Experteninterview: Ultimaker-Präsident John Kawola über die Zukunft des 3D-Drucks 

Seit seiner Gründung im Jahr 2011 hat sich Ultimaker zu einem der bekanntesten Namen im Desktop-3D-Druck entwickelt. Das Unternehmen wurde gegründet, um 3D-Druck für alle zugänglich zu machen. Es bietet eine Reihe von Open-Source-Desktop-3D-Druckern sowie Materialien und Software an. Und 2018 war für den Hersteller von Desktop-3D-Druckern ein ziemlich arbeitsreiches Jahr: Im April stellte Ultimaker seine neue S5-Maschine vor und kündigte die Allianz mit einigen der weltweit größten Materialunternehmen an.
 
Wir haben mit John Kawola, Präsident von Ultimaker Nordamerika, gesprochen, um mehr über Ultimakers Umstieg in den Unternehmenssektor, die wachsende Rolle des Desktop-3D-Drucks für die Fertigung und seine Überlegungen über Zukunft des 3D-Drucks zu erfahren.
 

Wie sind Sie zum ersten Mal zur additive Fertigung gekommen?

Ich bin seit langem in der additiven Fertigung tätig. Ich war einige Jahre Teil einer Firma namens Z Corporation, die vor etwa 20 Jahren gegründet wurde. Das Unternehmen wurde vor etwa sechs Jahren übernommen. Seit 2016 bin ich bei Ultimaker.
 
Nachdem ich schon so lange in der Branche tätig bin, denke ich of, dass der 3D-Druck drei verschiedene Wellen durchlaufen hat: Die erste Welle waren die 90er Jahre, in denen es um große, teure Geräte ging. Die 2000er Jahre können als die nächste Welle angesehen werden, in der die Maschinenpreise dann auf Zehntausende von Dollars sanken. 
 
Die letzten 10 Jahre können als Expansion in viele verschiedene Bereiche charakterisiert werden, von kostengünstigen 3D-Druckern über Metalle bis hin zu großen Unternehmen, die sich in diesem Bereich engagieren.
 

Ultimaker wurde in der Zeit des Konsumentenrummels um den 3D-Druck gegründet, als viele Desktop-Player auf den Markt kamen. Wo hat Ultimaker nach dem Platzen der Blase Erfolg gehabt, wo andere nicht Erfolg hatten? 

Ultimaker hat sich nie wirklich dem ganzen Konsumrummel zwischen 2012 und 2013 gestellt.
 
Das Unternehmen startete, wie viele Start-ups im Desktop-Bereich, mit ein paar Jungs, die Kits bauten. Aber der größte Teil unseres Fokus lag schon sehr früh auf den wahren Enthusiasten und Bastlern. Wir haben immer einen echten Unterschied zu dem Verbrauchermarkt gesehen, wo die Leute, die schon ziemlich Hardcore-Macher oder Bastler waren, bereits die nötige Ausrüstung zu Hause hatten. Und wir dachten, das wäre ein guter Markt für 3D-Druck. Der allgemeine Hype ging dahin, zu denken, dass jeder einen 3D-Drucker haben würde – ich denke, dass sich herausgestellt hat, dass dies nicht zutrifft, zumindest damals nicht und auch nicht heute.
 
Seitdem haben wir das Geschäft zu etwas weiterentwickelt, das im Jahr 2018 viel unternehmerischer und professioneller geworden ist. Während wir also immer noch an die Maker-Crowd und an das Bildungswesen verkaufen, bezieht sich die überwiegende Mehrheit unseres Geschäfts auf große Unternehmen. 
 

War es eine aktive Entscheidung von Ihrer Seite, sich dem Unternehmenssektor zuzuwenden, oder ist das einfach so passiert? 

