Was waren die 3D-Druck-Trends im Jahr 2023?

Das Jahr 2023 neigt sich dem Ende zu und es ist wieder einmal an der Zeit, über die 3D-Druck-Trends nachzudenken, die seit Januar dominiert haben. Im Allgemeinen war dieses Jahr ein turbulentes und aufregendes Jahr, nicht nur in der additiven Fertigung, sondern auf der ganzen Welt. Obwohl eskalierende Konflikte und allgemeine globale wirtschaftliche Schwierigkeiten vorherrschend waren, die sich in weiten Teilen der Welt sehr negativ ausgewirkt haben, gab es auch positive Entwicklungen.

Vor allem der Aufstieg der künstlichen Intelligenz (KI) war enorm. Seit der Einführung von ChatGPT Ende letzten Jahres ist KI in aller Munde und im Laufe des Jahres 2023 sind zahlreiche (immer fortschrittlichere) Lösungen auf den Markt gekommen. Die Aussicht auf eine immer ausgereiftere KI war zwar für viele erfreulich, führte aber auch zu Diskussionen über den richtigen Umgang mit ihr, z. B. in Bezug auf Kunst und Schrift. Darüber hinaus war die KI auch ein Thema beim 3D-Druck.

Könnte dies die Zukunft des 3D-Drucks mit KI sein? Wahrscheinlich nicht, aber das Thema war 2023 ein beliebtes Thema (Bild: inTinker)

Es ist anzumerken, dass KI und maschinelles Lernen bereits seit geraumer Zeit in der additiven Fertigung eingesetzt werden. Der Einsatz dieser Software konzentrierte sich jedoch meist auf die Prozesssteuerung beim Druck und die Automatisierung. In diesem Jahr wurde auch über neue Möglichkeiten diskutiert, wie KI im 3D-Druck eingesetzt werden kann. So könnte KI-Software beispielsweise bei der Gestaltung von 3D-Modellen helfen.

Auch wenn KI in allen anderen Bereichen dominiert hat, gab es in der AM-Branche in diesem Jahr offenbar noch größere Trends. Von einem in Aufruhr befindlichen Markt über sich ändernde Anforderungen an Technologien bis hin zu einem zunehmenden Fokus auf Anwendungen – sehen Sie sich an, was wir für die größten Trends im 3D-Druck im Jahr 2023 halten.

3D-Druck-Markt 2023 in Ungewissheit

Natürlich war nicht alles rosig für den Markt der additiven Fertigung im Jahr 2023. Wie bereits erwähnt, gab es in diesem Jahr weltweit eine beträchtliche Anzahl von Turbulenzen. Dies kann auf eine Reihe von Faktoren zurückgeführt werden, darunter der anhaltende Krieg in der Ukraine, neue globale Konflikte, steigende Gaspreise, Inflation und Wirtschaftsabschwünge in vielen verschiedenen Ländern. Der Technologiemarkt im Allgemeinen war besonders stark betroffen, mit Entlassungen, die das ganze Jahr über anhielten und einer schlechten Performance auf dem Aktienmarkt. Dies wirkte sich auch auf den 3D-Drucksektor aus.

Seit letztem Jahr und bis 2023 kündigten viele der großen 3D-Druckunternehmen Entlassungen an, darunter eine zweite Entlassungsrunde bei Desktop Metal im Februar, Essentium, das im August 16-30 Mitarbeiter entließ und schließlich Markforged, das nach einem schlechten dritten Quartal 10 % seiner Belegschaft entließ, weil es einen Rückgang von 5 Mio. USD im Vergleich zum Vorjahr verzeichnete und die liquiden Mittel und kurzfristigen Anlagen am Ende des zweiten Quartals 2023 um 10 Mio. USD sanken.

Entlassungen waren jedoch nicht das einzige Anzeichen für Unruhe auf dem Markt. Besonders hervorzuheben ist die Saga von Desktop Metal, Stratasys und Nano Dimension. Sie begann im März 2023, als Nano Dimension ankündigte, ein offizielles Angebot zur Übernahme des israelischen Unternehmens Stratasys abzugeben. Obwohl Stratasys kein Interesse an dem Angebot zu haben schien, ging das Hin und Her zwischen den Unternehmen weiter, auch vor dem Hintergrund der internen Turbulenzen bei Nano Dimension, als sich über viele Monate hinweg ein Konflikt zwischen dem Vorstand und den Aktionären zusammenbraute. Dies wurde durch die Fusions-Ankündigung von Desktop Metal und Stratasys unterstrichen. Später wurde es noch komplizierter, indem 3D Systems seinen Hut in den Ring warf, um Stratasys zu übernehmen.

