AM Weltweit: Wie ausgereift ist 3D-Druck im asiatisch-pazifischen Raum?

Lesen Sie sich Teil 1 der AM Weltweit Serie, in der die Einführung des 3D-Drucks in Nordamerika und Europa untersucht wird.
 
Der asiatisch-pazifische Raum (APAC) entwickelt sich zum am schnellsten heranwachsenden 3D-Druckmarkt. Es wird erwartet, dass die Region in den nächsten 5 Jahren mit 18% das höchste Wachstum verzeichnen und 3,6 Milliarden US-Dollar für den 3D-Druck ausgeben wird.
 
Bis vor kurzem stand die Region im Vergleich zu Nordamerika und Europa bei der Einführung des 3D-Drucks zurück. Das wachsende Interesse der APAC-Produktionsunternehmen und die Einführung zahlreicher staatlicher Strategien und Strategien haben jedoch mehreren Ländern in der Region geholfen, ein nachhaltiges AM-Ökosystem zu schaffen.

Im Folgenden sehen Sie, wie der 3D-Druck in China, Südkorea, Singapur und Australien eingeführt und unterstützt wird.
 

3D-Druck im “Manufacturing Powerhouse” der Welt

Im Rampenlicht: China

 
China ist vielleicht die treibende Kraft hinter dem Wachstum des 3D-Drucks in Asien, besonderes angesichts der enormen Unterstützung der Regierung für die Förderung der Branche. Der chinesische 3D-Druckmarkt wurde im Jahr 2018 auf 1,8 Milliarden US-Dollar geschätzt. Derzeit ist er der drittgrößte 3D-Druckmarkt nach den USA und Westeuropa.

Im Jahr 2017 veröffentlichte die chinesische Regierung einen „Aktionsplan zur Entwicklung der additiven Fertigungsindustrie“. Dieser sieht vor dass die nationale AM-Branche bis 2020 einen Wert von 3 Milliarden US-Dollar erreicht.
 
Der Aktionsplan, der Teil der strategischen Roadmap „Made in China 2025“ für das verarbeitende Gewerbe ist, umreißt langfristige Ambitionen und Entwicklungsziele, die China zu einer der führenden 3D-Drucknationen machen sollen. Ein Höhepunkt des Plans ist die Einführung von über 100 AM-Pilotprojekten in 10 Schlüsselindustrien, darunter Medizin, Kultur, Bildung und Bereiche des Internets.
 
Um diese Ziele zu erreichen, fördert China vielversprechende AM-Unternehmen, unterstützt die Standardisierung für die chinesische AM-Industrie und investiert in die Entwicklung von Mitarbeitern im Bereich des 3D-Drucks. So gründete China kürzlich das erste 3D Printing College der Welt, das Baiyun-Winbo 3D Printing Technology College in Guangzhou.
 
Des Weiteren plant das Land die Installation von 3D-Druckern in 400.000 Grundschulen. Initiativen wie diese werden der chinesischen Gesellschaft langfristig zugute kommen, da die Menschen bereits in jungen Jahren in der 3D-Technologie ausgebildet und qualifiziert werden.
 

AM Technologien in China

 
Es wird geschätzt, dass 48% der aktuellen 3D-Druckumsätze in China mit 3D-Druckern erzielt werden (im Vergleich zu 37% in Europa oder 33% in den USA). Diese Zahl zeigt, dass es im Land eine starke Nachfrage nach 3D-Druckhardware besteht
 
Einer der wichtigsten Bereiche, in denen in China ein schnelles Wachstum zu verzeichnen ist, ist der Metall-3D-Druck, wobei Bright Laser Technologies und Shining 3D metalllaserbasierte 3D-Drucker entwickeln. Shining 3D hat zum Beispiel kürzlich seine AM-Produktlinie um den 3D-Drucker EP-M150 erweitert. Der neue SLM 3D-Drucker eignet sich für kleine Metall-3D-Druckanwendungen, beispielsweise für Zahnkronen. Mit dem Drucker sollen 500 Kronen mit nur 1 kg Metallpulver hergestellt werden können.
 
Der Anstieg der chinesischen AM-Maschinen machte sich insbesondere auf der TCT Asia 2018 bemerkbar, einer der größten AM-Messen in China. Das TCT Magazin berichtet, dass es bis zu 38 Metall-3D-Drucker aller Größen und Formen gibt, die von chinesischen Unternehmen entwickelt und hergestellt wurden.
 
