3D-Drucken Konsolidiert Sich in Die Zukunft Der Fertigung

Von Hype Zu Flop Und Wieder Zurück

Additive Fertigung, auch bekannt als ‘3D-Drucken’, ist seit vielen Jahren eine anhaltende technologische Revolution. Allerdings enttäuschte sie ihre frühen Unterstützer, die erwarteten, dass sie die traditionelle Fertigung vollständig ersetzen würde.

Diese Fehleinschätzung kann durch den “Hype-Zyklus” erklärt werden, der fast immer die Übernahme neuer Technologien antreibt. Er funktioniert im Wesentlichen wie folgt:

1. Eine Aufwärtsphase, in der das exponentielle Wachstum der Technologie alles möglich erscheinen lässt.
2. Eine Abwärtsphase, in der die Realität und die realen Einschränkungen offensichtlich werden und den vorherigen Hype wie einen “vorübergehenden Trend” erscheinen lassen.
3. Ein langsamerer, aber nachhaltigerer Aufstieg der Technologie, mit der Reife der Branche und der zunehmenden Akzeptanz durch mehr Benutzer im Laufe der Zeit.

Dieser Zyklus spielte sich sehr wohl bei dem 3D-Drucken ab. Was es noch komplexer machte, war, dass 3D-Drucken mit vielen Materialien und für viele Anwendungen durchgeführt werden kann, was bedeutet, dass verschiedene Teilbereiche der additiven Fertigung sich in verschiedenen Phasen des Hype-Zyklus befinden.

Im Jahr 2018 veröffentlichte das Expertenberatungsunternehmen Gartner einen Snapshot der 3D-Druck-Industrie zu diesem Zeitpunkt.

Quelle: Fabbaloo

Im Nachhinein war dies eine ziemlich genaue Darstellung. Viele 3D-Druck-Technologien gehen durch oder beenden die “Trough of Disillusionment”. Dies gilt insbesondere für potenziell weltverändernde Technologien wie Organ-3D-Drucken oder häuslichem 3D-Drucken.

Gleichzeitig bilden die Anwendungen, die bereits die Konsolidierungsphasen erreicht haben, wie Prototyping oder Zahnimplantate, nun den Kernumsatz der meisten 3D-Druck-Unternehmen.

Konsolidierung Vor Weitere Expansion

Die “Trough of Disillusionment” ist eine Periode, die durch einen Verlust des Interesses an der Technologie gekennzeichnet ist, die die Investoren “enttäuscht” hat. Als Ergebnis ist es schwierig, Finanzierung zu finden, und unprofitable Unternehmen neigen dazu, von besser finanzierten Unternehmen aufgekauft zu werden.

Dieser Effekt war kürzlich in der 3D-Druck-Industrie voll im Gange. Die neueste Folge war der Kauf von Desktop Metal durch Nano Dimension in bar für 185 Mio. $.

Diese Nachricht kam auf top der regelmäßigen und chaotischen vorläufigen Konsolidierung in der Branche, insbesondere mit Stratasys, die während des gesamten Jahres 2023 für eine Fusion oder Übernahme durch alle ihre drei großen Wettbewerber 3D Systems, Desktop Metal und Nano Dimension umworben wurde.

Die gescheiterten und erfolgreichen Übernahmen von 2023-2024 waren selbst das Ergebnis einer vorherigen Welle im Jahr 2022, mit nicht weniger als 22 Übernahmen von kleineren 3D-Unternehmen durch ihre Wettbewerber in diesem Jahr allein.

Es scheint, dass 3D-Drucken bald schnell in einen Markt mit wenigen führenden Unternehmen konsolidieren wird, die die wichtigsten Patente sammeln und die Skaleneffekte für die Profitabilität erreichen.

Es ist typischerweise nach einer solchen Konsolidierung, dass eine innovative Branche die “Trough of Disillusionment” verlässt und eine nachhaltige Wachstumsphase betritt, die viele Jahre oder sogar Jahrzehnte andauern kann.