Stratasys stand 2023 im Mittelpunkt zahlreicher Aktivitäten (Bild: Eyal Izhar/Stratasys)

Es endete schließlich im September, nachdem Nano Dimension sein Angebot zurückgezogen hatte, als die Fusion zwischen Stratasys und Desktop Metal schließlich scheiterte. Damit endete das Drama, das den größten Teil des Jahres beherrscht hatte, aber viele in der AM-Branche beunruhigt zurückließ. Auch Stratasys zog sich aus den Gesprächen mit 3D Systems zurück, da das Angebot das Unternehmen unterbewertete und man Bedenken hinsichtlich der Managementstruktur des fusionierten Unternehmens hatte.

Doch was steckt hinter diesen Turbulenzen im 3D-Druck im Jahr 2023? Nun, sie scheint in engem Zusammenhang mit der allgemeinen weltweiten wirtschaftlichen Unruhe zu stehen, denn die am stärksten betroffenen Unternehmen waren diejenigen, die an der Börse gehandelt werden. Vielleicht erinnern Sie sich daran, dass vor einigen Jahren SPAC-Fusionen in der additiven Fertigung höchst angesagt waren, was die zunehmende Blüte dieses Bereichs zeigte. Wir können zwar nicht sagen, dass dies negativ war, aber es ist unbestreitbar, dass viele der Unternehmen, die in den Jahren 2021 und 2022 an die Börse gingen, jetzt eine Gegenreaktion erleben. Allerdings sind sie nicht die einzigen Betroffenen, wie die jüngste Insolvenzankündigung von SmileDirectClub zeigt.

Dies zeigt sich auch daran, dass die New Yorker Börse sowohl Desktop Metal als auch Markforged wegen Nichteinhaltung des durchschnittlichen Mindestschlusskurses (1,00 $) in einem aufeinanderfolgenden 30-Tage-Zeitraum angeschrieben hat. Insbesondere Markforged scheint nach Alternativen zu suchen, um ein Delisting an der NYSE zu vermeiden, da die jüngste Aufforderung zur Nichteinhaltung im November 2023 bereits die zweite ist.

In einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung zu dieser Mitteilung erklärte das Unternehmen: „Das Unternehmen beabsichtigt, die NYSE innerhalb von 10 Arbeitstagen über seine Absicht zu informieren, die Einhaltung von Rule 802.01C wiederherzustellen. Das Unternehmen kann jederzeit innerhalb eines sechsmonatigen Zeitraums die Einhaltung der Vorschrift wiederherstellen, wenn die Stammaktien am letzten Handelstag eines beliebigen Kalendermonats während des Heilungszeitraums einen Schlusskurs von mindestens 1,00 US-Dollar und einen durchschnittlichen Schlusskurs von mindestens 1,00 US-Dollar über den Zeitraum von 30 Handelstagen aufweisen, der am letzten Handelstag dieses Monats endet. Das Unternehmen hat die feste Absicht, an der NYSE notiert zu bleiben, und wird die besten verfügbaren Alternativen in Erwägung ziehen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine umgekehrte Aktienzusammenlegung, die der Zustimmung der Aktionäre bedarf, falls dies erforderlich ist, um die Anforderungen wieder zu erfüllen.“ Dies könnte auch der Grund für den jüngsten umstrittenen Beitrag des Firmengründers Gregory Mark in den sozialen Medien sein, der, obwohl er nicht mehr mit dem Unternehmen verbunden ist, dazu aufrief, mit Formlabs zu fusionieren oder das Unternehmen zu übernehmen.

Dennoch muss gesagt werden, dass Tiefen wie Höhen in jedem Sektor normal sind. Obwohl es in der 3D-Druck-Community viele Diskussionen darüber gab, was diese Anzeichen für die Branche bedeuten, kann man das Negative nicht anprangern, ohne auch das Positive hervorzuheben. Auf der Formnext in diesem Jahr konnten wir zum Beispiel einen Zuwachs an Ausstellern und Besuchern verzeichnen, was das anhaltende und starke Interesse an der additiven Fertigung sowohl bei Unternehmen als auch bei Laien zeigt. Es gab auch weiterhin vielversprechende Fusionen und Übernahmen: die Übernahme von HAGE3D durch BigRep zum Beispiel, die die Bedeutung des Hochtemperatur-3D-Drucks auch in der AM zeigt. Darüber hinaus haben, wie wir in den anderen 3D-Druck-Trends 2023 sehen werden, Schwierigkeiten auch zu Vorwärtsdenken und Innovation in der gesamten Branche geführt.

