relativ klein.

Das macht den aktuellen 20‑Milliarden‑$‑Markt für 3D‑Druck und die 500‑Milliarden‑$‑Prognose für 2030 von ARK Invest weniger beeindruckend, da sie implizieren, dass lediglich 3,7 % der globalen Fertigung von traditionellen Methoden auf 3D‑Druck umsteigen würden.

Viele Kunststoffoptionen

Dennoch unterstützten diese Märkte die Entwicklung und Reifung der ersten Generation von 3D‑Druckern. Fortschreitend erschienen fortschrittlichere Drucktechniken, und es wurden mehr Kunststoff‑ und Harzarten verfügbar.

Source: Xometry

Dazu gehören:

• Acrylonitril‑Butadien‑Styrol, kurz ABS, das Material, aus dem Lego‑Steine und Autoteile hergestellt werden.
• Polylactid, kurz PLA, ein biologisch abbaubarer Kunststoff aus erneuerbarer Maisstärke.
• Acrylonitril‑Styrol‑Acrylat, kurz ASA, ähnlich wie ABS, jedoch mit besserer UV‑Beständigkeit und daher besser geeignet für Anwendungen im Sonnenlicht.
• Polyethylenterephthalat, kurz PET, der Kunststoff für Flaschen, allgemein am besten für Lebensmittelkontakt geeignet.
• Polycarbonat, kurz PC, beispielsweise in Gewächshäusern verwendet, geschätzt für seine Stärke und Transparenz.
• Polypropylen, kurz PP, bekannt für Flexibilität und Verschleißbeständigkeit, weit verbreitet in der Automobil‑ und Textilindustrie.
• Hochleistungs‑Kunststoffe: Polyether‑ether‑keton (PEEK), Polyether‑keton‑keton (PEKK) und Polyetherimid (ULTEM®). Diese Kunststoffe besitzen mechanische Eigenschaften ähnlich wie Metall, sind jedoch deutlich leichter – attraktiv für Automobil-, Luft‑ und Raumfahrt‑ sowie Medizintechnik.
• Viele weitere Kunststoffarten, darunter Polyamide (z. B. Nylon), Polymer‑Mischungen (verschiedene Kunststoffe im selben Filament), Hochschlag‑Polystyrol (HIPS), Polyvinyl‑alkohol (PVA) usw.

Von Kunststoff zu allen Materialien

Lange Zeit drehte sich die Diskussion um 3D‑Druck ausschließlich um die Effizienz‑ und Materialvielfalt von Kunststoffen. Der Bedarf an biologisch abbaubaren Kunststoffen wird zudem auch von der traditionellen Kunststoff‑Industrie geteilt.

Im Laufe der Zeit erkannten immer mehr Unternehmen, dass die Prinzipien der additiven Fertigung auf zahlreiche weitere Materialien übertragbar sind.

3D‑Druck von Metallen

Kunststoffe finden sich überall in den von uns genutzten Produkten. Der 3D‑Druck im Kunststoffsektor stößt jedoch an die Grenze, dass die meisten Kunststoffteile billig und massenproduziert werden sollen, mit meist einfachen Designs.

Für diese Anwendung macht die schwere Investition in Werkzeuge und Automatisierung Sinn, da Millionen von Kunststoffteilen hergestellt werden. Im Vergleich dazu bleibt 3D‑Druck pro Stück etwas langsamer und teurer.

Metalle hingegen sind deutlich robuster und besitzen einzigartige Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit, Leitfähigkeit usw.

Metalle erfordern häufig komplexe und teure Schmiedeverfahren, Stanzen und Fräsen, um die gewünschte Form zu erreichen. Und egal welches Verfahren, es gibt starke Einschränkungen hinsichtlich des Designs. Deshalb sind bei Metallteilen oft zahlreiche Einzelteile und komplexe Montageprozesse nötig.