Es lohnt sich also, einen Blick darauf zu werfen, wo die additive Fertigungsindustrie heute steht und wohin sie von hier aus geht.

Wie Funktioniert Es?

In seiner einfachsten Form bringt ein 3D-Drucker das gewünschte Material (in diesem Fall Kunststoff in Form eines langen Filaments) zu einer Düse, wo es geschmolzen und auf einem Druckbett aufgetragen wird.

Die Düse bewegt sich weiter, indem sie den Anweisungen eines Computers folgt, und trägt das Material langsam auf, um die gewünschte Form zu bilden. Mehrere Schichten ermöglichen es dem Objekt, im Laufe der Zeit seine 3D-Form anzunehmen.

Quelle: ResearchGate

Frühere oder günstigere Generationen des 3D-Druckens hatten ein ziemlich raues Aussehen, mit sehr sichtbaren Schichten.

Quelle: ResearchGate

Im Laufe der Zeit führten Fortschritte in Düsentechnologie, Filamentqualität und Aushärtung des Materials zu einer viel glatteren Oberfläche, sowohl funktional als auch ästhetisch ansprechend.

Darüber hinaus erfordern viele Systeme umfangreiche “Stützstrukturen”, um das frisch gedruckte Material in Position zu halten, bis es aushärtet. Dies kann die Konstruktion des 3D-Modells komplexer machen, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, die mögliche Stützstruktur auf ein Minimum zu reduzieren, um nicht zu viel Material zu verschwenden.

Quelle: 3D Sculplab

Fortgeschrittenere Systeme, insbesondere solche mit Düsen, die Bewegungen mit 6 Freiheitsgraden ausführen können oder sofortige UV-Exposition, um die Aushärtung zu beschleunigen, können den Bedarf an Stützstrukturen reduzieren oder eliminieren.

Begrenzte Anfangsmärkte

3D-Drucken wurde ursprünglich mit Kunststoff (und später Harzen) entwickelt, um Formen und Teile direkt aus digitalen 3D-Dateien ohne die Schritte der traditionellen Fertigung herzustellen. Dies war ein sofortiger Erfolg für die aufstrebende additive Fertigungstechnologie, da sie die Notwendigkeit komplexer und teurer Formen zur Herstellung einzigartig geformter Kunststoffteile umging.

Quelle: Form Labs

Dies öffnete einige Märkte für die Branche:

• Prototyping sowie schnelle Produktion und Testen können den Entwicklungsprozess beschleunigen und Geld sparen.
• Bedarfsproduktion ist für die Wartung und Reparatur seltener Teile oder für dringende Bedürfnisse erforderlich.
• Hobbyproduktion, ohne die Absicht, später eine Massenfertigung durchzuführen.

Diese waren jedoch im Vergleich zu den erstaunlich großen Umsätzen der Fertigungsindustrie von 13,5 Billionen USD oder 16,6 % des gesamten BIP begrenzte Märkte.

Dies macht den aktuellen 3D-Druck-Markt von 20 Mrd. USD und die Prognose von 500 Mrd. USD für 2030 durch ARK Invest viel weniger bemerkenswert, da dies bedeuten würde, dass nur etwa 3,7 % der globalen Fertigung von traditionellen Methoden auf 3D-Drucken umsteigen.

Viele Kunststoffoptionen

Noch immer unterstützten diese Märkte die Entwicklung und Reife dieser ersten Generation von 3D-Druckern. Schrittweise erschienen fortschrittlichere Drucktechniken, und mehr Arten von Kunststoff und Harzen wurden verfügbar.