Markforged hat von der NYSE zwei Mitteilungen über die Nichteinhaltung von Vorschriften erhalten (Bild: Zach Rosenzweig/Markforged)

Anwendungen im Fokus

In den letzten Jahren hat sich ein Großteil des 3D-Druckmarktes auf die Verfahren selbst konzentriert und gezeigt, was sie sind und warum sie wichtig sind. Doch in diesem Jahr haben wir eine Wende erlebt. Anstatt an immer mehr verschiedenen 3D-Drucktechnologien zu arbeiten, hat man sich verstärkt darauf konzentriert, wie genau der 3D-Druck eingesetzt werden kann. Das heißt, auf die konkreten Anwendungen für die Technologien.

Dies hat sich auf verschiedene Weise gezeigt. Erstens begannen sich die Diskussionen vor ein oder zwei Jahren von der Verwendung von 3D-Druck-Prototypen oder -Werkzeugen abzuwenden, da der Schwerpunkt mehr auf die Verwendung für Endverbrauchsteile gelegt wurde. Und da ist natürlich viel Wahres dran.

Tatsächlich sind in den letzten Jahren die Anwendungen für Endverbrauchsteile, die mit Hilfe der additiven Fertigung hergestellt werden, sprunghaft angestiegen, darunter auch sicherheitskritische Teile, wie sie in der Luft- und Raumfahrt oder im Öl- und Gassektor verwendet werden. Dennoch wäre es unaufrichtig zu behaupten, dass Endverbrauchsteile die einzige Anwendung für den 3D-Druck sind. Ein bemerkenswertes Zeichen dieses Wandels ist die verstärkte Konzentration auf die Verwendung des 3D-Drucks für das Prototyping und die Formgebung, wie wir auf der Formnext in diesem Jahr gesehen haben.

Dies wurde auch in Berichten deutlich. In der von Jabil im Juli 2023 veröffentlichten Umfrage unter Entscheidungsträgern im Bereich der additiven Fertigung wurde festgestellt, dass der Anwendungsfall mit dem größten Wachstum seit 2021 der Prototypenbau ist: 97 % der Anwender gaben an, dass sie den 3D-Druck derzeit für diesen Zweck einsetzen, verglichen mit 72 % im Jahr 2021. Aber auch bei Reparaturen, Endverbrauchsteilen sowie Vorrichtungen und Werkzeugen gab es ein Wachstum gegenüber den Vorjahren.

Der Bericht stellt fest: „Das Prototyping ist nach wie vor eine zentrale Anwendung des 3D-Drucks in Unternehmen, wobei die Nutzung seit der letzten Umfrage stark zugenommen hat. Außerdem ist die Zahl der Unternehmen, die additive Fertigung für Produktionsteile einsetzen, seit 2017 deutlich gestiegen. Gleichzeitig hat sich der Einsatz von Vorrichtungen und Werkzeugen fast verdoppelt.“

Auch der Einsatz des 3D-Drucks für Hybridtechnologien steht 2023 im Mittelpunkt des Interesses. Sowohl 3D Systems als auch Massivit haben in diesem Jahr Anwenderberichte veröffentlicht, die die Vorteile von 3D-gedruckten Formen als Möglichkeit zur Zeit- und Kostenreduzierung für Anwender aufzeigen. Für 3D Systems passte dies besonders gut mit der Übernahme von Titan Additive im vergangenen Jahr zusammen, wie die Fallstudie mit Duo Forms zur Herstellung von Tiefziehwerkzeugen zeigt. David Rheinheimer, Product Development Manager bei Duo Forms, erklärte: „Wir haben mit unserem EXT 1270 Titan Pellet 3D-Drucker eine Menge Aufträge erhalten. Die Durchlaufzeit für Teile, Formen und Formteile hat uns weit über die Konkurrenz hinaus gebracht.“

Unternehmen wie Massivit und 3D Systems haben in diesem Jahr Anwendungsbeispiele für 3D-gedruckte Formen vorgestellt (Bild: Massivit)