Ein bisschen von beidem. Ein wichtiger Faktor für diesen Übergang ist, dass sich die Technologie weiter verbessert hat. Vor drei oder vier Jahren waren Desktop-3D-Drucker, einschließlich Ultimaker, für die meisten Unternehmen wahrscheinlich nicht gut genug. Sie waren nicht robust genug, zuverlässig genug oder beständig genug und die Auswahl an Materialien, die Sie verwenden konnten, war begrenzt.
 
Im Laufe der Zeit gab es eine Reihe von Entwicklungen: Die Drucker sind besser geworden, die Software hat sich verbessert und es gibt eine viel breitere Palette von Materialien. In gewisser Weise drangen diese Entwicklungen in das industrielle Umfeld ein, und große Unternehmen begannen, mit der Technologie Fuß zu fassen. 
 
Als wir sahen, dass diese 3D-Drucker im industriellen Umfeld wirklich rentabel sein könnten, entschieden wir uns, das Risiko einzugehen und davon zu profitieren.
 

Welche Rolle sehen Sie für Desktop-Systeme im industriellen Bereich? Gibt es eine entweder/oder Wahl zwischen Desktop- und größeren Industriemaschinen?

Auch hier ist es wahrscheinlich ein bisschen von beidem. Wenn es um Design und Prototyping geht, konkurriert Ultimaker mit einem Teil des Geschäfts, das zuvor von teureren 3D-Druckern bedient wurde, und kann diesen Markt möglicherweise ausschlachten. Wir sprechen von dem 50.000 bis 100.000 US-Dollar Markt. Dies liegt daran, dass die Desktop-Drucker jetzt viel günstiger, sicherer und benutzerfreundlicher sind. Die Idee, 3D-Drucker auf jedem Schreibtisch eines Ingenieurs oder beispielsweise zehn bis zwanzig Drucker für einen Raum von hundert Ingenieuren zu haben, ist jetzt realer geworden.
 
Immer mehr Ingenieure verwenden Desktop-Drucker für ihre alltäglichen Prototyping-Anforderungen. Früher, wenn ein Unternehmen 3D-Drucker verwendete, befanden sich diese in einem Raum, der etwas zentralisiert war und von einer Person verwaltet wurde. In diesem Zusammenhang beginnt der Desktop-Druck tatsächlich, einige der industriellen Anwendungen zu ersetzen. Aus diesem Grund entscheiden sich viele Industrieunternehmen dafür, sich nicht mehr auf Prototypen zu konzentrieren. Sie konzentrieren sich alle auf Produktion und Fertigung.
 
In anderen Bereichen, wie der Herstellung von Werkzeugen, Vorrichtungen und in einigen Fällen der Kleinserienfertigung, werden Desktop-Drucker zunehmend zu einer Alternative zu teureren Industriedruckern. Auf der FDM-Seite, wo Ultimaker mitspielt, werden wir eine Alternative zu dem sein, was in der Vergangenheit Stratasys war. Für Harzdrucker sehen Sie Formlabs, die ihre Drucker für Dentalprodukte anbieten, die früher nur von 3D Systems und EnvisionTec bedient wurden..
 
Jetzt sind wir an einem Stand angekommen, in der Desktop-Drucker, die vor einigen Jahren für viele dieser Anwendungen nicht gut genug waren, zunehmend für dieselben Anwendungen verwendet werden. 
 

Beobachten Sie, dass der Trend in Bezug auf Desktop-3D-Drucker, die besser werden und für noch mehr Anwendungen eingesetzt werden, weiter zunimmt?

Auf jedem Fall, und ich denke, es gibt da zwei Seiten, auf denen sich die Dinge verbessern. Die erste ist einfach die weitere Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit und des Arbeitsablaufs, von den Daten bis zum fertigen Teil. Das wird immer besser.  
 
Der zweite Punkt betrifft die Teilequalität in Bezug auf Materialeigenschaften, Genauigkeit, Oberflächengüte usw. In diesen beiden Bereichen hat sich der Desktop 3D-Druck ziemlich schnell verbessert.
 