Laut Graham Tromans, Sprecher und Branchenexperte von TCT Asia, wird Metall-AM im Vergleich zu Kunststoff-Prozessen in China eher als ein Herstellungsprozess angesehen. Die Automobil- und Luftfahrtbranche sind für Chinas verarbeitende Wirtschaft von größter Bedeutung. Aus diesem Grund entwickeln viele Unternehmen Metallmaschinen.
 
Unternehmen wie UnionTech (einem der größten chinesischen Hersteller von SLA-3D-Druckern), INTAMSYS und Farsoon Technologies bieten auch eine große Auswahl an Polymer-3D-Druckern an.
 

Branchen, die den 3D-Druck einsetzen

 
Laut einem aktuellen EY-Bericht haben 78% der befragten chinesischen Unternehmen bereits 2019 den 3D-Druck eingeführt.
 
Diese hohen Raten lassen sich mit der wachsenden Nachfrage nach einer intelligenteren und effizienteren Produktion erklären. Der 3D-Druck ist die Technologie, die Unternehmen implementieren, um diesen Bedarf zu decken.
 
Ein Beispiel hierfür ist der chinesische Automobilsektor. Pix Moving, ein Neustart-Unternehmen im Automobilbereich in der Provinz Guizhou, entwickelt selbststeuernde Autos, indem es 3D-Druck und generative Designtechniken kombiniert.
 
Das Unternehmen verwendet hauptsächlich die WAAM-Technologie (Wire Arc Additive Manufacturing) um Fahrzeugchassis in 3D-Druck herzustellen, die weniger Teile enthalten und daher viel weniger wiegen. Ein Erfolg diese Autos sicher und zukunftsfähig zu machen, würde Pix zu einem der Weltpioniere machen.
 
Ein weiterer chinesischer Sektor, der durch den 3D-Druck revolutioniert wird, ist das Baugewerbe. Die Firma WinSun ist derzeit in China führend im 3D-Druck von Konstruktionen. Der 10 Meter breite und 6,6 Meter hohe 3D-Drucker von WinSun verwendet ein spezielles Material aus Zement, Sand und Fasern, das mit einem proprietären Additiv gemischt ist. Die Technologie wird in einer der Vorfertigungsphasen verwendet, um die Wände im Werk zu drucken und dann vor Ort zu montieren.
 
WinSun sorgte erstmals in 2014 für Furore: 10 Häuser wurden aus recyceltem Baumaterial gedruckt und in Suzhou zusammengebaut. Derzeit arbeitet das Unternehmen am 3D-Druck des weltweit größten Gebäudekomplexes, der voraussichtlich Ende dieses Jahres in Shanghai vorgestellt wird.
 
In der chinesischen Gesundheitsbranche profitieren die großen Krankenhäuser bereits von 3D-gedruckten Organmodellen, mit denen sich Chirurgen auf komplexe Operationen vorbereiten.
 
Darüber hinaus verwenden mehrere Krankenhäuser in China seit vielen Jahren 3D-Druckimplantate in der klinischen Praxis. Beispielsweise haben Chirurgen am Zweiten Krankenhaus der Shandong-Universität 2018 ein Unterkieferimplantat für einen jungen Patienten in 3D gedruckt.
 
Darüber hinaus haben das Dritte Krankenhaus der Peking-Universität, das Tangdu-Krankenhaus der Militärmedizin der Luftwaffe, das Orthopädische Krankenhaus der Provinz Guangdong und andere untergeordnete Krankenhäuser orthopädische Implantate die mit 3D-Druck hergestellt wurden, bei der Behandlung komplexer orthopädischer Erkrankungen eingesetzt.
 
Angesichts der hohen Akzeptanzrate und des zunehmenden Engagements der Regierung tritt der 3D-Druck in China in eine goldene Phase ein. Als zukünftiger Marktführer im 3D-Druck ist China gut positioniert, um diesen Titel in naher Zukunft in Anspruch nehmen zu können.
 

Im Rampenlicht: Süd-Korea

 
Südkorea konzentriert sich auch stark auf das Wachstum des 3D-Drucks. Trotz der, im Vergleich zu anderen fortgeschrittenen Ländern, relativ späten Einführung der Technologie, streben koreanische Unternehmen nun an, in diesem sich schnell entwickelnden Sektor auf dem neuesten Stand zu bleiben.
 
Um mit den Innovationen im 3D-Druck Schritt zu halten, leistet die koreanische Regierung nationale Unterstützung. Im Jahr 2014 wurde eine 3D-Druck-Roadmap für F & E erstellt. Dieser Plan zielt darauf ab, die bestehende Branche mit einem integrierten Ökosystem zu unterstützen, mit dem die Betreiber die 3D-Drucktechnologie einfach nutzen und sich mit ihr verbinden können. Zentral- und Kommunalverwaltungen haben landesweit acht Regionalzentren für 3D-Druck eingerichtet, um 3D-Druck Infrastrukturen und Beratungsdienste bereitzustellen.
 