Quelle: Xometry

Dazu gehören:

• Acrylnitril-Butadien-Styrol, oder ABS, das Material, das für Lego-Steine und Autoteile verwendet wird.
• Polymilchsäure, oder PLA, ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der aus erneuerbaren Maisstärken hergestellt wird.
• Acrylnitril-Styrol-Acrylat, oder ASA, ähnlich wie ABS, aber mit einer besseren UV-Beständigkeit, was es für Anwendungen geeignet macht, die der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
• Polyethylenterephthalat, oder PET, der Kunststoff, der für Flaschen verwendet wird und normalerweise am besten für alles geeignet ist, was mit Lebensmitteln in Berührung kommt.
• Polycarbonat, oder PC, der für Gewächshäuser verwendet wird und hauptsächlich wegen seiner Festigkeit und Transparenz geschätzt wird.
• Polypropylen, oder PP, das für seine Flexibilität und Abriebsbeständigkeit bekannt ist und weit verbreitet in der Automobil- und Textilindustrie verwendet wird.
• High-Performance-Kunststoffe: Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketonketon (PEKK) und Polyetherimid (ULTEM®). Diese Kunststoffe haben mechanische Eigenschaften, die denen von Metallen ähnlich sind, während sie erheblich leichter sind. Dies macht sie attraktiv für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinbranche.
• Viele weitere Arten von Kunststoffen, einschließlich Polyamide (wie Nylon), Polymermischungen (Mischen verschiedener Kunststoffe in demselben Filament), hochfestem Polystyrol (HIPS), Polyvinylalkohol (PVA) usw.

Von Kunststoff Zu Allen Materialien

Für eine lange Zeit konzentrierte sich die Diskussion über 3D-Drucken auf die Verbesserung der Effizienz und Vielfalt der verwendbaren Kunststoffe. Die Notwendigkeit von biologisch abbaubaren Kunststoffen wird auch von der traditionellen Kunststoffherstellungsindustrie geteilt.

Dies änderte sich im Laufe der Zeit, als mehr Unternehmen auf additive Fertigung schauten und erkannten, dass sie die wichtigsten Prinzipien auf viele andere Materialien anwenden konnten.

3D-Drucken Von Metallen

Kunststoffe sind überall in den Dingen, die wir verwenden. Allerdings erreichte die Verwendung von 3D-Drucken in der Kunststoffindustrie die Grenze, dass die meisten Kunststoffteile billig und in Massenproduktion hergestellt werden, normalerweise mit einem einfachen Design.

Für diese Verwendung macht die Investition in Formen und Automatisierung Sinn, da Millionen von Kunststoffteilen erstellt werden. Im Gegensatz dazu könnte 3D-Drucken auf Dauer ein bisschen langsamer und teurer pro Einheit sein.

Jedoch sind Metalle viel robuster und haben einzigartige Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit, Leitfähigkeit usw.

Metalle erfordern oft komplexe und teure Schmieden, Stanzen und Fräsen, um eine wünschenswerte Form zu erreichen. Und egal, was man tut, legen diese Methoden starke Einschränkungen auf das erreichbare Design auf. Als Ergebnis ist oft eine Vielzahl von Teilen und komplexes Zusammenbauen erforderlich für Gegenstände, die aus Metall hergestellt werden.

3D-Drucken von Metallen wurde zuerst entwickelt, indem Metallpulver verwendet wurde, das aufgetragen und dann von einem Laser geschmolzen wurde. Dies ist die Grundlage für die beiden am häufigsten verwendeten Metall-3D-Druckmethoden:

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

Der Hauptvorteil von 3D-Drucken ist, dass es komplexe Formen ermöglicht, die mit traditionellen Schmiedemethoden unmöglich sind. Dies kann die Anzahl der Teile in einer Maschine, die Zusammenbau erfordern, erheblich reduzieren. Es kann auch neue innovative Designs ermöglichen, die stärker oder weniger Material verbrauchen.

Quelle: Hubs

Metall-3D-Druck-Evolution

Kürzlich wurden neue Methoden entwickelt, zum Beispiel Flüssigmetall-Drucken (LMP) von MIT-Forschern. Diese Methode kombiniert im Wesentlichen alte free-form-Gießverfahren mit 3D-Drucken.

