Experteninterview: Scott Dunham, Vize Präsident Research bei SmarTech Analysis, über die wichtigsten Trends in der Branche der additiven Fertigung [Erster Teil]

Lesen Sie hier den zweiten Teil unseres Interviews mit Scott Dunham.

Da sich die Branche der additiven Fertigung rasant entwickelt, ist es von entscheidender Bedeutung, über die neuesten Daten und Einblicke in den Markt zu verfügen. SmarTech Analysis ist ein führendes Marktforschungsunternehmen, das Branchenanalysen und Marktprognosen speziell für die additive Fertigungsindustrie anbietet. Die Forschungsergebnisse, Prognosen und Berichte des Unternehmens liefern wertvolle Erkenntnisse für Unternehmen, die Lösungen für das gesamte AM-Spektrum anbieten, von Hardware und Materialien bis hin zu Software und Dienstleistungen.
 
Wir hatten das Glück, mit Scott Dunham, dem Vize Präsident von Research bei SmarTech, über die neuesten Trends in der additiven Fertigung zu sprechen, einschließlich der aufstrebenden Industrien, die Zukunft des Dienstleistungsmarktes und die globalen Aussichten für die AM-Industrie.
 

Können Sie mir etwas über Ihren Hintergrund erzählen und darüber, wie Sie zur additiven Fertigung gekommen sind?

Ich bin seit siebeneinhalb Jahren professionell in der additiven Fertigung tätig.
 
Während meiner Arbeit für ein auf zweidimensionale Drucktechnologien spezialisiertes Marktforschungsunternehmen interessierte ich mich für 3D-Druck. Der Markt war ziemlich ausgereift, so dass das Unternehmen versuchte, seine Abdeckung auf andere Bereiche auszudehnen, von denen es glaubte, dass diese damit zusammenhängen.
 
Zu dieser Zeit begann ich mich mit 3D-Drucktechnologien zu befassen, um mögliche Ähnlichkeiten festzustellen. Letztendlich wurde ich Freiberufler und schloss mich dem Präsidenten von SmarTech Analysis an.
 
Zu dieser Zeit hatte der Präsident von SmarTech Analysis die Idee, ein spezielles Marktanalyseunternehmen für den 3D-Druck zu gründen. Wir haben SmarTech offiziell Ende 2013 gestartet, aber es existierte zu diesem Zeitpunkt bereits seit ungefähr einem Jahr in einem frühen Startmodus.
 
Seitdem war es wirklich aufregend zu beobachten, wie die Branche im Laufe der Jahre wuchs und sich entwickelte.
 

Können Sie mir etwas genauer über Ihre Arbeit bei SmarTech erzählen?

Absolut. Als Vize Präsident von Research beaufsichtige, leite und verwalte ich alle Forschungsinitiativen, an denen SmarTech beteiligt ist.
 
Der größte Teil des Marktes kennt SmarTech durch die von uns veröffentlichten Berichte, die als syndizierte Marktforschungsstudien bezeichnet werden. Aber das ist noch nicht alles, was wir tun.
 
Beispielsweise engagieren wir uns zunehmend innerhalb der kooperativen Beratung für Unternehmen der Branche. Wir hatten das Glück, mit den meisten, wenn nicht allen führenden Unternehmen der Branche zusammenzuarbeiten. Ich engagiere mich sehr, diese Beratungen zu überwachen und durchzuführen sowie die entsprechende Forschungsmethodik zu entwerfen, um die unterschiedlichen Ziele unserer Kunden zu erreichen.
 
In der Regel bietet SmarTech eine Form der Chancenanalyse und der damit verbundenen Beratung an. Wir haben hier keinen technischen Hintergrund, was bedeutet, dass wir nicht dazu beitragen, neue Drucktechnologien auf technischer Ebene zu entwickeln. Stattdessen unterstützen wir Unternehmen dabei, Marktchancen zu definieren, Marktstrategien entsprechend festzulegen und einen detaillierten Blick auf die wahren Details der Geschäftsseite der Branche zu werfen, um herauszufinden, wie die Dinge funktionieren. Wir präsentieren diese Informationen auf logische, oft visuelle, quantitative Weise.
 