Der Metall‑3D‑Druck wurde zuerst mit Metallpulver entwickelt, das aufgetragen und dann durch einen Laser geschmolzen wird. Das ist die Basis für die beiden am häufigsten genutzten Metall‑3D‑Druck‑Verfahren:

• Selective Laser Melting (SLM), bei dem das Metallpulver einen einheitlichen Schmelzpunkt hat und der Laser das gesamte Pulver schmilzt.
  • SLM erzeugt Teile aus einem einzigen Metall.
• Direct Metal Laser Sintering (DMLS), bei dem das Pulver aus Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten besteht, die bei hohen Temperaturen auf molekularer Ebene verschmelzen.
  • DMLS erzeugt Teile aus Legierungen.

Der entscheidende Vorteil des 3D‑Drucks liegt darin, dass komplexe Formen möglich sind, die mit traditionellen Schmiedeverfahren unmöglich wären. Das kann die Anzahl der Bauteile in einer Maschine, die zusammengebaut werden müssen, drastisch reduzieren und gleichzeitig neue, stärkere oder materialeffizientere Designs ermöglichen.

Source: Hubs

Entwicklung des Metall‑3D‑Drucks

Kürzlich werden neue Verfahren entwickelt, zum Beispiel Liquid Metal Printing (LMP) von MIT‑Forschern. Dieses Verfahren kombiniert im Wesentlichen das altbewährte Freiform‑Gießen mit dem 3D‑Druck.

Damit könnte die Hauptbeschränkung des Metall‑3D‑Drucks beseitigt werden, nämlich dass er im Vergleich zu traditionellen Schmiedeverfahren weniger gut skaliert. Gleichzeitig bleiben die Vorteile erhalten, etwa die Möglichkeit komplexerer Formen.

Insgesamt wird der Metall‑3D‑Druck voraussichtlich weiter wachsen, da er zunehmend zeigt, dass er fest wie geschmiedete Teile sein kann und dabei preislich konkurrenzfähig bleibt, weil weniger Montage und effizientere Designs nötig sind. Damit festigt sich die Führungsposition des Metall‑3D‑Drucks, der derzeit 53 % des Gesamtmarktes ausmacht.

Source: Market.us

3D‑Druck von Verbund‑ & Hybridmaterialien

3D‑Druck kann auch mit Materialmischungen durchgeführt werden. Wie zu sehen ist, lässt sich das mit Metallen in Legierungen oder verschiedenen Kunststoffen kombinieren. Aber es kann auch mit Mischungen verschiedener Materialien erfolgen.

Ein Beispiel sind Verbundstoffe, bei denen der 3D‑gedruckte Kunststoff mit Fasern gemischt wird. Die zusätzliche Faser erhöht die Steifigkeit und Festigkeit des Bauteils.

Am häufigsten wird Kohlefaser verwendet, aber es können auch Glasfaser oder Kevlar eingesetzt werden.

Eine weitere Möglichkeit sind Hybridmaterialien, bei denen 3D‑gedruckter Kunststoff mit etwas völlig Anderem kombiniert wird. Beispielsweise können Filamente organisches Material wie Bambus, Kork oder Holz enthalten. Alumide, hergestellt aus Polyamiden und Aluminium‑Pulver, ist ein weiteres Beispiel für die Kombination von Kunststoff‑ und Metall‑3D‑Druck.

Source: BitFab

Die Kombination verschiedener Materialien ist ein wachsender Trend in der Branche, einschließlich des jüngsten Aufkommens des Freeform Multi‑Material Assembly Process (FMAP), der gleichzeitig Fused Filament Fabrication (FFF), Direct Ink Writing (DIW) und Freeform Laser Induction (FLI) nutzt.

Wachsende Anwendungen

Luft‑ und Raumfahrt

Ein zentrales Merkmal von 3D‑gedruckten Bauteilen ist, dass sie dank komplexerer Formen weniger Material für dieselbe strukturelle Integrität benötigen, wodurch das Gesamtgewicht reduziert wird.

Das ist für die Luft‑ und Raumfahrtindustrie äußerst attraktiv, da jedes Gramm, das eingespart wird, zu besserer Leistung oder größerer Nutzlast führt – sei es bei Satelliten im Orbit oder bei Raketen‑ bzw. Flugzeugwaffen.

