Wir haben unsere Experten gefragt, welche 3D-Drucktechnologien und -Trends das Jahr 2021 prägen werden. Dabei zeigt sich, dass die additive Fertigung zwischen dem Drang nach Innovation und der nötigen Industrialisierung hin- und hergerissen ist.
Damien Buchbinder von Trumpf sieht für das Jahr 2021 einen starken Trend zu noch größeren Anlagen, die mit zehn oder zwölf Lasern im Bauraum arbeiten.
(Bild: gemeinfrei // unsplash)
Das neue Jahr hat begonnen, aber was hält es für die additive Fertigung bereit? Die ersten Marktprognosen zeichnen bereits ein positives Bild für das Jahr 2021. Das englische Marktforschungsunternehmen Context geht beispielsweise davon aus, dass die Absatzzahlen industrieller 3D-Drucker ab der zweiten Jahreshälfte deutlich anziehen werden. Vor allem neue und leistungsfähige Binder-Jetting-Anlagen von HP oder Desktop Metal, die für die Serienfertigung mit Metallen geeignet sind, sollen diese Entwicklung vorantreiben. Außerdem gehen die Marktforscher davon aus, dass die Fokussierung auf einige Anwendungsgebiete die Reife der Technologie fördert. Als Beispiel nennen sie den Hersteller 3D Systems, der sich auf die Bereiche Gesundheitswesen und industrielle Fertigung fokussiert. Ob diese Einschätzungen auch zutreffend sind, wollten wir von unseren Brancheninsidern wissen. Dabei deutet sich ein Konflikt zwischen neuen Technologien beziehungsweise Materialien und der Standardisierung, die für die Etablierung in der Industrie notwendig ist, an.
Mehr Brancheninsights: Wie unsere Experten die Folgen der Corona-Pandemie auf die additive Fertigung einschätzen, lesen Sie hier.
Mehr Laser, neue Materialien und neue Pulverbettanlagen
2021 werden wir noch größere additive Fertigungssysteme sehen, die mit zehn oder zwölf Lasern arbeiten, erklärt Damien Buchbinder von Trumpf. Diese sind der Schlüssel zu mehr Effizienz, bringen aber auch neue Herausforderungen mit sich. Je mehr Laser im Bauraum aktiv sind desto herausfordernder ist die Steuerung der Gaszufuhr.
Andrea Berneker und Kilian Rottenberger von German Reprap sehen hingegen einen Trend zu technischen Thermoplasten und High Performance Werkstoffen, welche mit verbesserter Oberflächenbeschaffenheit überzeugen sollen. Neben Verbesserungen im Bereich der Spitzentechnologie gehen sie aber auch davon aus, dass zeitsparendes Plug-and-Play bei Standardmaterialien und -anwendungen eine größere Rolle spielt.
Dazu haben einige Hersteller, beispielsweise Voxeljet, Nexa3D und Formlabs, neue Pulverbettdrucker angekündigt, hält Felix Ewald von Dyemansion fest. Besonders gespannt ist er auf die neue LaserProFusion-Technologie von Eos.
Standardisierung als Schlüssel zur Serie
Neben neuen Anlagen und Materialien sehen unsere Experten aber vor allem einen großen Bedarf zur Standardisierung der bestehenden Technologien, um eine additive Serienproduktion möglich zu machen. „Ich denke, dass vor allem die Möglichkeit einer Serienproduktion von funktionellen Bauteilen ein sehr großer Trend für das Jahr 2021 sein wird, da die Industrie ebenso Schritt für Schritt einige Prozessketten durch den 3D Druck ersetzt“, erklärt Kristina Hager von Cubicure. Damit diese Serienproduktion Realität wird, ist eine Standardisierung der Anwendungen nötig. Zu diesen Standardanwendungen gehören laut Christoph Hauck, Vorstand bei Toolcraft, unter anderem die bekannten Pulverbett- sowie Pulverdüsenverfahren.
Wie das gelingen kann, fasst Lutz Feldmann von Markforged zusammen: "Letztlich ist die erfolgreiche, dauerhafte Applikation einer Technologie der Schlüssel zur industriellen Umsetzung. Nur dann wird sie sich etablieren."
Trends für die additive Fertigung 2021
Fokussierung: 3D-Druckerhersteller werden sich jeweils auf einige Kernbranchen konzentrieren. Die Spezialisierung wird also zunehmen.
Mehr Laser, mehr Effizienz: 2021 werden wir noch größere additive Fertigungssysteme sehen, die mit zehn oder zwölf Lasern arbeiten. Diese Anlagen sind schneller und haben häufig einen größeren Bauraum.
High Performance Werkstoffe: AM etabliert sich immer mehr in der Spitzentechnologie. Dafür braucht es hochspezialisierte Werkstoffe mit herausragenden Eigenschaften.
Standardisierung: Um sich in der Serienfertigung von Endbauteilen etablieren zu können, werden Verfahren und Werkstoffe des 3D-Drucks zunehmend standardisiert und normiert.
Welche 3D-Drucktechnologien und -Trends werden das Jahr 2021 prägen und warum?