Wir bieten auch Beratungsdienste an, bei denen wir vierteljährliches Marktwachstum oder Tracking-Daten für normalerweise größere Unternehmen anbieten, die ein berechtigtes Interesse daran haben, fortlaufende Informationen aus der Branche zu erhalten.
 
Ich verfasse und beaufsichtige weiterhin einige unserer umfangreicheren Berichtstitel, in denen wir versuchen, die verschiedenen Marktbereiche zu quantifizieren und die immer beliebter werdenden Prognosen und Vorausschauungen zu den Einnahmen zu veröffentlichen, die aus verschiedenen Bereichen der 3D-Druckbranche generiert werden.
 

Wie hat sich die Branche der additiven Fertigung im Laufe der Jahre verändert?

Es gibt definitiv Elemente, die sich geändert haben, und Dinge, die gleich geblieben sind.
 
Zum Beispiel das Thema des industriellen 3D-Drucks für die Fertigung – alles, was die Branche außerhalb der Rapid-Prototyping-Blase bewegen könnte -, darüber wurde bereits vor sieben Jahren gesprochen.
 
Die Druckprozesse bleiben auf technischer Ebene weitgehend gleich. Was sich in dieser Zeit wirklich geändert hat, sind die Dinge, die es Unternehmen ermöglichen, 3D-Druck auf niedrigem Niveau für die Produktion und nicht nur für die Modellierung und das Prototyping zu verwenden.
 
Dazu gehören Workflow-Automatisierungssoftware und alle anderen Softwareelemente, insbesondere auf der Nachbearbeitungsseite, die einen großen Sprung nach vorne gemacht haben. Die Fortschritte in diesen Bereichen tragen dazu bei, die Herausforderungen zu meistern, denen Unternehmen mit weitgehend denselben Technologien, jedoch mit unterschiedlichen Zielen gegenüberstehen.
 
Diese Bereiche werden zu Hochkostenzentren, wenn ein Unternehmen versucht, eine Skalierung vorzunehmen. Und dann bricht In diesen Bereichen die Massenproduktion zusammen. Sie müssen diese wirklich verwalten und den Aufwand vor und nach der Verarbeitung reduzieren.
 
Wir beginnen interessante Änderungen in der Architektur bestimmter Maschinen zu bemerken. Die Maschinenarchitektur beginnt sich zu ändern, um fertigungsbedingte Ziele zu unterstützen.
 
Nehmen wir als Beispiel Metallpulverschmelzsysteme. Wenn Sie sich ansehen, was vor sieben Jahren für die Herstellung vermarktet und verkauft wurde, werden Sie feststellen, dass es sich um Maschinen im Laborstil handelte, bei denen Sie das Pulver manuell in die Maschine einfüllen und die Maschine abkühlen lassen mussten, bevor Sie das gedruckte Teil aus dem restlichen Pulver herausnehmen konnten. Bevor Sie einen anderen Job starten konnten, mussten Sie die Maschine mit Pulver nachfüllen und so weiter.
 
Offensichtlich ist das ein ziemlich ineffizienter Prozess. Um die Gesamtproduktivität zu steigern und damit die Kosten für einzelne Teile zu senken, ist es heutzutage üblich, eine Maschinenarchitektur zu verwenden, in der Sie Material- und Laserbearbeitungsstationen individualisieren können. Mit dieser Maschinenarchitektur ziehen Sie das Material heraus, legen eine neue, vorbereitete Materialstation in das Druckmodul ein und drucken weiter, während Sie das Teil aus dem Pulver holen und nachbearbeiten.
 
Dieser Ansatz ermöglicht Ihnen einen viel kontinuierlicheren Betriebszyklus. Es sind also immer noch dieselben Prozesse. Sie werden hier und da schrittweise verfeinert, aber die wahren Dinge, die sich ändern, sind die anderen Bereiche, die die Prozesse unterstützen.
 

Wir hören oft von 3D-Drucken in Schlüsselindustrien wie Medizin sowie Luft- und Raumfahrt. Gibt es andere Branchen, in denen die Technologie zunehmend eingesetzt wird?

Luft- und Raumfahrt und Medizin sind die etabliertesten Branchen für die Einführung des 3D-Drucks. Die Wachstumsraten in diesen Branchen sind heutzutage jedoch geringer, wenn Faktoren wie die jährliche Wachstumsrate der Menge an Hardware, die an eine bestimmte Branche verkauft wird, berücksichtigt werden.
 