Ein Schlüsselfaktor dafür ist, dass es in der Branche ein bestimmtes Element gibt, das für die Entwicklung und Verwendung von Fremdmaterialien offen ist. Andere Marktsegmente sind geschlossen, und einige Unternehmen entscheiden sich für eigene Materialien. Ultimaker hat sich für Offenheit entschieden. Dies bedeutet, dass wir die Vorteile einiger der größten Kunststoffunternehmen der Welt nutzen, die derzeit Materialien für den 3D-Druck entwickeln. Diese Entwicklung bei den Materialien hat in den letzten ein oder zwei Jahren definitiv zu einer Verbesserung beigetragen, und ich denke, dass dies auch in Zukunft so bleiben wird.
 

Ultimaker hat kürzlich Kooperationen mit mehreren Chemieunternehmen angekündigt. Was war die strategische Überlegung dahinter und wie sehen Sie diese Entwicklung für die Zukunft?

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein großer Automobilhersteller, ein Spielzeughersteller oder ein großer Geschäftsausrüster. Sie verwenden Plastik, was bedeutet, dass Sie buchstäblich jedes Jahr Plastik im Wert von Zehn oder Hunderten von Millionen Dollar kaufen. Viele dieser Endverbraucher haben den Wunsch, ihre Produktionsmaterialien mit ihren Prototypenmaterialien abzustimmen. Diese Kunden haben dann zu ihren Materiallieferanten gesagt: „Hey, wir kaufen diese Sorte ABS- oder Polycarbonat von Ihnen. Es wäre großartig, wenn Sie auch Filament herstellen könnten, es sollte aber ähnliche Eigenschaften aufweisen.” Ich denke, dies ist ein Grund, warum die Kunststoffhersteller in diesen Bereich eingezogen sind.
 
Wenn Sie die Anzahl der 3D-Druckteile für die Produktion in Kunststoff im Vergleich zur Anzahl der für die Produktion spritzgegossenen Teile berücksichtigen, liegt der Prozentsatz heute bei weniger als 1%. In Zukunft wird dies jedoch wahrscheinlich auf 5% oder 10% steigen. Ich denke, diese Kunststoffunternehmen werden in den kommenden Jahren dazu beitragen wollen.
 
Ein großer Teil der Motivation kommt daher von den Kunden, die diese Entwicklung sehen möchten, und den Kunststoffunternehmen, die am 3D-Druck teilnehmen und Teil einer Zukunft sein möchten, in der der 3D-Druck einen größeren Anteil an der Gesamtproduktion ausmacht. Und für einen Geräteentwickler und Anbieter wie Ultimaker bedeutet die Tatsache, dass wir dem offen gegenüber stehen, dass wir von dieser Dynamik frühzeitig profitieren können. 
 

Daher ist Materialinnovation ein wichtiger Bereich für den 3D-Druck? 

Ja. Letztendlich ist es für die meisten Menschen von Vorteil, dass ihr Prototyp so nah wie möglich am eigentlichen Endteil liegt, besonders wenn es 3D gedruckt werden soll und wenn es für die Produktion eingesetzt werden soll. Wenn also die Materialien übereinstimmen und die gleichen Arten von Chemikalien oder Harzen verwendet werden können, gibt es dort nicht nur einen Wohlfühlfaktor, sondern auch einen Wert für Technik, Zertifizierung und Klassifizierung.
 
In der Vergangenheit beschränkten sich die meisten 3D-Drucktechnologien auf eine Handvoll Materialien, hauptsächlich für das Prototyping. Und für das Prototyping waren die meisten Menschen mit nur einer Handvoll von Materialien zufrieden. Die größten Unternehmen in diesem Bereich, wie 3D Systems, EOS und Stratasys, hatten nicht Hunderte von Materialwissenschaftlern angestellt – sie verfügten nur über einige wenige und entwickelten Materialien für ihre einzelnen Plattformen. Aber wenn Sie den größeren Kunststoffunternehmen einen Anreiz bieten wollen, sich daran zu beteiligen, sollten sie all ihre kollektive Weisheit in den Markt einbringen, was meiner Meinung nach allen hilft.
 