Dies könnte die Hauptbeschränkung des Metall-3D-Druckens beseitigen, das darin besteht, dass es tendenziell weniger gut skaliert als traditionelle Schmiedemethoden. Während es gleichzeitig die Vorteile beibehält, wie komplexere mögliche Formen.

Insgesamt ist Metall-3D-Drucken wahrscheinlich weiterhin wachsend, da es allmählich zeigt, dass es so solide sein kann wie geschmiedete Teile, während es aufgrund weniger Zusammenbaus und effizienterer Designs preiswettbewerbsfähig ist. Dies sollte die führende Position von Metall-3D-Drucken in der Branche festigen, die derzeit 53 % des Gesamtmarktes ausmacht.

Quelle: Market.us

3D-Drucken Von Verbund- & Hybridmaterialien

3D-Drucken kann auch mit Mischungen von Materialien durchgeführt werden. Wie wir sehen können, kann dies mit Metallen in Legierungen oder verschiedenen Kunststoffen gemischt werden. Es kann jedoch auch mit Mischungen von verschiedenen Materialien durchgeführt werden.

Ein Beispiel hierfür ist Verbundwerkstoffe, die 3D-gedruckten Kunststoff mit Fasern mischen. Die zusätzliche Faser im Kunststoff erhöht die Steifigkeit und Festigkeit des hergestellten Teils.

Am häufigsten wird Kohlenstofffasern verwendet, aber es kann auch Glasfasern oder Kevlar sein.

Eine weitere Option ist Hybridmaterialien, die 3D-gedruckten Kunststoff mit etwas ganz anderem mischen. Man kann beispielsweise Filamente mit organischen Materialien wie Bambus, Kork oder Holz haben. Alumide, hergestellt aus Polyamiden und Aluminiumpulver, ist ein weiteres Beispiel für die Kombination von Kunststoff- und Metall-3D-Drucken.

Quelle: BitFab

Die Kombination verschiedener Materialien ist ein wachsender Trend in der Branche, einschließlich der jüngsten Entstehung von freiformer Multimaterial-Montage (FMAP), die zusammen mit Fused Filament Fabrication (FFF), Direct Ink Writing (DIW) und Freeform Laser Induction (FLI) verwendet wird.

Wachsende Anwendungen

Luft- und Raumfahrt

Eine wichtige Eigenschaft von 3D-gedruckten Komponenten ist, dass sie ihre komplexeren Formen nutzen können, um die erforderliche Materialmenge für die gleiche strukturelle Integrität zu reduzieren, wodurch das Gesamtgewicht reduziert wird.

Dies ist ein sehr attraktives Angebot für die Luft- und Raumfahrtindustrie, bei der jeder reduzierte Gramm eine bessere Leistung oder eine größere Nutzlast ermöglicht, sei es Satelliten, die in die Umlaufbahn gebracht werden, oder Raketen auf einem Kampfjet.

Dies ist insbesondere der Vorteil, den ein Unternehmen wie Relativity Space verfolgt, das einen 3D-gedruckten Raketen entwickelt, die wiederverwendbare Terran-R-Rakete.

In-Situ-Herstellung

Das Versenden von allem in den Weltraum ist teuer, wie in Tausenden von Dollar pro Kilo teuer. Dies ist ein Problem für jede langfristige Präsenz im Weltraum, da es bedeutet, dass Ersatzteile im Voraus und in großen Mengen gesendet werden müssen, nur für den Fall, dass etwas kaputt geht.

Dies erhöht den Budgetrahmen für mögliche Mondbasen oder Mars-Kolonisierung um ein Vielfaches. Solche Kosten wären ein totes Ende, wenn wir jemals den Beginn einer weltraumgestützten Wirtschaft sehen wollen, einschließlich einer, die unbegrenzten grünen Energie für die Erde liefern könnte.

