3D-Druck: Die einstige Hype-Branche bastelt am Comeback

Niro N. Bathija / Bild: HRK LUNIS Vermögensverwaltung

Erinnern Sie sich noch? Vor rund zehn Jahren, zwischen 2012 und 2014, erreichte der Hype um den 3D-Druck seinen Höhepunkt. Die neue Technologie begeisterte und beherrschte die Schlagzeilen. Börsennotierte Unternehmen waren die Highflyer an Nasdaq und Co. Heute, zehn Jahre später, ist von der Euphorie nicht mehr viel zu spüren. Die anfänglichen Erwartungen wurden nicht erreicht, einige der 3D-Druckunternehmen hatten mit finanziellen Herausforderungen zu kämpfen und mussten ihre Geschäftsmodelle anpassen. Diese Entwicklung spiegelt sich auch in den Aktienkursen wider. Die Kurse notieren oft nur einen Bruchteil unter den Hochs von 2014. Und das, obwohl sich die Industrie inzwischen erheblich weiterentwickelt hat.

Als 3D-Druck werden additive Herstellungsmethoden bezeichnet, bei der eine Maschine Schicht für Schicht ein Objekt aufbaut. Das Besondere dabei ist, dass hierfür keine Werkzeuge benötigt werden. Es muss lediglich ein digitales 3D-Model vorhanden sein, aus dem dann ein dreidimensionales Gebilde generiert wird. Die dafür verwendeten Materialien hängen vom jeweiligen Verfahren ab und können Flüssigkeiten, Pulver, Bänder, Drähte etc. umfassen.

 

Die Ursprünge dieser Technologie reichen bis in die 60er und 70er Jahre des vergangenen Jahrhunderts zurück, als die ersten Ideen eines 3D-Druckers aufkamen. 1984 wurde als ältestes patentiertes Fertigungsverfahren die Stereolithografie (SLA) erfunden. Dabei wird ein flüssiges, UV-empfindliches Harz per Laserstrahl verfestigt, sodass Schicht für Schicht ein Objekt aufgebaut wird. Die Stereolithografie schafft eine der hochwertigsten Oberflächen, die durch additive Fertigung möglich sind. Durch die Verwendung des flüssigen Harzes und dem präzisen Laserstrahl können komplexe Geometrien und feine Details mit großer Genauigkeit gedruckt werden. SLA-Drucker werden oft in der Prototypenentwicklung, der Schmuckherstellung, der Dentalindustrie oder der Herstellung von kleinen Kunststoffteilen eingesetzt.

 

Eine zweite, sehr bekannte Methode ist das Selektive Lasersintern (SLS). Dabei schmilzt ein Laserstrahl ein Pulver an den gewünschten Stellen, wodurch sich die Pulverpartikel zu kleinen festen Strukturen verbinden. Dieser Schmelzprozess wird Sintern bezeichnet. Nachdem eine Schicht abgeschlossen ist, senkt sich die Bauplattform ab und eine neue Schicht Pulvermaterial wird aufgetragen. Der Prozess wiederholt sich, bis das gesamte Objekt fertiggestellt ist. SLS-Drucker werden häufig in der Industrie eingesetzt, insbesondere bei der Prototypenentwicklung, der Fertigung von Funktionsbauteilen, der Herstellung von komplexen Bauteilen für Luft- und Raumfahrtanwendungen und in der Medizintechnik. Bei 3D-Druck via SLS können diverse Materialien wie Kunststoffe, Metalle oder Keramiken eingesetzt werden, was zu breiten Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen führt.

In den vergangenen Jahren hat sich 3D-Druck sich zu einer interessanten Alternative im Vergleich zu vielen anderen Fertigungsmethoden entwickelt. Aktuell wächst Markt sehr stark, von 2017 bis 2022 hat er sich nach Schätzungen des renommierten Wohlers Reports von knapp acht auf 18 Milliarden US-Dollar mehr als verdoppelt. Im vergangenen Jahr ist der globale Markt additiver Fertigungen, aufgeteilt in Dienstleistungen und Produkte, dem Report zufolge um 18,3 Prozent gestiegen. Ähnlich dürfte das Wachstum auch 2023 und in den Folgejahren ausfallen. Für die USA wird bis 2030 ein jährliches Wachstum von 22 Prozent prognostiziert.

 

Grundsätzlich gibt es diverse Vorteile, die die 3D-Druck-Technologie mit sich bringt. So können auch Formen, die beispielsweise durch Fräsen nicht hergestellt werden könnten, produziert werden. Weitere Vorteile sind kurze Vorlaufzeiten und der Umstand, dass Fehler schnell und beliebig ausgebessert werden können. Auch die Abhängigkeit von Zulieferteilen sinkt. Zudem kann 3D-Druck branchenübergreifend eingesetzt werden. Ob in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, im Werkzeugbau oder im Bereich der Lifestyle-Produkte – in alle diesen Branchen hat sich diese äußerst flexibel anwendbare Technologie etabliert. So kann in der Medizin das Hüftgelenk exakt an die Anforderungen einzelner Patienten angepasst werden.

 

Doch es gibt auch Nachteile. Da nahezu alles produziert werden kann, können Konflikte mit dem Patentrecht entstehen. Zudem ist das Ziel, 3D-Druck in der Massenfertigung einzusetzen, noch weit entfernt. Dafür arbeiten die Geräte noch zu langsam.

Europäische und vor allem auch deutsche Unternehmen sind neben den USA führend bei der Entwicklung von 3D-Druckern. Gemäß der Wirtschaftsberatung Ernst & Young ist Deutschland, hinter den USA, die Nummer zwei weltweit. Die große Frage ist, ob der Durchbruch in der Massenfertigung gelingt. Während der Pandemie nutzten viele Unternehmen die Technologie, um ihre Produktion aufrechtzuerhalten und weiter auszubauen. Zudem sind Drucker und Materialien günstiger geworden. Dies könnte zukünftig dazu führen, dass 3D-Drucker intensiver und breiter eingesetzt werden. Es lohnt sich also, den 3D-Druck-Markt im Auge zu behalten.