Dieses Prinzip verfolgt insbesondere ein Unternehmen wie Relativity Space, das eine 3D‑gedruckte Rakete – die wiederverwendbare Terran‑R – entwickeln will.

In‑situ‑Fertigung

Alles ins All zu schicken ist teuer – mehrere tausend Dollar pro Kilogramm. Das stellt ein Problem für jede langfristige Präsenz im Weltraum dar, weil Ersatzteile im Voraus und in ausreichender Menge mitgeschickt werden müssen.

Das erhöht das Budget für mögliche Mond‑ oder Mars‑Basen um das Zehnfache. Solche Kosten wären ein Endpunkt, wenn wir jemals die Dämmerung einer weltraumbasierten Wirtschaft sehen wollen, inklusive einer, die eine unbegrenzte Versorgung mit grüner Energie für die Erde ermöglichen könnte.

Eine Alternative wäre die Vor-Ort‑Produktion, idealerweise mit lokal abgebauten Materialien wie Kohlenstoff und Metallen. Während die Idee nicht neu ist, war das Verschieben kompletter Schmiedeverfahren ins All bislang unrealistisch. 3D‑Drucker könnten hier Abhilfe schaffen.

Sie sind wesentlich kompakter als traditionelle Fertigungsverfahren. Mit einem begrenzten Vorrat an Rohstoffen können sie tausende verschiedener Bauteile nur bei Bedarf herstellen. Das würde das „tote Gewicht“ jeder tiefen Weltraummission drastisch reduzieren.

Es ist nicht mehr nur eine Idee, denn ein 180‑kg‑Prototyp eines Metall‑3D‑Druckers der ESA wurde 2024 erfolgreich im Orbit getestet.

Ein weiterer Prototyp, der SpaceCAL, der in einer schwerelosen Umgebung mehr als 60 verschiedene Materialien druckte, darunter Silikon, Kunststoffe, Glasverbundstoffe, Biomaterialien usw.

Daher ist es wahrscheinlich, dass die Zukunft der Weltraumerkundung auf wiederverwendbaren Raketen, 3D‑Druckern und lokal abgebauten Ressourcen vom Mond, Mars oder Asteroiden basieren wird.

Gesundheitswesen

Neben industriellen Prototypen und Bauteilen ist ein großer Umsatztreiber der reifenden additiven Fertigung der medizinische Sektor.

Das liegt daran, dass medizinische Implantate wie Zahn‑ oder Hüftprothesen für jeden Patienten individuell gestaltet werden müssen. Das hält die Behandlungskosten hoch, weil keine Massenproduktion identischer Teile möglich ist.

Dazu gehören Implantate für das Ohr oder den Mund/Zähne, aber auch 3D‑gedruckte Ersatz‑„Teile“ für Krebspatienten oder nach Traumata wie Kiefer, Brustkorb oder Schädel.

Source: 3D Natives

Wir haben kürzlich die ersten 3D‑gedruckten Silikon‑Herzklappen, individuell angepasste mikroporöse Knochen, Brustimplantate usw. gesehen.

Source: 3D Natives

Eine weitere Rolle, die 3D‑Druck im Gesundheitswesen spielen könnte, ist die Schaffung neuer Diagnose‑ und Analyseformen.

Beispielsweise werden „Organ‑on‑a‑Chip“ & „Body‑on‑a‑Chip“ jetzt genutzt, um einen echten Körper zu simulieren und so die Ausfallrate klinischer Studien zu reduzieren.

Source: Harvard

Eine weitere Möglichkeit sind 3D‑gedruckte Medikamente, die eine personalisierte Gesundheitsversorgung ermöglichen, Medikamente kombinieren und Lieferkettenprobleme reduzieren.

Bio‑Druck & Soft Robotics

Der nächste Schritt könnte sein, anstatt Knochen und Organe aus Metall, Keramik oder Silikon zu drucken, direkt mit lebenden Zellen zu „drucken“, um voll funktionsfähige Gewebe und Organe zu erzeugen.

Das ist das Versprechen des Bioprintings. Wir haben in einem früheren Artikel ausführlich erklärt, wie es funktioniert und welche Unternehmen am meisten profitieren könnten.

