Die 3D-Druck-Branche wächst rasant

Wenn es um kleine Aufträge bis zu Losgröße 1 geht, sind additive Verfahren – im Bild ist ein FDM-Gerät zu sehen – eine kosteneffiziente Alternative zum Spritzguss oder zum mechanischen Drehen oder Fräsen von Bauteilen. (Bildquelle: Igus)

Auf der Fakuma 2017 spielt die additive Fertigung eine Hauptrolle: Der Veranstalter Schall machte sie zu einem von vier Leitthemen, neben Spritzgießen, Extrusion und Thermoformen. Mit dieser Aufwertung innerhalb der inhaltlichen Ausrichtung geht die Messe mit der Zeit, denn längst sind die additiven Verfahren dabei, als wirtschaftlich sinnvolle Ergänzung für viele der derzeitigen Produktionsverfahren zu etablieren. Wohlgemerkt, nicht nur als Technologie für Prototypen oder bloße Anschauungsobjekte. Das machen 3D-Drucker nämlich seit 20 Jahren. Dahingehend haben additive Verfahren höchstens im Bekanntheitsgrad zugelegt.

Vielmehr ist die Rede beispielsweise vom Einsatz von additiven Verfahren für Werkzeugeinsätze, wie es Dr. Boy, Neustadt, vor zwei Jahren auf der Fakuma präsentierte. Auf diese Weise ergänzt die additive Fertigung den Spritzguss. Die so produzierten Kunststoffteile haben die gleichen physikalischen Eigenschaften wie bei der Teileproduktion mit herkömmlichen Werkzeugen. Auch die Materialienauswahl ist hier nicht begrenzt – was noch immer ein Problem der meisten additiven Verfahren ist. Denn fast alle Kunststoffe, inklusive  glasfaserverstärkte oder flammgeschützte Werkstoffe, lassen sich verarbeiten.

In diesem Jahr zeigt Igus, Köln, ebenfalls eine solche Lösung, mit der das Unternehmen aus 50 Werkstoffen innerhalb weniger Tage Kleinserien von Sonderteilen herstellt. So bietet sich Iglidur G beispielsweise als Allrounder an, während Iglidur X für dauerhafte Anwendungstemperaturen bis zu 250 °C geeignet ist. Bis zu 500 Teile lassen sich so mit einem Werkzeug herstellen, sagt Igus.

Arburgs Freeformer kann durch seinen beheizten Bauraum auch den Hochtemperatur-Kunststoff PEI verarbeiten. (Bildquelle: Arburg)

Auch Composites lassen sich 3D-drucken

Neben solchen Verfahrenskombinationen wächst auch das Materialangebot stetig. Das liegt einerseits daran, dass die Gerätehersteller ihre Hard- oder Software-seitig mit immer mehr Standardkunststoffen kompatibel machen. Ein Beispiel hierfür ist Arburgs Freeformer, der durch seinen beheizten Bauraum nun auch den Hochtemperatur-Kunststoff PEI verarbeiten kann. Andererseits entwickeln zahlreiche Firmen stetig Filamente, Pulver oder Granulate für die additive Fertigung. So wächst beispielsweise das Angebot an Verbundwerkstoffen: Stratasys, Rheinmünster, bietet mit dem FDM Nylon 12CF ein Filament mit 35 Prozent Karbonfaseranteil an. Dabei verspricht der Hersteller Vorteile in Sachen Gewicht und Steifigkeit im Vergleich zu unverstärkten Materialien.

Einen ähnlichen Werkstoff entwickelte das Karlsruher Institut für Technologie KIT und das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal. Es ist ebenfalls gefüllt mit Karbonfasern. Diese sowie das Matrixmaterial ABS sind allerdings recycelt. Das Recycl3D genannte Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, die Fasern aus Windenergieanlagen, Flugzeugen oder Fahrzeugen zu verwerten. Als Matrix sollen Angüsse aus der Kunststoffverarbeitung zum Einsatz kommen.

BASF erhöht sein Engagement in der additiven Fertigung: Zum 1. September 2017 gründete der Chemiekonzern die Gruppengesellschaft „BASF 3D Printing Solutions GmbH“. (Bildquelle: BASF)

Auch die Füllstoffproduzenten sind dabei, den Markt der additiven Fertigung zu erschließen. So stellen die Quarzwerke, Frechen, funktionelle Füllstoffe für ABS- und PLA-Compounds vor. Sie sorgen dafür, dass sich die Bauteile leichter von der Bauplattform ablösen lassen und eine geringere Schwindung sowie Deformation haben. Im Bereich der Stereolithografie erreichte das Unternehmen mit einer Füllstoffmischung auf Acrylharzbasis eine höhere Stabilität sowie eine geringere Heißdurchbiegung. Das Unternehmen bietet die Produkte unter den Markennamen Filaforce, Filacool und Filasmart als Masterbatch oder als Füllstoffblends an.