Auch der medizinische 3D-Druck hat in diesem Jahr scheinbar sprunghaft zugenommen, da die Point-of-Care-Medizin zunehmend Realität wird. Die Bedeutung des 3D-Drucks im Gesundheitswesen ist in der Tat kein Geheimnis, da die Technologien eine besser anpassbare Gesundheitsversorgung ermöglichen. Doch in diesem Jahr gab es viele Fortschritte in diesem Sektor, unter anderem in den Bereichen Bioprinting, Prothetik und mehr. Sogar im Wohlers Report 2023, der im April veröffentlicht wurde, wurde das Gesundheitswesen als eine der wichtigsten Anwendungen für AM genannt.

Unabhängig von den genauen Anwendungen ist es jedoch unbestreitbar, dass konkrete Anwendungen von 3D-Technologien in diesem Jahr im Fokus von mehr Unternehmen standen. Ein Trend, der sich 2024 wahrscheinlich noch verstärken wird, da sich der Markt von einigen der diesjährigen Turbulenzen erholen wird. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob dies ein Zeichen für noch mehr neue Anwendungen oder für eine Rückkehr zu den bewährten, wenn auch weniger auffälligen Favoriten sein wird.

Veränderte 3D-Druck-Bedürfnisse der Anwender im Jahr 2023

Diese verstärkte Konzentration auf Anwendungen bedeutet jedoch nicht, dass wir in diesem Jahr keine Fortschritte bei den 3D-Technologien gesehen haben. Es gab Veränderungen, da die Unternehmen eindeutig auf bestimmte neue Trends bei den Nutzern reagiert haben. Ein Phänomen, das mit dem Wandel der Bedürfnisse an den 3D-Druck einherging. Dies zeigt sich am deutlichsten in Bezug auf Erschwinglichkeit, Geschwindigkeit und Veränderungen durch die Industrialisierung.

Betrachten wir zunächst die Erschwinglichkeit. Wenn Unternehmen früher auf kostengünstigere 3D-Drucker zurückgreifen wollten, waren Extrusions- oder Photopolymerisationslösungen die einzige Möglichkeit. Mit der fortschreitenden Industrialisierung des Marktes und der Hinwendung von immer mehr Unternehmen zu fortschrittlicheren AM-Technologien haben wir jedoch auch einen entsprechenden Preisrückgang erlebt. Dies ist vor allem beim SLS-3D-Druck der Fall.

Selektives Lasersintern ist wegen seiner hohen Produktionskapazität und seiner Studienteile beliebt. Aufgrund des Einsatzes eines Lasers sind die Lösungen jedoch in der Regel teurer, auch wenn sie immer noch unter denen liegen, die mit DMLS oder anderen Metallpulverbettschmelzlösungen hergestellt werden. Dank der Weiterentwicklung des Verfahrens und der zunehmenden Zahl von Unternehmen, die ihre eigenen Lösungen anbieten, werden SLS-Lösungen jedoch immer erschwinglicher. Sie ermöglichen eine industrielle Produktion zu wesentlich niedrigeren Kosten.

Ein Trend im Jahr 2023 sind die immer erschwinglicheren industriellen 3D-Drucklösungen, die auf dem Markt erhältlich sind. Besonders deutlich ist dies bei SLS-Druckern festzustellen. (Bild: Sinterit)

Das ist zwar nicht das erste Mal, dass wir so etwas sehen, man denke da nur an den Formlabs Fuse 1 oder den Sintratec-Kit , aber in diesem Jahr haben wir eine Reihe von SLS-Druckern unter 50.000 $ gesehen. Das ist zwar immer noch teuer, aber deutlich weniger als die über 100.000 $ teuren Lösungen, die anfangs auf dem Markt zu finden waren. Außerdem ist SLS nicht die einzige Technologie, bei der dies deutlich wird, wir können auch auf den Aufstieg des Binder-Jetting verweisen.

Letztes Jahr berichteten wir über die zunehmende Verbreitung von Binder-Jetting-Lösungen auf dem Markt und im Jahr 2023 war deren Vorherrschaft eindeutig. Binder Jetting ist nach wie vor eine beliebte Technologie sowohl für den Keramik- als auch für den 3D-Metalldruck und kostet in vielen Fällen weniger als andere mit den Materialien kompatible Verfahren. Dieser Schnittpunkt zeigt, dass auch bei fortschreitender Industrialisierung und Produktionssteigerung des Marktes die Erschwinglichkeit der Schlüssel zum Erfolg bleibt und die Geschwindigkeit an Bedeutung gewinnt.