Eine Alternative wäre, Dinge vor Ort herzustellen, idealerweise unter Verwendung lokal abgebauter Materialien wie Kohlenstoff und Metallen. Während die Idee nicht neu ist, machte die Notwendigkeit, ganze Schmiedestätten in den Weltraum zu verlegen, es unrealistisch. 3D-Drucker könnten hier helfen.

Sie sind viel kompakter als traditionelle Fertigungsmethoden. Mit einem begrenzten Vorrat an Rohstoffen können sie Tausende von verschiedenen Teilen herstellen, nur wenn sie benötigt werden. Dies würde den Anteil an ungenutztem “toter Last” in jedem tiefen Weltraum-Unternehmen erheblich reduzieren.

Es ist nicht mehr nur eine Idee, mit einer 180 kg schweren Metall-3D-Druck-Prototyp der ESA, der 2024 erfolgreich im Orbit getestet wurde.

Ein weiterer Prototyp, der SpaceCAL, der es schaffte, in einer gewichtslosen Umgebung mehr als 60 verschiedene Materialien zu drucken, einschließlich Silikon, Kunststoffen, Glasverbundwerkstoffen, Biomaterialien usw.

Es ist also wahrscheinlich, dass die Zukunft der Weltraumforschung auf wiederverwendbaren Raketen, 3D-Druckern und lokalen Ressourcen basiert, die auf dem Mond, dem Mars oder Asteroiden abgebaut werden.

Gesundheitswesen

Neben industriellen Prototypen und Teilen ist ein großer Umsatztreiber der reifen additiven Fertigungsindustrie der medizinische Sektor.

Dies liegt daran, dass medizinische Implantate wie Zahn- oder Hüftersatz aufgrund ihrer Natur für jeden Patienten individuell entworfen werden müssen. Dies ist ein wichtiger Faktor, der diese Behandlungen teuer hält, da es keine Möglichkeit gibt, identische Teile für jeden zu produzieren.

Dies umfasst Implantate für das Ohr oder den Mund/Zähne, aber auch 3D-gedruckte Ersatzteile für Krebspatienten oder nach einer Traumata wie einem Kiefer, Rippenkorb oder Teil des Schädels.

Quelle: 3D Natives

Wir sahen kürzlich die ersten 3D-gedruckten Silikon-Herzklappen, maßgeschneiderte mikroporöse Knochen, Brustimplantate usw.

Quelle: 3D Natives

Eine weitere Rolle, die 3D-Drucken im Gesundheitswesen spielen könnte, ist die Schaffung neuer Formen der Diagnose und Analyse.

Zum Beispiel „Organ-on-a-Chip“ und „Body-on-a-Chip“ werden jetzt verwendet, um einen echten Körper zu simulieren, um die Ausfallrate von klinischen Tests zu reduzieren.

Quelle: Harvard

Eine weitere Möglichkeit ist 3D-gedruckte Medikamente, die eine personalisierte Gesundheitsversorgung ermöglichen, Medikamente kombinieren und Lieferkettenprobleme reduzieren könnten.

Bio-Drucken & Soft-Robotik

Der nächste Schritt könnte sein, dass wir anstelle von 3D-Drucken von Ersatzteilen aus Metall, Keramik und Silikon mit lebenden Zellen direkt funktionierende Gewebe und Organe “drucken”.

Dies ist das Versprechen von Bio-Drucken. Wir haben in einem vorherigen Artikel ausführlich erläutert, wie es funktioniert und welche Unternehmen am meisten von ihm profitieren könnten.

Dies könnte über interne Organe hinausgehen und auch das Bio-Drucken von Gehirnen umfassen, mit bereits kleinen zerebralen Organoiden, die von Forschern für Alzheimer verwendet werden, um zu untersuchen, wie Hirngewebe auf mögliche Behandlungen reagiert. Ebenso können Neuronen “gedruckt” werden, um eine künstliche Retina zu erstellen:

3D-Drucken könnte auch verwendet werden, um das Feld der “Soft-Robotik” zu verallgemeinern, indem es Maschinen ermöglicht, Biologie (Biomimetik) nachzuahmen. Dies könnte sicherere und funktionalere Roboter-Systeme schaffen.