Das liegt daran, dass diese Branchen in der Vergangenheit etablierter waren und einfach nicht mehr im selben Tempo wachsen oder mit der Zeit ansteigen werden.
 
In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin ist noch viel Wachstum zu verzeichnen. Aber wenn man betrachtet, was am schnellsten wächst und was schnell im Kommen ist und man mit der Luft- und Raumfahrt oder der Medizin gleichstellen könnte, ist die Automobilindustrie definitiv im Gespräch.
 
Wir sollten auch die verschiedenen Bereiche der Konsumgüterindustrie sowie der kollektiven Energiewirtschaft wie z.B. Nuklearindustrie und Öl- und Gasindustrie im Auge behalten.
 
Konsumgüter sind ein sehr breiter Markt und es gibt viele wirklich interessante Anwendungsfälle von Unternehmen wie Carbon, Desktop Metal und sogar von etablierten Unternehmen wie EOS und 3D Systems.
 
Wir sprechen nicht von riesigen, hunderttausend Teilen pro Jahr. Was wir jedoch sehen, ist, dass diese Anwendungen, die früher als viel Randbereiche betrachtet wurden, unter dem Gesichtspunkt untersucht werden, wie der 3D-Druck über die Modellierung, das Prototyping und die Produktentwicklung hinaus in die Fertigung integriert werden kann.
 
Carbon hat eine großartige Fallstudie mit Vitamix, einem Hersteller von Mischgeräten. Mixer sind eine relativ banale Art von Konsumgütern, haben aber ein wirklich großes Potenzial in Bezug auf das Volumen.
 
Dieses spezielle Unternehmen sieht eine hohe Rentabilität, nur weil es einige Teile eines seiner Produkte seiner beliebtesten Produktlinien überarbeitet hat.
 
Solche Dinge werden in Zukunft das Wachstum der Technologie in dieser Branche vorantreiben. In den Bereichen Medizin und Luft- und Raumfahrt ist noch viel Raum für Wachstum, aber in einigen anderen Bereichen wie z. B. Verbraucherprodukten ist das Potential wesentlich höher.
 

Gibt es Beispiele für Nischenbereiche, in denen der 3D-Druck noch eine transformative Rolle spielen kann?

Öl und Gas sind definitiv eine davon. Elektronik eine andere. Es gibt viele additive Verfahren, die ausschließlich für elektronische Anwendungen eingesetzt werden. Wir betrachten diese fast als einen separaten Bereich des additiven Bildes. Technisch gesehen sind sie additiv, aber in vielerlei Hinsicht spricht man von der Ablagerung von wirklich kleinen Materialmengen und immer noch in zweieinhalb statt dreidimensionalen Dimensionen. Aber das soll nicht mindern, was dort los ist.
 
Natürlich gibt es Bereiche der Unterhaltungselektronik, die nicht nur Leiterplatten sind. Es gibt spritzgegossene Teile, die in die Unterhaltungselektronik integriert sind und sich hervorragend für 3D-Drucktechnologien eignen. Elektronik ist also sicherlich ein Bereich, den wir genau beobachten.
 
Eine Sache, die mich wirklich interessiert und die meines Erachtens ein hervorragender Indikator für das Potenzial zur Übernahme in vielen Märkten ist, ist, dass die Hersteller von 3D-Druckern selbst die Technologien verwenden, um Teile für ihre Hardware oder andere Anwendungen herzustellen.
 
HP war in dieser Hinsicht sehr offen und druckte hauptsächlich Teile, die in seine Multi Jet Fusion-Drucker eingebaut werden sollten. Renishaw stellt einen Teil seines optischen Kontrollsystems aus Metallteilen her, die für Additive umgestaltet wurden.
 
Wenn Sie es aus dieser Perspektive betrachten, ist das eine großartige Methode, um Ihr Geld dorthin anzulegen, wo Ihr Mund ist. Diese Maschinen werden möglicherweise nicht in großen Stückzahlen verkauft – wir sprechen von mehreren hundert oder vielleicht bis zu 1000 Maschinen pro Jahr -, aber dies führt bereits zu einigen ernsthaften Produktionsmengen auf der Teileebene.
 