Diesen Schwung an Neu- und Weiterentwicklungen bemerkt auch die Fakuma ganz direkt. Denn das Wachstum im Bereich der additiven Verfahren schlägt sich auch in den Anmeldezahlen der Fakuma nieder. Laut Messeveranstalter Schall nähmen die Anfragen von 3D-Druck-Unternehmen stetig zu. Dasselbe erlebt die Formnext, die Messe für additive Fertigung der Mesago, Stuttgart. Sie findet Mitte November dieses Jahrs zum dritten Mal statt und hat ihre Ausstellerzahlen seit dem Start glatt verdoppelt. Genau 400 Unternehmen zeigen ihre Produkte in diesem Jahr auf der Formnext. Und das sind nicht mehrheitlich kleine, junge Unternehmen – Startups, wie man neudeutsch sagt – sondern gestandene Industriegrößen: Von 3D-Systems, Arburg und Big Rep, über Materialise, EOS und Formlabs bis hin zu Renishaw, Voxeljet und Stratasys sowie zahlreiche weitere Unternehmen, ist ein Großteil der wichtigsten Marktteilnehmer auf der Messe. Auch General Electric (GE) ist zum ersten Mal anwesend nach der Übernahme von Concept Laser vor etwa einem Jahr.

Auf der Fakuma 2015 stellte der Spritzgießmaschinen-Hersteller Dr. Boy additive hergestellte Werkzeugeinsätze für Kleinserien vor. (Bildquelle: Dr. Boy)

Die Marktbewegungen zeigen, additive Fertigung lohnt sich

Damit sind wir auch schon bei einem weiteren Aspekt, der belegt, dass die additive Fertigung ein ernstzunehmender Industriebereich ist: Die Großkonzerne kaufen zu. Zugegeben, die Geschichte lehrt, dass Zukäufe von solch großen Unternehmen häufig auf derben Fehleinschätzungen beruhen und zig Millionen oder gar Milliarden verbrennen können. In diesem Fall aber haben die Konzerne erkannt, dass sie sich entweder am Aufbau dieses Industriezweigs beteiligen, oder das Wachstum ohne sie stattfindet. Neben dem US-amerikanischen General Electric verfolgt auch BASF, Ludwigshafen, dieses Bestreben. So gründete der Chemiekonzern zum 1. September 2017 die Gruppengesellschaft BASF 3D Printing Solutions. Das neue Tochterunternehmen soll das Geschäft mit Materialien, Systemlösungen, Bauteilen und Serviceleistungen im Bereich 3D-Druck auf- und ausbauen. Dazu soll sie eng mit den Forschern und branchenspezifischen Anwendungstechnikern von BASF sowie externen Partnern, wie Universitäten und potenziellen Kunden, zusammenarbeiten.

Nur eine Woche später verkündete BASF dann, den Filamente-Hersteller Innofil-3D übernommen zu haben. „Mit der Akquisition geht die BASF einen Schritt weiter in der Wertschöpfungskette und bietet für den 3D-Druck nicht nur Kunststoffgranulate, sondern auch die nächste Verarbeitungsstufe, die Filamente, an“, betont Volker Hammes, Geschäftsführer bei der BASF New Business. Anders ausgedrückt: BASF erschließt den Markt für additive Fertigung.

Das bedeutet, die Kunststoffbranche kann sich auf weitere Neuheiten und Weiterentwicklungen in dieser Hinsicht freuen. Diese werden dazu beitragen, dass unsere Industrie weiter hochwertige, preiswerte Kunststoffprodukte herstellt und auch maschinenseitig seine herausragende Stellung mit einem wachsenden Portfolio verteidigt. Wie weit beides bereits ist, zeigen auch die Digitalen Marktübersichten auf www.plastverarbeiter.de. Eine zeigt ein wachsendes Angebot an „Maschinen und Geräten für die additive Fertigung“, quer durch die Herstellverfahren. Die zweite Marktübersicht, „Dienstleister der additiven Fertigung“, führt Unternehmen auf, die mittels additiver Fertigung Protoypen und Kleinserien herstellen, ohne dass sich der Auftraggeber gleich eine eigene Anlage kaufen müsste. Dies ist also eine Möglichkeit, diesen noch vergleichsweise jungen Fertigungsverfahren zum Durchbruch zu verhelfen.