Halbleiter & Rechnertechnik

Metall-3D-Drucken kann für Implantate oder Raketenjet-Teile durchgeführt werden, aber es kann auch auf viel kleinerer Skala durchgeführt werden.

Dies öffnete den Weg für 3D-Drucken mit leitfähigen oder dielektrischen Tinten und Keramiken. Eine der führenden Unternehmen in dieser Technologie ist Nano Dimension, jetzt auch Eigentümer des Metall-3D-Druck-Unternehmens Desktop Metal.

Nano Dimension behauptet, dass es den ökologischen Fußabdruck der Fertigung reduzieren kann, mit einer Reduzierung von 94 % der CO2-Emissionen, 100 % des Wassers, 98 % der Materialien und 82 % der Chemikalien.

Weitere Fortschritte sind in 3D-gedruckten Elektronikkomponenten zu erwarten, insbesondere mit der jüngsten Veröffentlichung von Forschern über flexible Speicher durch „Liquid Metal Memory“.

3D-Drucken Von Beton

Anstatt kleiner zu werden, kann additive Fertigung auch größer werden. Sehr groß, wenn es um das 3D-Drucken von ganzen Häusern und großen Gebäuden geht. Zum Beispiel die erste jemals 3D-gedruckte Moschee, die 2024 in Saudi-Arabien eröffnet wurde.

Wie man sich vorstellen kann, ist die Größe der Düse und des 3D-Druckers außergewöhnlich, wenn es um ein solches Projekt geht.

Quelle: Cornell University

3D-gedruckte Gebäude erfordern viel weniger Arbeitskräfte und könnten erheblich billiger sein, wie wir in unserem Artikel “Wohneigentum ist prohibitiver als je zuvor in Nordamerika – Kann 3D-Drucken dies ändern?” diskutiert haben.

Diese neue Methode für den Bau könnte Anwendungen jenseits der Erde haben:

Das Unternehmen ICON wurde von der NASA für das Projekt Olympus ausgewählt, einen 3D-Druck-System-Vertrag im Wert von 57,2 Mio. USD für die Erstellung von Landeplätzen, Straßen, nicht druckfesten Strukturen und druckfesten Habitaten auf dem Mond, unter Verwendung von lokalem Regolith (Mondstaub) anstelle von auf der Erde importierten Materialien. Die gleiche Methode könnte für Mars-Habitate verwendet werden.

Quelle: ICON

Die Zukunft Der Additiven Fertigung

Verbesserung Der Technologie

Die traditionelle Fertigung hat sich allmählich über mehr als zwei Jahrhunderte der industriellen Revolution oder sogar länger, wenn es um Metallurgie geht, verbessert.

Es ist also vielleicht nicht überraschend, dass 3D-Drucken noch immer nur beginnt, sein volles Potenzial zu realisieren.

Problem-Erkennung

Zum Beispiel müssen Metallteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie oft geröntgt werden, um zu bestimmen, ob das Drucken ordnungsgemäß funktioniert hat, ohne Defekte. Dies ist sowohl teuer als auch verlangsamt die Produktion. Stattdessen fanden Forscher heraus, dass KI-Tiefenlernen in Kombination mit CT-Scans funktionieren kann.

Währenddessen könnte eine Technik namens akustische Überwachung (Erkennung von Problemen durch Schall) helfen, Defekte in Echtzeit zu erkennen.

Neue Produktionsmethoden

Unter den potenziellen Verbesserungen könnten wir das derzeit verwendete Zwei-Photonen-Polymerisation (TPP) ersetzen, das ein Doppelfemtosekundenlaser für Mikro-Industriedrucke erfordert. Da TPP teuer ist, könnte die Entdeckung, dass Niederleistungs-Laser gleichwertig funktionieren könnten, den Markt für 3D-Drucken von Mikroelektronik weiter vergrößern.