Wenn sie gewillt sind, ihren Technologien für diese Anwendungen zu vertrauen, ist dies eine großartige Fallstudie, die Sie mit anderen Industrieherstellern besprechen sollten: „Sehen Sie, wir machen dies bereits mit unseren eigenen Produkten, also solten Sie sich nicht davon abhalten lassen, die Möglichkeiten selbst zu untersuchen.“
 
3D-Druckteile für 3D-Drucker starteten vor vielen Jahren erstmals im kostengünstigen Desktop-Bereich, mit dem RepRap-Projekt. Es ist besonders aufregend zu sehen, wie es jetzt viel ernsthafter und von einer Reihe verschiedener Hersteller auf industrielles Niveau gebracht wird.
 

Kürzlich hat SmarTech einen Bericht über den Dentalmarkt veröffentlicht. Können Sie unseren Lesern einige der wichtigsten Ergebnisse dieses Berichts mitteilen?

 
Natürlich, gerne. Wenn Sie diesen Markt über einen längeren Zeitraum verfolgt haben, haben Sie möglicherweise festgestellt, dass das Marketing für den 3D-Druck in der Zahnmedizin in den letzten Jahren erheblich zugenommen hat.
 
Der Dentalmarkt ist für viele Technologieentwickler im Bereich 3D-Druck zu einem ernsthaften Ziel geworden. So gesehen, ist die Zahnmedizin verglichen mit einigen anderen Bereichen, keine so große globale Chance, denen der 3D-Druck nachgeht. Warum sind alle so aufgeregt oder konzentrieren ihre Marketingbemühungen und ihre Lösungsentwicklung auf die Zahnmedizin?
 
Der Grund ist das Potenzial, die gesamte Produktionskapazität der Branche gegenüber herkömmlichen manuellen, analogen oder subtraktiven Digitaltechnologien auf Additive umzustellen.
 
Es gibt nicht sehr viele Branchen, über die man so etwas sagen kann. Alle reden gern über die Hörgeräteindustrie und wie nahezu 100% aller Hörgeräte jetzt in 3D gedruckt werden. Aber das ist eigentlich eine fehlerhafte Fallstudie.
 
Der ganze Fall von „Alle Hörgeräte sind 3D-gedruckt“ trifft überhaupt nicht zu. Sie wurden es zwar für kurze Zeit, in einer Zeit, in der sich die Industrie sehr auf die Herstellung von kundenspezifischen Produkten konzentrierte. In den letzten Jahren haben Hörgerätehersteller aus einer Reihe von Gründen keine weiteren kundenspezifische Produkte eingeführt. Und es gibt kein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis maßgeschneiderte Hörgeräteschalen zu drucken.
 
Die Zahnheilkunde ist größer als die Hörgeräteindustrie. In der Zahnheilkunde könnte man theoretisch 80% der Produktionsmittel in eine additive Technologie umwandeln, und davon gibt es dann kein Zurück. Ich denke, diese wird in vielen Fällen die Frästechnologien übertreffen und der Anwendungsfall für Frästechnologien wird sich mit der Zeit erheblich verringern.
 
Die Nachfrage nach digitalen Prozessen ist in der Zahnmedizin insgesamt bereits sehr groß, unabhängig davon, ob sie additiv oder subtraktiv sind. Es besteht die Notwendigkeit, einen manuellen, sehr fachkundigen und kompetenzorientierten Produktionsprozess in einen digitalen, wiederholbaren Prozess umzuwandeln, der all die Vorteile bietet, die digitale Prozesse bieten.
 
Es gibt bereits einen guten Bedarf und es wächst ziemlich schnell. Zwar nicht überall auf der Welt, sondern vor allem in den USA, auf den westeuropäischen Märkten und sogar in Asien.
 
Auf der anderen Seite haben Sie ein zunehmend überzeugendes Wertversprechen für den Einsatz von 3D-Druckern, die in der Lage sind, ein wirklich breites Spektrum von Dentalgeräten und Restaurationen mit mehr oder weniger nur einer Materialänderung zu drucken. So können Sie mit nur einer Anlage und mit deutlich weniger Materialverschwendung produzieren.
 
Fräsmaschinen bieten auf jeden Fall eine wirklich gute Lösung, aber sie haben auch ihre Einschränkungen, wenn es darum geht, die tatsächlichen Anpassungsbedürfnisse für Dinge zu erfüllen, die einem in den Mund kommen. Additiv wächst wirklich aufgrund solcher Faktoren.
 