Das klassische Beispiel für Erschwinglichkeit und Geschwindigkeit ist Bambu Lab. Obwohl das Unternehmen erst letztes Jahr offiziell gegründet wurde, hat es die Welt des 3D-Drucks im Sturm erobert. Das Erfolgsgeheimnis von Bambu Lab ist auch ganz einfach: Das Unternehmen hat den Hochgeschwindigkeits-Multimaterial-FDM-Druck zu einem Bruchteil der Kosten vieler seiner Mitbewerber auf dem Markt ermöglicht. Kann es wirklich überraschen, dass seine Lösungen von vielen Herstellern als die „Zukunft“ des FDM-3D-Drucks gefeiert werden? Vor allem jetzt, da das Unternehmen Anfang des Jahres seinen ersten Bed Slinger, den A1, auf den Markt gebracht hat, der sogar noch günstiger ist als die ersten Drucker des Unternehmens, der P1P und der P1S.

Die Erfolgsgeschichte des Unternehmens hat sich auch im Jahr 2023 weiter verfestigt, denn es scheint zu versuchen, den von anderen eingeschlagenen Weg fortzusetzen. Es wird interessant sein zu sehen, wie Bambu Lab weiterhin Marktanteile an größere und historische Akteure wie UltiMaker und Raise3D abgibt und wie diese darauf reagieren werden. Vor allem in Anbetracht der Gegenreaktionen, die das Unternehmen bereits erlebt hat. Zum Beispiel Anfang dieses Jahres, als sich zahlreiche Bambu Lab-Drucker über Nacht zufällig einschalteten und zu drucken begannen, was für viele ein großes Sicherheitsrisiko darstellte. Dennoch ist es unbestreitbar, dass das Unternehmen ein bisher unbefriedigtes Bedürfnis in der Community aufgegriffen hat, was wiederum zeigt, dass sich der Geschmack der Nutzer beim 3D-Druck ändert.

Erschwinglichkeit ist jedoch nicht alles, was wir gesehen haben. Die additive Fertigung hat sich 2023 weiter in Richtung Industrialisierung bewegt, was sich auch im Aufstieg der Hybridfertigung (die auch im Abschnitt Anwendungen besprochen wird), der Pellet-3D-Drucker und natürlich der Roboterarme zeigt. Insbesondere Pellets scheinen ihre Glanzzeit zu erleben, da große Akteure wie Roboze und 3D Systems sich zu den langjährigen Hauptakteuren auf dem Markt wie Pollen AM, WASP und Re3D gesellen. Pellets sind beliebt, weil das Material weniger kostet, zumal Kunststoffgranulat in der Industrie allgemein weit verbreitet ist.

Der 3D-Druck mit Roboterarmen scheint ein Trend zu sein, der über das Jahr 2023 hinaus Bestand haben wird. (Bild: Caracol)

Mit dem Aufkommen von Pellets haben wir auch die Popularität von Roboterarmen erlebt. Ursprünglich galten sie als Nische in der AM-Branche, doch in diesem Jahr bieten immer mehr Unternehmen Roboterarme und austauschbare Köpfe an, um noch mehr Flexibilität bei der Herstellung von Metall- und Kunststoffteilen (oder sogar Wolle!) zu bieten. Auch dafür gibt es einen einfachen Grund: die Erschwinglichkeit. Viele Roboterarmlösungen sind zwar etwas aufwändig, da sie selbst gebaut werden müssen, aber sie können zu einem wesentlich günstigeren Preis als andere Lösungen auf dem Markt mit einer Vielzahl verschiedener Materialien und AM-Verfahren z.B. FGM und DED kompatibel gemacht werden. Auch hier ist in den nächsten Jahren mit einem weiteren Wachstum zu rechnen.

Und damit sind unsere 3D-Druck-Trends für 2023 abgeschlossen. Von einem turbulenten Markt bis hin zu einem verstärkten Fokus auf Anwendungen und veränderten 3D-Druckverfahren – 2023 war ein denkwürdiges Jahr für die additive Fertigung. Im Jahr 2024 wird es besonders interessant sein zu sehen, wie KI und Robotik kombiniert werden können, um die Produktivität in der additiven Fertigung zu erhöhen; insbesondere in vertikalen Branchen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie.

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