Bisher basieren fast alle Methoden auf der Verwendung eines Feststoffs (Filaments) oder eines Pulvers und dann dessen Schmelzen. Neue 3D-Druck-Ideen entstehen jedoch, insbesondere Dampf-induzierte Phasentrennung-3D-Drucken (VIPS-3D). Diese Methode könnte sehr leistungsfähig für komplexe Teile sein, die Materialmischung oder variable Porositätsgrade erfordern. Sie würde auch viel weniger Material und weniger Energie erfordern, wodurch die Kosten reduziert würden.

4. Industrielle Revolution & Dezentrale Fertigung

3D-Drucken war lange Zeit das Vorbehaltsgebiet von Industrie-Experten und begeisterten Hobbyisten. Es erforderte auch eine erhebliche vorherige Investition, mit dem Risiko, dass die erworbenen Maschinen zu viele oder zu wenige im Vergleich zu den tatsächlichen Bedürfnissen waren, was zu Kapitalineffizienz führte.

Dies ist weniger und weniger der Fall, dank großer Dienstleister, die die Nutzung von 3D-Druckern sowie Fachkräfte als Dienstleistung anbieten. Dies bündelt die Ressourcen vieler verschiedener Benutzer, was die Spitze in der Nachfrage nach 3D-Druckern glättet.

Diese Anbieter kombinieren oft die 3D-Druck-Dienstleistungen mit CNC-Bearbeitung (Computer-Numerical-Control), 3D-Scanning, 3D-Design usw.

Die gemietete Maschine könnte sogar direkt vom Benutzer über die Cloud zugänglich sein.

Währenddessen entdecken Forscher in verschiedenen Bereichen wie Biologie oder Chemie, dass man manchmal ein 100.000-Dollar-Teil in einem Massenspektrometer durch ein Teil ersetzen kann, das direkt im Labor für nur wenige Dollar 3D-gedruckt wird.

Insgesamt werden wir wahrscheinlich eine wachsende Flexibilität der Lieferkette sowie eine dezentralere Fertigung sehen, die aus der Verallgemeinerung von 3D-Drucken hervorgeht.

Dies wird additive Fertigung zu einem wichtigen Bestandteil der laufenden 4. industriellen Revolution machen, zusammen mit KI, Robotik, intelligenten Fabriken, Konnektivität, IoT usw.

Investieren In 3D-Drucken

3D-Drucken erreicht gerade die technologische Reife und Marktkonsolidierung. Dies gibt Anlegern ein bisschen mehr Sichtbarkeit als in der Vergangenheit und bestätigt, dass diese Technologie weit entfernt von einem Modetrend ist, sondern hier, um zu bleiben.

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

Neben den in diesem Artikel diskutierten Unternehmen können Sie auch potenzielle Investitionsideen in unserem Artikel “Top 10 Nanotechnologie-Aktien” finden.

Wenn Sie nicht daran interessiert sind, spezifische 3D-Druck-Unternehmen auszuwählen, können Sie auch in ETFs wie ARK Invest 3D-Druck-ETF (PRNT) investieren, um das Wachstum des additiven Fertigungssektors als Ganzes zu nutzen.

3D-Druck-Unternehmen

(Neben den in diesem Artikel diskutierten Unternehmen können Sie andere in unserem Artikel “Top 10 Additive Manufacturing And 3D Printing Stock to Watch“)

1. Nano Dimension

Die meisten additiven Fertigungsunternehmen konzentrieren sich auf Metall und Kunststoff, mit einem Blick auf komplexe mechanische Teile. Nano Dimension konzentriert sich stattdessen auf 3D-gedruckte Elektronik. Dies umfasst sehr spezielle Technologien wie leitfähige oder dielektrische Tinten und Keramiken. Diese können beispielsweise für den Bau von optischen oder Funkkomponenten verwendet werden.