Das wird es wirklich zur nächsten Ebene und dann zu dem Punkt kommen, an dem die gesamte Branche auf additive oder die nächste Generation von dentalen 3D-Drucktechnologien umgestellt wird, die gerade erst auf den Markt kommen.
 
Insbesondere bei 3D-Druckern von 3D-Systemen, Carbon und EnvisionTech. Alle von ihnen verwenden Fotopolymerisationstechniken; Die meisten Leute nennen es Stereolithographie (SLA) oder Drucken auf Harzbasis.
 
Diese Unternehmen haben jetzt schichtlose und kontinuierliche Druckverfahren unter Verwendung von Harzmaterialien. Wir haben dabei ziemlich schnell gesehen, dass der Fotopolymerisations-3D-Druck in die Lage versetzt wurde, die meisten, wenn nicht sogar alle Dentalmaterialien zu verwenden, mit denen die Menschen in der Branche vertraut sind.
 
Diese Prozesse in der Dentalindustrie bieten viele Vorteile, von hoher Produktivität bis hin zu einer wirklich einmaligen Zahnheilkunde. Sie könnten in wenigen Minuten eine chirurgische Anleitung oder sogar eine provisorische Restauration ausdrucken und ein paar Minuten für die Nachbearbeitung ausgeben.
 
Diese Technologien können dazu beitragen, dass die gewohnte Nachbearbeitung in der Dentalbranche entfällt, obwohl sie die Produktivität verlangsamt und Probleme bei der Verwendung vor Ort mit sich bringt. Diese Technologien der nächsten Generation können jedoch auch diese Anforderungen erheblich reduzieren. Das wird wirklich eine große Rolle bei der Umstellung auf rein additive Produktionsmittel in der Zahnheilkunde spielen.
 

Wie sieht der AM-Markt in nichteuropäischen und nichtamerikanischen Gebieten aus? Ist die Adoptionsrate sehr unterschiedlich?

Es gibt eine großartige langfristige Perspektive. Asien ist in bestimmten Bereichen bereits recht weit fortgeschritten. Aus quantitativer Sicht gesehen, wie wir dies bei SmarTech tun, bietet Asien bereits eine große Chance. Aber es gibt auch noch viel ungenutztes Potenzial.
 
Wenn Sie jedoch in den Nahen Osten, nach Afrika oder Südamerika vordringen, liegt die Akzeptanz viel weiter hinten und auf einem niedrigeren Niveau. Was in diese Bereiche durchdrungen hat, sind die kostengünstigeren Maschinen. In Bezug auf die Einführung von einer Region zur anderen tendiert die Additive dazu, dort unterschiedlichen Trends zu folgen.
 
Insgesamt ist die tatsächliche Konzentration der Branche jedoch auf Nordamerika, Europa und Asien verteilt. Viele Menschen glauben, dass Asien ein aufstrebender Markt ist der zwar noch etwas zurückliegt, aber es gibt ein schnelles Wachstum und ein viel, großes Potenzial.
 
Das heißt, dass es gibt viele Unternehmen gibt, die sich speziell auf China und Japan konzentrieren und die nicht unbedingt einen großen Einfluss auf die globale Dimension haben. Aber in dieser Region passiert viel mehr, als die Menschen im Westen merken, wenn sie einen kurzen Blick auf die Geschehnisse werfen.
 
Es gibt viele Druckerfirmen, die versuchen, diese Chance zu nutzen. Aber es gibt auch eine wachsende Präsenz von Dienstleistern in diesem Bereich, die den 3D-Druck weiterentwickeln. Rapid Prototyping ist seit langem in Asien präsent.
 
Zunehmend bauen die nordamerikanischen und europäischen AM-Unternehmen ernsthafte Service-Beziehungen in Asien auf. Sie sind aus verschiedenen Gründen definitiv stark auf diesen Bereich fokussiert, um zukünftiges Wachstum zu erzielen. Diese Unternehmen konzentrieren sich auf die ausgelagerte Fertigung, die bereits Teil der Branche ist. Standort ist definitiv einer der Gründe.
 
Weitere Informationen zu SmarTech Analysis finden Sie unter: https://www.smartechanalysis.com/