Was bringt die Zukunft der additiven Metallfertigung?

Anfang des Jahres veröffentlichte das Marktforschungsunternehmen IDTechEx einen Bericht über die additive Fertigung von Metallen, in dem es den Wert des Marktes auf 18,5 Milliarden US-Dollar in den nächsten zehn Jahren schätzte und eine allmähliche Erholung des Marktes feststellte. Im Rahmen der Studie wurde eine Analyse der Zukunft des Marktes für die additive Fertigung von Metallen durchgeführt, indem die verschiedenen Verfahren verglichen wurden, um die Trends in der Branche und die zukünftigen Einnahmequellen zu verstehen. Pulverbettverfahren, Materialauftrag unter konzentrierter Energie (DED), Metalldrahtextrusion: Auf welche Technologie sollte man setzen? Wo liegt die Zukunft der additiven Metallfertigung?

Im Rahmen der von IDTechEx durchgeführten Studie wurden 14 3D-Druckverfahren analysiert und verglichen. Darunter befinden sich natürlich bekanntere Technologien wie Binder Jetting, DED, Extrusion (egal ob Granulat, Paste oder auch Draht), Laser-Pulverbettschmelzen, aber auch etwas weniger beliebte Verfahren wie die elektrochemische Abscheidung oder das Kaltgasspritzen. Für jedes Verfahren wurden Kriterien wie Druckvolumen, Genauigkeit, Preis der Maschine und des Materials sowie die erforderlichen Nachbehandlungsschritte verglichen, um die Stärken und Schwächen zu bewerten.

IDTechEx hat 14 3D-Metalldruckverfahren anhand bestimmter Kriterien verglichen (Bild: IDTechEx)

Aktuelle Markttrends

Wie bei vielen anderen Technologien sind der Preis und das Bauvolumen zwei wesentliche Faktoren, auf die die Nutzer besonders sensibel reagieren. Fangen wir mit dem ersten an: wie Sie wahrscheinlich wissen, ist Metallpulver teuer, insbesondere wenn es sich um ein einheitliches Pulver handelt. Dies ist eine hohe Eintrittsbarriere für viele Unternehmen, die sich daher nicht auf Pulververfahren verlegen werden, obwohl es auf dem heutigen Markt sehr viele davon gibt. Hier zeichnet sich ein Trend ab: die Entwicklung von Extrusionstechnologien, insbesondere das Aufbringen von Metalldrähten – oder Stäben – und Granulaten. Man denke zum Beispiel an Hersteller wie Meltio, die schnell eine Maschine entwickelt haben, die zwei Arten von Rohstoffen kombiniert, um die Kosten für ein 3D-Druckteil zu senken. Immer mehr FDM/FFF-Spezialisten haben Extruder vorgestellt, die auch metallische Materialien verarbeiten können.

Natürlich gibt es auch Verfahren, die historisch bedingt auf einem anderen Rohstoff als Metallpulver basieren – man denke zum Beispiel an DED, aber auch an das Binden von Sandpulver. Der Hauptnachteil dieser beiden Technologien ist der Einstiegspreis der Maschinen auf dem Markt. Wenn Sie sich übrigens die Vergleichstabelle von IDTechX ansehen, werden Sie feststellen, dass dies die teuersten 3D-Drucker sind. Ein Nutzer, der nach einer günstigeren Lösung sucht, wird daher eher zu einer Extrusionslösung tendieren.

Wenn man sich nun das Bauvolumen ansieht, stellt man fest, dass der Markt für additive Metallfertigung eine große Bandbreite an Größen bietet. Die Anwender können sowohl kleinere Teile mit Laserschmelzanlagen als auch große Bauteile mit Verfahren wie dem Kaltgasspritzen konstruieren. Der Trend ist also ermutigend, die Anwender würden nicht durch das derzeit angebotene Volumen gebremst werden. Folglich könnten sie das Feld der möglichen Anwendungen erweitern und somit den Einsatz des 3D-Metalldrucks erhöhen.

Mit den derzeitigen Lösungen können mehr oder weniger große Teile entworfen werden (Bild: 3D Systems)

Wie sieht die Zukunft der additiven Metallfertigung aus?

Es scheint also, dass ein 3D-Metalldrucker, der einen relativ niedrigen Einstiegspreis (oder sogar niedrigere Rohstoffkosten) mit einem großen Bauvolumen kombiniert, für Aufsehen sorgen würde. Achtung: wenn wir über den Preis der Maschine sprechen, meinen wir hier 500.000 US-Dollar. Tatsächlich erreichen Lösungen, die heute ein großes Druckvolumen bieten, Preise von mehreren Millionen Euro. Hinzu kommen die Schlüsseleigenschaften eines 3D-Metalldruckers, nämlich die Oberflächengüte und die Zugfestigkeit: die Nutzer wollen eine Lösung, mit der sie hochwertige Teile konstruieren können, die den meist hohen Anforderungen gerecht werden.

Schließlich zeigt der IDTechX-Bericht, dass ein Gleichgewicht zwischen der Herstellungsgeschwindigkeit und der Auflösung gefunden werden muss. Die heutigen Technologien opfern oft eines der beiden – in der Regel wird man eine gute Oberflächenbeschaffenheit auf Kosten eines hohen Materialdurchsatzes bevorzugen. Was wäre, wenn man beide Verfahren kombinieren könnte? Wenn einige Polymerverfahren dies geschafft haben, wie die CLIP-Technologie von Carbon oder das cDLM von EnvisonTec, warum dann nicht auch die additive Fertigung mit Metall? Das ist es also, was wir in den nächsten Jahren beobachten müssen: die Kombination von Geschwindigkeit und Auflösung auf dem Weg zur Herstellung von Fertigteilen in großen Stückzahlen. Wir werden auf jeden Fall sehr aufmerksam sein! In der Zwischenzeit finden Sie die gesamte Studie HIER.

Wie sehen Sie die Zukunft der additiven Metallfertigung? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie uns Ihre Meinung auf Facebook, Twitter,  LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

*Titelbildnachweis: Lasercutting