Wechseln wir vom Material zur Hardware: Welche Vision stand hinter der S5-Maschine von Ultimaker und wie unterscheidet sie sich von anderen Maschinen auf dem Markt?

In den letzten Jahren wurden unsere Produkteinführungen so strukturiert, dass der allgemeine Markteintritt von Ultimaker Druckern und Desktop Druckern mehr dem professionelleren Markt entspricht. Bis 2016 hatten wir nur den Ultimaker 2+, der weder verbunden noch automatisiert war und nur eine einzige Extrusion aufwies. Ende 2016 haben wir den Ultimaker 3 herausgebracht, der eine Doppelextrusion ermöglichte und automatisierter war. 
 
Der S5, der seit einigen Monaten auf dem Markt ist, ist der nächste Schritt in dieser Entwicklung. Die Maschine ist größer, sodass sie eine größere Bandbreite an Teile Geometrien abdeckt, die von Menschen gewünscht werden, und ist robuster, wenn es darum geht, aggressivere Materialien wie Verbundwerkstoffe mit Glas- oder Kohlenstofffüllung zu verarbeiten. Er verfügt über mehr Automatisierung, besonders in Bezug auf die Vorderseite und den Bildschirm, sowie bestimmte Nivellierungsfunktionen, was die Verwendung für den Kunden noch einfacher macht.
 
Jeder Schritt, den wir unternommen haben, vom Ultimaker 2+ zum Ultimaker 3 und jetzt zum S5, war darauf ausgerichtet, die Bedürfnisse der Industrie- und Unternehmenskunden weiter zu erfüllen. 
 

Planen Sie in Zukunft weitere Produkteinführungen? 

Naja, der S5 ist noch ziemlich neu! Wir werden in diesem und im nächsten Jahr den größten Teil unserer Energie darauf verwenden, diese weiter auf den Markt zu bringen. 
 
Wir denken in zwei Schritten über unsere Produkt-Roadmap nach. Der erste besteht in der Entwicklung von Maschinen, die den Bereich Prototyping und Vorrichtungs- und Werkzeugmarkt sehr effektiv bedienen. Wir nennen das oft die Bodenständigkeit, was bedeutet, dass sie für den Arbeitsablauf und die Benutzerfreundlichkeit optimiert sind. Ausserdem haben wir dazu auch eine ziemlich große Auswahl an Materialien. Also passt diese Bezeichnung gut zu dem Ultimaker 3 und dem S5.
 
Die zweite Schritt konzentriert sich mehr auf den Industriemarkt. Heute verwenden die Leute den Ultimaker 3 und den S5 in Industrieumgebungen – also nehmen sie die Bodenständigkeit und verfestigen sie sozusagen weiter. Die Maschinen machen einen ziemlich guten Job in diesen Anwendungen. Wir sehen jedoch, dass wir Verbesserungen in Bezug auf Wiederholbarkeit, Konsistenz und eine noch breitere Palette von Materialien vornehmen müssen, wenn wir eine wirklich industrielle Plattform sein wollen. Das sind also die Entwicklungen, die Sie in den kommenden Monaten und Jahren von uns sehen werden. 
 

Was sehen Sie als die Kernherausforderungen, vor denen die Branche noch steht? 

Es gibt immer noch eine Bildungslücke in Bezug auf die Verwendung von AM, nicht nur bei Prototypen und Design, sondern insbesondere in der Produktion. Obwohl die Leute wirklich in die Produktion einsteigen möchten, gibt es eine gewisse Bildungslücke, da sich Additive von subtraktiven oder Spritzgussverfahren unterscheidet und sich im Laufe der Zeit immer noch weiterentwickelt.
 