Das könnte über innere Organe hinausgehen und sogar das Bioprinting von Gehirnen ermöglichen, wobei bereits kleine zerebrale Organoide von Forschern für Alzheimer‑Studien verwendet werden. Ebenso können Neuronen „gedruckt“ werden, um eine künstliche Retina zu erzeugen:

3D‑Druck könnte auch das Feld der „Soft Robotics“ vorantreiben, indem Maschinen die Biologie (Biomimetik) nachahmen. Das könnte sicherere und funktionalere Robotersysteme schaffen.

Halbleiter & Computing

Metall‑3D‑Druck kann für Implantate oder Triebwerks‑Teile eingesetzt werden, lässt sich aber auch in viel kleinerem Maßstab realisieren.

Damit wurde der Weg für 3D‑Druck mit leitfähigen oder dielektrischen Tinten & Keramiken geebnet. Ein Vorreiter dieser Technologie ist Nano Dimension, das inzwischen auch Eigentümer des Metall‑3D‑Druck‑Unternehmens Desktop Metal ist.

Nano Dimension behauptet, den ökologischen Fußabdruck der Fertigung um 94 % bei CO₂‑Emissionen, 100 % bei Wasserverbrauch, 98 % bei Materialverbrauch und 82 % bei Chemikalien zu reduzieren.

Weitere Fortschritte sind im Bereich 3D‑gedruckter Elektronik zu erwarten, insbesondere durch die aktuelle Veröffentlichung von Forschern zu flexiblem Speicher mittels „Liquid Metal Memory“.

3D‑Druck von Beton

Statt kleiner zu werden, kann die additive Fertigung auch deutlich größer werden – etwa beim 3D‑Druck ganzer Häuser und großer Gebäude. Ein Beispiel ist die weltweit erste 3D‑gedruckte Moschee, die 2024 in Saudi‑Arabien eröffnet wurde.

Wie Sie sich vorstellen können, ist die Größe von Düse und 3D‑Drucker bei einem solchen Projekt enorm.

Source: Cornell University

3D‑gedruckte Gebäude benötigen deutlich weniger Arbeitskraft und könnten erheblich günstiger werden, wie wir in unserem Artikel „Home Ownership is More Prohibitive than Ever Before in North America – Can 3D Printing Change This?“ diskutiert haben.

Diese neue Bauweise könnte Anwendungen jenseits der Erde haben:

Das Unternehmen ICON wurde von der NASA für das Projekt Olympus ausgewählt, ein Vertrag über 57,2 Mio. $ für ein 3D‑Druck‑System, das auf dem Mond Landeplätze, Straßen, nicht druckbare Strukturen und druckbare Habitate aus lokalem Regolith (Mondstaub) anstelle von von der Erde importierten Materialien erzeugen soll. Dieselbe Methode könnte auch für Mars‑Habitate eingesetzt werden.

Source: ICON

Die Zukunft der additiven Fertigung

Technologieverbesserung

Die traditionelle Fertigung hat sich über mehr als zwei Jahrhunderte der industriellen Revolution, oder sogar länger im Metallbereich, stetig verbessert.

Daher ist es nicht überraschend, dass der 3D‑Druck erst jetzt beginnt, sein volles Potenzial zu entfalten.

Problem‑Erkennung

Beispielsweise müssen Metallteile für die Luft‑ und Raumfahrt häufig röntgen­gescannt werden, um sicherzustellen, dass der Druck fehlerfrei war. Das ist teuer und verlangsamt die Produktion. Stattdessen haben Forscher herausgefunden, dass KI‑Deep‑Learning kombiniert mit CT‑Scans funktionieren kann.

Gleichzeitig könnte eine Technik namens akustische Überwachung (Erkennung von Problemen durch Geräusche) in Echtzeit Defekte aufspüren.

Neue Produktionsmethoden

Unter den potenziellen Verbesserungen könnten wir die derzeit genutzte Zwei‑Photon‑Polymerisation (TPP) ersetzen, die einen Dual‑Femtosekunden‑Laser für mikroskalige industrielle Drucke erfordert. Da TPP teuer ist, könnte die Entdeckung, dass schwächere Laser gleichwertige Ergebnisse liefern, den Markt für 3D‑Druck von Mikroelektronik weiter wachsen lassen.