Das Gesundheitswesen ist führend bei der Einführung von AM

 
Vor allem aufgrund der starken staatlichen Unterstützung hat der medizinische Sektor eine führende Rolle bei der Einführung und Implementierung des 3D-Drucks in Korea übernommen.
 
Unter den 10 hauptsächlichen Bereichen der Regierung, die in der 3D-Druck-Roadmap aufgeführt sind, hat das Gesundheitswesen den höchsten Anteil. Darüber hinaus sind die Pilotprojekte der Regierung zur „Förderung neuer Anforderungen“ hauptsächlich für die Gesundheitsbranche bestimmt. Dies bedeutet, dass aus Sicht der Regierung, 3D-Druckanwendungen für das Gesundheitswesen, in der Anfangsphase die schnellsten Erfolge erzielen werden.
 
Dank der Unterstützung der Regierung gab es Ende 2016 19 3D gedruckte medizinische Anwendungen, hauptsächlich orthopädische Implantate, die vom Ministerium für Lebensmittel- und Arzneimittelsicherheit offiziell registriert wurden.
 

Könnte Südkorea der nächste Weltmarktführer im 3D-Druck werden?

 
Im Vergleich zu anderen Ländern war Südkorea vom Hype um den 3D-Verbraucherdruck nie betroffen. Seit der Einführung der Technologie in ihrem Land haben die Koreaner diese Technologie größtenteils als industriellen Prozess und nicht als Spielzeug für den Endverbraucher angesehen.
 
Laut einem Bericht von EY ist die Bekanntheit des 3D-Drucks in Korea von 24% in 2016 auf 81% im Jahr 2019 angestiegen. Damit ist die Nation die mit der höchsten 3D-Druckerfahrung.
 
Darüber hinaus hatte Korea 2018 einen Anteil von rund 4,1% an allen installierten AM-Systemen der Welt und verfügt über die drittgrößte Anzahl von Maschinen im asiatisch-pazifischen Raum.
 
Der größte Teil der 3D-Druckhardware des Landes wird importiert. Laut einem Bericht von Ipsos Business Consulting entfielen im Jahr 2017 mehr als 80% des Umsatzes mit 3D-Druckern auf Hersteller aus Übersee.
 
Laut A.T Kearney könnte Korea dank einer von der Regierung geleiteten nationalen F & E-Roadmap, die sich auf den 3D-Druck konzentriert, weltweit zum Marktführer werden.
 
Zusätzlich zur Festlegung der nationalen AM-Strategie investiert die koreanische Regierung stark in die Entwicklung der AM-Technologie. Im Jahr 2017 erhielt die 3D-Druckindustrie in Korea 41,2 Milliarden Won (umgerechnet 37 Millionen US-Dollar) aus staatlichen Mitteln. Im Jahr 2019 wurde die Finanzierung auf 59,3 Milliarden Won (umgerechnet 52,7 Millionen US-Dollar) erhöht.
 
Nach und nach integriert Korea AM zum Wohle seiner Hersteller und seiner gesamten nationalen Produktion in die Wirtschaft ein. Wir gehen davon aus, dass Korea in 2019 und in den kommenden Jahren ein bedeutender Wachstumsmarkt für AM-Technologien und -Anwendungen sein wird.
 

3D-Druck in der ASEAN-Region

 
Die Vereinigung der südostasiatischen Nationen (ASEAN) bezieht sich auf eine Region in Südostasien umfasst 10 Länder: Myanmar, Laos, Vietnam, Kambodscha, Thailand, Malaysia, Singapur, Brunei, Indonesien und die Philippinen.
 
Die 10 Mitgliedsländer der ASEAN haben unterschiedliche AM-Akzeptanzgrade, wobei sich viele auf die Entwicklung der Infrastruktur und der Fähigkeiten konzentrieren, um von dieser aufreibenden Technologie zu profitieren
 

 

Laut einem Whitepaper von ThyssenKrupp, einem der größten Industriekonzerne in Deutschland, ist die AM-Verbreitung in ASEAN heute gering und macht nur 5 bis 7% der gesamten AM-Ausgaben in Asien aus, die für 2019 auf 3,8 Mrd. USD geschätzt wurden.
 
In der ASEAN-Region sind Singapur, Thailand und Malaysia die größten Anwender des 3D-Drucks. Auf sie entfallen wertmäßig rund 80% des AM-Marktes.
 