Für das Prototyping ist die Benutzerfreundlichkeit das wichtigste, von dem wir glauben, dass es verbessert werden muss. Die Leute wollen einen 3D-Drucker genauso handhaben können wie einen Papierdrucker: Sie drücken einen Knopf, das Teil kommt heraus, sie nehmen es auf. Und sicherlich wollen sie auch das beste Teil, das sie bekommen können, aber sie sind möglicherweise weniger kritisch in Bezug auf die tatsächlichen Materialeigenschaften, die Genauigkeit, die Oberflächenbeschaffenheit und die Details. Was sie wollen, ist Benutzerfreundlichkeit, und wir glauben, dass es dort immer noch Herausforderungen gibt, vom Workflow bis zur Software.
 
Auf der anderen Seite, wenn Sie die Teile wirklich für die Produktion verwenden möchten, müssen diese Teile für die meisten Kunden in jeder Hinsicht so gut sein, wie sie es derzeit mit ihrem traditionellen Herstellungsverfahren sind. Sie müssen also genauso stark, glatt, genau und scharf sein, und sie müssen kostengünstig sein. 
 
Es gibt also immer noch eine Menge Herausforderungen in der Branche, bis man in der Lage sein wird, ein breiteres Spektrum von Anwendungsfällen abzudecken. Die größten Erfolge im 3D-Druck sind bislang in den Bereichen Zahntechnik, der hochwertigen Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Medizintechnik, die allesamt einmalige, hochwertige Märkte mit geringem Volumina sind. Wenn der 3D-Druck jedoch dahingehend erweitert werden soll, dass er dem Spritzguss oder anderen Prozessen einen bedeutenden Anteil nimmt, muss er wettbewerbsfähig sein. Und ich denke, dass die Industrie für die meisten Anwendungen noch nicht ganz so weit ist.
 

Wie sehen Sie die Entwicklung der additiven Fertigung in den nächsten fünf Jahren? 

Was wir sehen, sind Unternehmen, die bei null anfangen und ein Auge auf AM für die Produktion haben. Wenn Sie beispielsweise an HP und Carbon denken, haben beide Unternehmen sich und ihre Technologie so strukturiert, dass es um die Produktion geht, nicht um das Prototyping. Die Industrie sich hat die Maschinen, die Technologie und das Materialspektrum, das sie für das Prototyping verwendet haben, angeeignet und versucht, diese in die Produktion zu integrieren. Aber sehen Sie immer mehr neue Technologien, die für das Prototyping nicht geeignet sind, für die Produktion aber sehr sinnvoll sind.. Und ich denke, das ist ein großartiger erster Start.
 
Wir werden feststellen, dass die Materialpreise für Kunststoffe und Metalle sinken werden, wenn diese häufiger verwendet werden oder von einer größeren Anzahl etablierter Industrieunternehmen geliefert werden, und dann nur noch einen Bruchteil der heutigen Kosten betragen werden. Die heutige Realität im 3D-Druck ist, dass die Filament Kosten für eine FDM-Maschine ungefähr 50 US-Dollar pro Pfund betragen, während sie bei dem Spritzgießen 3 US-Dollar pro Pfund betragen. Das ist schon ein großer Unterschied. Mit der Zeit wird sich diese Lücke jedoch mit zunehmendem Wettbewerb, zunehmender Entwicklung und größerem Augenmerk auf die Produktion schließen.
 

Was steht als Nächstes für Ultimaker an?

Es gibt zwei nächste Schritte. Das Office-Erlebnis wird immer nahtloser, von der Software über den Druck bis zur Nachbearbeitung. Und hoffentlich mehr Standard in der Büroumgebung in Bezug auf Prototyping.
 
Der zweite Schritt ist die Entwicklung einer Reihe von Druckern, die ein höheres Maß an Kontrolle, eine höhere Reproduzierbarkeit und eine breitere Materialpalette aufweisen. Das wäre besser für die Produktion von Werkzeugen, Vorrichtungen und für die Herstellung von Teilen, die für den Endgebrauch geeignet sind.
 
Um mehr über Ultimaker zu erfahren, besuchen Sie: https://ultimaker.com/