Bisher basieren fast alle Verfahren auf einem festen (Filament) oder Pulver, das anschließend geschmolzen wird. Neue Ideen tauchen jedoch weiterhin auf, insbesondere Vapor‑Induced Phase‑Separation 3D‑Printing (VIPS‑3D). Dieses Verfahren könnte für komplexe Bauteile, die Material mischen oder variable Porosität benötigen, sehr leistungsfähig sein. Es würde zudem deutlich weniger Material und Energie verbrauchen und Kosten senken.

4^th Industrielle Revolution & Dezentralisierte Fertigung

3D‑Druck war lange Zeit das exklusive Gebiet von Industrie‑Experten und leidenschaftlichen Hobbyisten. Zudem erforderte er erhebliche Vorab‑Investitionen, wobei das Risiko bestand, dass zu viele oder zu wenige Maschinen im Vergleich zum tatsächlichen Bedarf angeschafft wurden – ein Kapitalineffizienz‑Problem.

Das ist dank großer Dienstleister, die die Nutzung von 3D‑Druckern sowie qualifizierte Arbeitskräfte als Service anbieten immer weniger der Fall. Sie bündeln die Ressourcen vieler Nutzer und glätten die Nachfragespitzen für 3D‑Drucker.

Diese Anbieter kombinieren häufig 3D‑Druck‑Dienstleistungen mit CNC‑Fräsen (Computer Numerical Control), 3D‑Scanning, 3D‑Design usw.

Die gemietete Maschine kann in manchen Fällen sogar vom Nutzer direkt über die Cloud gesteuert werden.

Gleichzeitig entdecken Forscher aus Bereichen wie Biologie oder Chemie, dass man manchmal ein $100.000‑Teil in einem Massenspektrometer durch ein vor Ort 3D‑gedrucktes Teil für nur wenige Dollar ersetzen kann.

Insgesamt werden wir voraussichtlich eine wachsende Flexibilität der Lieferkette sehen, sowie mehr dezentralisierte Fertigung, die aus der Verbreitung des 3D‑Drucks entsteht.

Dies wird die additive Fertigung zu einem Schlüsselbestandteil der laufenden 4^th Industriellen Revolution machen, zusammen mit KI, Robotik, intelligenten Fabriken, Konnektivität, IoT usw.

Investieren in 3D‑Druck

3D‑Druck erreicht nun erst die technologische Reife sowie die Marktkonsolidierung. Das gibt Investoren etwas mehr Sichtbarkeit als früher und bestätigt, dass diese Technologie kein vorübergehender Trend ist, sondern langfristig bestehen bleibt.

Sie können in 3D‑Druck‑bezogene Unternehmen über zahlreiche Broker investieren; auf dieser Website finden Sie unsere Empfehlungen für die besten Broker in den USA, Kanada, Australien, dem Vereinigten Königreich und vielen anderen Ländern.

Neben den unten besprochenen Unternehmen finden Sie potenzielle Investitionsideen in unserem Artikel „Top 10 Nanotechnologie‑Aktien“.

Wenn Sie nicht gezielt einzelne 3D‑Druck‑Unternehmen auswählen möchten, können Sie auch in ETFs wie den ARK Invest 3D Printing ETF (PRNT) investieren, um vom Wachstum des additiven Fertigungssektors insgesamt zu profitieren.

3D‑Druck Unternehmen

(Neben den unten besprochenen Unternehmen können Sie in unserem Artikel „Top 10 Additive Manufacturing And 3D Printing Stock to Watch“ weitere lesen.)

1. Nano Dimension

Die meisten Unternehmen der additiven Fertigung konzentrieren sich auf Metall und Kunststoff und zielen auf komplexe mechanische Bauteile ab. Nano Dimension hingegen fokussiert sich auf 3D‑gedruckte Elektronik. Dazu gehören hochspezialisierte Technologien wie leitfähige oder dielektrische Tinten & Keramiken, die beispielsweise für optische oder Funk‑Komponenten verwendet werden können.