Wir haben sowohl auf der Formnext als auch in den Monaten davor gemerkt, dass Lattices (Gitternetzstrukturen) ein Thema ist, das auf hohes Interesse stößt. So fand unser Vortrag auf der Formnext dazu großen Anklang und wir bekommen täglich neue Anfragen rund um dieses Thema. Das liegt sicherlich auch daran, dass Lattices genau das zeigen, wofür die additive Fertigung steht: neue und spezifisch auf die Anwendung zugeschnittene Design-Möglichkeiten, die mit traditionellen Fertigungstechnologien nicht möglich wären. - Lisa Krämer von Forward AM
Ich denke, dass vor allem die Möglichkeit einer Serienproduktion von funktionellen Bauteilen ein sehr großer Trend für das Jahr 2021 sein wird, da die Industrie ebenso Schritt für Schritt einige Prozessketten durch den 3D Druck ersetzt. Speziell in der Anfangsphase, bei der Findung von passenden Designs, oder bei Bauteilen von mit geringen Stückzahl pro Jahr, die neben der Präzision auch die passendenmechanischen Eigenschaften aufweisen. In Kleinteilesegmenten, zum Beispiel Elektronikindustrie stehen erste Applikation vor der additiven Serienfertigung. - Kristina Hager von Cubicure
Weiterhin werden wir viele neue Materialien auf dem Markt sehen, was als sehr positiv zu werten ist. Ebenso werden wir einige neue industrielle Pulverdrucker sehen. Xaar, Voxeljet, Nexa3D, Formlabs haben Pulverbettdrucker angekündigt. Ebenso bin ich sehr auf erste Einblicke in die LaserProFusion Technologie von EOS gespannt. Auch wir als DyeMansion werden im Post-Processing Bereich einige Neuerungen vorstellen. Es bleibt also spannend! - Felix Ewald von Dyemansion
Wir werden viele neue Technologien und Entwicklungen sehen und die Konsolidierungswelle wird weitergehen. Große Player werden mit industrietauglichen Lösungen sichtbar werden, so zum Beispiel Evonik mit Materiallösungen im Bereich der Photopolymere. - Sylvia Monsheimer von Evonik
Die Trends gehen aus unserer Sicht in Richtung technische Thermoplaste und High Performance Werkstoffe mit verbesserter Oberflächenbeschaffenheit. Auch das Optimieren der Druckzeit dank schnellerer Druckgeschwindigkeit bei gleichbleibend guter Qualität wird an Relevanz gewinnen. Eine große Rolle spielt einerseits die Individualisierung, andererseits zeitsparendes Plug-and-Play bei Standardmaterialien und -anwendungen. Weitere Stichpunkte sind neue und verbesserte Möglichkeiten bei der Nachbearbeitung, die Produktion seriennaher Bauteile und das Kombinieren von Hart- und Weichkomponenten. - Andrea Berneker und Kilian Rottenberger von German Rep Rap
Ich denke, dass sowohl das Draht basierte Verfahren (Metall, Kunststoff), sowie gedruckte Elektroniken Zuwächse erhalten. Durchaus auch vorstellbar für das Binder-Jetting-. Pulverbett- sowie Pulverdüsen-Verfahren, diese sind ja mittlerweile 'standardisiert' und werden ihren Weg gehen. - Christoph Hauck von Toolcraft
In den letzten Jahren hat sich 3D Druck als Herstellungsverfahren von Kleinserien und Prototypen etabliert. Die Anforderungen an Design, Funktionalität und Individualität führen in immer mehr Branchen und Anwendungen zu einer vollautomatisierten 3D-Druck Serienfertigung. Hierfür sind die Anforderungen an Maschinen, Material und Prozesse zu lösen. - Karsten Müller von Rapidshape
Viele Aktivitäten sind momentan im Binder Jetting zu verzeichnen. Dies betrifft insbesondere frühe Anwendungs-Screenings und Machbarkeitsanalysen. - Matthias Schmidt-Lehr von Ampower
Es werden nicht so sehr einzelne Technologien sein, vielmehr die Anwendungen dieser. Letztlich ist die erfolgreiche, dauerhafte Applikation einer Technologie der Schlüssel zu einer industriellen Umsetzung. Nur dann wird sie sich etablieren. - Lutz Feldmann von Markforged
Vor allem das Continuous LSPc Verfahren von Nexa3D wird die Serienfertigung im Bereich Photopolymer prägen. Einer der prägenden Trends wird die Konsolidierung der Akteue Marktteilnehmer sein. - Maximilian Neck von Production to go
Wir sehen einen starken Trend hin zu noch größeren Anlagen mit noch mehr Lasern, die gleichzeitig im Bauraum arbeiten. 2021 wird also das Jahr von 3D-Druckern mit zehn oder zwölf Lasern. Das klingt ziemlich toll, ist aber alles andere als trivial. So ist es beispielsweise eine große Herausforderung, die Temperatur sowie die Gaszufuhr im Bauraum bei einem Multilaserprozess zu steuern. Das erfordert viel Entwicklungsarbeit.
Entscheidend für die Effizienz von AM ist die Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette. Hierbei hilft ein geschicktes Bauteile-Design, genauso wie einfachere, teilweise automatisierte vor- und nachgelagerte Prozesse. Genau hierfür haben wir im Rahmen der virtuellen Messe-Ersatzveranstaltung Formnext Connect auch neue Lösungen vorgestellt. - Damien Buchbinder von Trumpf
In den letzten zehn Jahren hat das Bewusstsein für den Wert der additiven Fertigung in der verarbeitenden Industrie deutlich zugenommen. Die Branche hat einen dramatischen Wandel vollzogen – weg von der primären Verwendung für Prototypen und hin zu Produktionslösungen. - Rajeev Kulkarni von 3D Systems
Stand vom 15.04.2021
Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken
Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.
Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.
Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden.
Recht auf Widerruf
Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://support.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.