Dies ist eine der möglichen Anwendungen von 3D-Drucken auf die Nanoskala, die wir in „Nanoskalen-3D-Drucken, das für die Kommerzialisierung bereit zu sein scheint“ weiter erforscht haben.

Nano Dimension ist durch eine Kombination aus Übernahmen und interner Forschung und Entwicklung gewachsen.

Quelle: Nano Dimensions

Diese Strategie erreicht einen neuen Höhepunkt mit der Übernahme von Desktop Metal im Jahr 2024. Zusammen werden die beiden Unternehmen eine viel stärkere Position in Metall- und Keramik-3D-Drucken in allen Größen haben, von Elektronik bis hin zu großen industriellen Geräten und Luft- und Raumfahrt.

Dies schafft Skaleneffekte, indem die Kundenbasis zusammengelegt wird, die Unternehmen wie SpaceX, Tesla, GE, Honeywell, Emerson, Raytheon, NASA, Medtronics usw. umfasst.

Schließlich waren die beiden Unternehmen hauptsächlich in verschiedenen geografischen Gebieten tätig, mit Nano Dimension in Europa und Desktop Metal in den USA, was eine Synergie durch die Zusammenlegung ihrer Vertriebsteams ermöglicht.

Quelle: Nano Dimension

Das Unternehmen behauptet, dass es den ökologischen Fußabdruck der Fertigung reduzieren kann, mit einer Reduzierung von 94 % der CO2-Emissionen, 100 % des Wassers, 98 % der Materialien und 82 % der Chemikalien.

Insgesamt können wir erwarten, dass Nano Dimension als einer der Technologieführer auftritt.

Quelle: Nano Dimensions

Allerdings müssen Anleger sich bewusst sein, dass sowohl Nano Dimension als auch Desktop Metal vor der Übernahme cash-flow-negativ waren, sodass das resultierende Unternehmen Kosten senken oder genug wachsen muss, um in Zukunft Gewinn zu erzielen.

2. 3D Systems Corporation

3D Systems kann 130 Materialien drucken und produziert über eine Million Teile täglich. Im 4. Quartal 2023 liefert es 5 neue Materialien und 3 Drucker-Upgrades.

Im Jahr 2023 gingen die Umsätze leicht zurück, aufgrund einer Kontraktion in den Segmenten Orthodontie und Zahnmedizin, die durch verringertes Konsumverhalten getrieben wurde. Dies wurde teilweise durch starkes Wachstum in den Segmenten Luft- und Raumfahrt, Schmuck und anderen ausgeglichen.

Es arbeitet auch an einer 3D-Bioprinting-Technologie, die zur Herstellung von synthetischen Organen verwendet werden könnte, mit einem Ziel für 2026 für die menschliche Studie bei einer Lungen-Transplantation. Der adressierbare Markt wird auf 4 Mrd. USD geschätzt.

Das Unternehmen macht Fortschritte in diesem Bereich, insbesondere mit dem komplexesten jemals 3D-gedruckten Objekt (einem menschlichen Lungen-Skelett) und Organ-on-a-Chip durch seine vollständig eigene Tochtergesellschaft Systemic Bio (Vertrag mit 2 der 4 größten Pharma-Unternehmen).

Quelle: 3D Systems

Vergangene (Und Zukünftige?) Fusionen

Der Versuch einer Fusion mit Stratasys im Jahr 2023 wurde von den Aktionären abgelehnt. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob die jüngste Fusion von Nano Dimension und Desktop Metal bei ihren Wettbewerbern einen gewissen Druck zur Fusion in einem noch größeren Unternehmen erzeugt.

Wenn keine weiteren Fusionen unter den größten 3D-Druck-Unternehmen stattfinden, ist es wahrscheinlich, dass die Branche auf eine Oligopol-Struktur von 3 Unternehmen zusteuert: 3D Systems, Stratasys und Nano Dimension, wobei kleinere Akteure wie Velo3D und Markforged gezwungen sind, entweder miteinander zu fusionieren oder von einem der “Großen Drei” aufgekauft zu werden.