Dies ist eine der möglichen Anwendungen von 3D‑Druck im Nanomaßstab, die wir weiter in „Nanoscale 3D Printing Looks Primed for Commercialization“ untersucht haben.

Nano Dimension ist durch eine Mischung aus Übernahmen und interner F&E gewachsen.

Source: Nano Dimensions

Diese Strategie erreichte einen neuen Höhepunkt mit der Übernahme von Desktop Metal im Jahr 2024. Gemeinsam werden die beiden Unternehmen eine deutlich stärkere Position im Metall‑ und Keramik‑3D‑Druck in allen Skalen besitzen – von Elektronik bis zu großen Industrie‑ und Luft‑und‑Raumfahrt‑Anlagen.

Damit entstehen Skaleneffekte, weil die Kundenbasis, zu der SpaceX (SPCX ), Tesla (TSLA ), GE, Honeywell, Emerson, Raytheon, NASA, Medtronics usw. gehören, zusammengeführt wird.

Schließlich waren die beiden Unternehmen größtenteils in unterschiedlichen geografischen Regionen aktiv – Nano Dimension in Europa und Desktop Metal in den USA – was Synergien durch die Zusammenlegung der Vertriebsteams ermöglicht.

Source: Nano Dimension

Das Unternehmen behauptet, den ökologischen Fußabdruck der Fertigung um 94 % bei CO₂‑Emissionen, 100 % bei Wasserverbrauch, 98 % bei Materialverbrauch und 82 % bei Chemikalien zu reduzieren.

Insgesamt können wir erwarten, dass Nano Dimension zu einem der Technologieführer wird.

Source: Nano Dimensions

Allerdings müssen Investoren beachten, dass sowohl Nano Dimension als auch Desktop Metal vor der Übernahme einen negativen Cash‑Flow aufwiesen, sodass das fusionierte Unternehmen künftig Kosten senken oder ausreichend wachsen muss, um profitabel zu werden.

2. 3D Systems Corporation

3D Systems kann 130 Materialien drucken und produziert täglich über eine Million Teile. Im 4. Quartal 2023 brachte das Unternehmen 5 neue Materialien und 3 Drucker‑Upgrades auf den Markt.

2023 sanken die Umsätze leicht, bedingt durch eine Kontraktion im Bereich Kieferorthopädie und Dental, ausgelöst durch geringere Konsumausgaben. Dieser Rückgang wurde teilweise durch starkes Wachstum in Luft‑ und Raumfahrt, Schmuck und anderen Segmenten ausgeglichen.

Das Unternehmen arbeitet zudem an einer 3D‑Bioprint‑Technologie, die synthetische Organe herstellen könnte, mit einem Ziel für 2026 für die erste Humanstudie zum Lungen‑Transplantat. Der adressierbare Markt wird auf 4 Mrd. $ geschätzt.

Das Unternehmen macht weiterhin Fortschritte in diesem Feld, insbesondere mit dem komplexesten jemals 3D‑gedruckten Objekt (ein menschliches Lungen‑Gerüst) und Organ‑on‑a‑Chip über seine hundertprozentige Tochtergesellschaft Systemic Bio (Vertrag mit 2 der 4 größten Pharmaunternehmen).

Source: 3D Systems

Vergangene (und zukünftige?) Fusionen

Der 2023 angestrebte Zusammenschluss mit Stratasys wurde von den Aktionären abgelehnt. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob die jüngste Fusion von Nano Dimension und Desktop Metal einen gewissen Handlungsdruck für die Konkurrenz erzeugt, sich zu einem noch größeren Unternehmen zusammenzuschließen.

Falls keine weiteren Fusionen unter den drei größten 3D‑Druck‑Unternehmen stattfinden, wird die Branche wahrscheinlich zu einem Oligopol aus 3 Unternehmen driftieren: 3D Systems, Stratasys und Nano Dimension, wobei kleinere Akteure wie Velo3D und Markforged gezwungen sein werden, entweder miteinander zu fusionieren oder von einem der „Big 3“ absorbiert zu werden.