In den meisten Regionen ist heute nicht die Technologie, sondern der Mangel an Know-how das größte Hindernis für die Einführung von AM. Laut ThyssenKrupp hat AM jedoch das Potenzial, in ASEAN mehr als 100 Milliarden US-Dollar an Wert und 3 bis 4 Millionen Arbeitsplätze zu schaffen.
 
Um diese Chance jedoch zu nutzen, müssen die politischen Entscheidungsträger und Unternehmensleiter bei der Umsetzung von AM-Projekten zusammenarbeiten und die notwendige Unterstützung für den Aufbau der AM-Infrastruktur, dessen Kompetenzen und Fähigkeiten in den ASEAN-Ländern bereitstellen.
 

Singapur als Vorreiter in AM auf dem ASEAN Markt

 
Singapur hat großen Wert auf die Entwicklung der nationalen 3D-Druckindustrie gelegt. Um das Wachstum und die Wettbewerbsfähigkeit des nationalen verarbeitenden Gewerbes zu fördern, hat die Regierung von Singapur einen Plan für Forschung, Innovation und Unternehmen (RIE) 2020 aufgestellt, in dem AM als wesentlicher Wegbereiter identifiziert wurde.
 
Die vielleicht größte Initiative der Regierung zur Förderung von AM war die Gründung des Nationalen Innovationsclusters für additive Fertigung (NAMIC) im Jahre 2015. NAMIC identifiziert und entwickelt AM-Start-ups und Technologien und ist der Startschuss für eine öffentlich-private Kooperationen.
 
Seit 2013 hat die singapurische Regierung, um die 3D-Druckforschung in kommerzielle Anwendungen umzusetzen, 380 Millionen US-Dollar durch NAMIC investiert.
 
Darüber hinaus gibt es in Singapur viele AM-Forschungszentren und Zentren der Exzellenz, die von externen Unternehmen gegründet wurden. Weltweite Unternehmen wie GE, ThyssenKrupp, HP, UPS, Evonik, Voestalpine und DNV GL haben regionale AM-Zentren in Singapur eingerichtet.
 
Lokale Start-ups wie 3D MetalForge, Anatomics und SpareParts 3D waren bei der Entwicklung von AM-Anwendungen und der Durchdringung der Industriesektoren recht erfolgreich.
 

Die branchenübergreifende Übernahme von AM

 
Branchen mit hohem Potenzial für die Einführung von AM wie die Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt und Offshore sowie Medizintechnik passen gut in Singapur als Produktionsstandort.
 
Singapur ist daher in einer guten Position, AM-Technologien einzusetzen, um in diesen Branchen eine verbesserte Leistung und Kostenvorteile zu erhalten. NAMIC unternimmt große Anstrengungen, um eine solche Übernahme voranzutreiben, so beispielsweise die Land Transport Authority, die mit dem Einsatz von 3D-Druck beauftragt wurde, um Ersatzteile für die Wartung und den technischen Betrieb von Zügen und Bussen herzustellen.
 
Singapur ist zweifellos das derzeit größte AM-Wissens- und Anwenderzentrum von ASEAN, das den Aufstieg der Technologie in der Region weiter unterstützen wird.
 

Australien: Eine neue Drehscheibe für den 3D-Metalldruck

 
Im Jahr 2019 machte Australiens AM-Markt nur etwa 3 bis 5% des gesamten AM-Marktes in APAC aus. Australien ist mit der Einführung der AM-Technologie hinter dem Rest der Welt zurückgeblieben. In den letzten Jahren gab es jedoch einen Zustrom neuer Unternehmen, die AM-Hardware entwickelten. Beispiele hierfür waren Aurora Labs, SPEE3D und Titomic.
 
Interessanterweise dreht sich der Großteil der AM-Entwicklungen um metallbasierte Technologien. Ein Grund könnte in den reichlich vorhandenen natürlichen Ressourcen des Landes liegen, einschließlich einiger der größten Erzreserven für Metalle wie Aluminium, Titan, Nickel, Stahl und Tantal.
 
Dies bedeutet, dass das Land nach Möglichkeiten sucht, diese Ressourcen vor Ort zu nutzen, anstatt einen großen Teil dieser Ressourcen nach Übersee zu versenden. Der Metall-3D-Druck ist eine der vielversprechendsten Technologien zur Verarbeitung von Metallen wie Titan, Nickel und Aluminium.
 
Die australische Regierung hat bei der Förderung der Einführung von AM im Land eine positive Rolle gespielt. CSIRO, die australische nationale Wissenschaftsagentur, hat sich mit einer Investition von AUD 6 Millionen in die Lab 22 AM-Einrichtung in erheblichem Umfang der 3D-Druckforschung verschrieben.
 
Von der Regierung finanzierte Initiativen wie das australische Advanced Manufacturing Growth Centre (AMGC) und das Innovative Manufacturing Cooperative Research Centre (IMCRC) haben auch den breiteren Übergang der australischen Fertigungsindustrie zu höherwertigen AM-Technologien unterstützt.
 
In der Zwischenzeit machen einige australische Firmen und Institutionen bei der Förderung der Nutzung von AM erhebliche Fortschritte. Das Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) hat das Center for AM gegründet. Mit einer Reihe von AM-Technologien, einschließlich selektivem Laserschmelzen, direkter Lasermetallabscheidung, Schmelzabscheidungsmodellierung und Polyjet, bietet das Zentrum Lösungen für die Luftfahrt, Biomedizin, Verteidigungs- und Energieerzeugungsindustrie an.
 
Darüber hinaus ist Conflux Technology ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Unternehmen AM für Produktinnovationen nutzen können. Der 3D-Metalldruck hilft dem Unternehmen, effizientere und optimierte Wärmetauscher für Branchen wie Automobil, Motorsport und Luft- und Raumfahrt zu entwickeln und herzustellen.
 

 

AM in Australien befindet sich ebenfalls auf einem starken Wachstumspfad, besonders für Anwendungen in den Bereichen Medizin, Luft- und Raumfahrt sowie auf dem Verteidigungssektor.
 
RUAG Australia arbeitet beispielsweise an einem zweijährigen Projekt zur Untersuchung der Verwendung der DED-Technologie (Direct Energy Deposition) für die Reparatur und Herstellung von Flugzeugkomponenten.
 
Die australische Luftfahrtindustrie konnte von dem Forschungsprojekt erheblich profitieren. Die geschätzten Gesamtkosten der australischen Luftwaffe für den Austausch beschädigter Flugzeugteile belaufen sich auf mehr als 230 Mio. AU $. Die Verwendung von Metall-AM zur Reparatur dieser beschädigten Teile könnte diese Kosten drastisch senken.
 
In einem anderen Beispiel hat GE Additive ein Memorandum of Understanding (MoU) mit der Regierung von New South Wales (NSW) in Australien unterzeichnet, um ein Zentrum für 3D-Druck-Luft- und Raumfahrt in der Western Sydney Aerotropolis zu entwickeln.
 
In der medizinischen Industrie hat iOrthotics, das auf kundenspezifische Orthesen Geräte spezialisiert ist, von Polypropylen Fräsen auf 3D-Druck umgestellt. Dank der Investition in 3D-Drucklösungen konnte iOrthotics seine Produktion steigern und über 30 Tonnen Plastikmüll pro Jahr einsparen.
 
AM bietet australischen Unternehmen eine erstaunliche Gelegenheit, sich zu differenzieren und doch wettbewerbsfähig zu sein. Dies bedeutet, dass das Wachstum dieser Technologie in der Region fortgesetzt wird und zum Aufbau einer wettbewerbsfähigeren und nachhaltigeren australischen Fertigungsindustrie beiträgt.
 

Die APAC-Region: Ein neuer Anwärter auf die Führung im 3D-Druck

 
Die APAC-Region bleibt eine weitgehend ungenutzte Chance, wenn es um die Einführung des 3D-Drucks geht. Der Status quo ändert sich jedoch rapide, und die Region holt die weltweit führenden Unternehmen bereits auf.
 
Insbesondere China wächst als ernstzunehmender Konkurrent zu den AM-etablierten Märkten in den USA und in Europa heran. Laut einer Prognose des China Industry Information Institute wird Chinas 3D-Druckindustrie bis 2020 voraussichtlich einen Produktionswert von 7,68 Milliarden US-Dollar oder ein Drittel des Weltmarkts haben. Wenn sich die Wachstumsraten in diesem Tempo fortsetzen, könnte China in naher Zukunft zum größten 3D-Druckmarkt werden.
 
Neben China bestehen auch für Südkorea und einige ASEAN-Länder hinsichtlich der Übernahme und Industrialisierung von AM positive Aussichten.
 
Natürlich wird der größte Teil dieses Wachstums von der Unterstützung der Regierungen abhängen. Nationale Regierungen und Unternehmen sollten sich gleichermaßen für den Aufbau eines 3D-Druck-Ökosystems einsetzen. Wenn letztendlich die Schlüsselelemente von Politik, Forschung, Bildung und Kommerzialisierung zusammengeführt werden, können Volkswirtschaften und Industrien von fortschrittlichen Fertigungstechnologien wie dem 3D-Druck profitieren.