Markt-Trends von Automatisierter 3D-Druck Industrie
Es wird erwartet, dass das Automobilsegment das Wachstum des Marktes vorantreiben wird
- Autos sind heute als wichtigstes Fortbewegungsmittel ein wesentlicher Bestandteil des menschlichen Lebens. Derzeit sind weltweit über 1,3 Milliarden Kraftfahrzeuge unterwegs, und bis zum Jahr 2035 wird diese Zahl voraussichtlich auf 1,8 Milliarden ansteigen. Personenkraftwagen machen etwa 74 % dieser Statistiken aus, während leichte Nutzfahrzeuge und schwere Lastkraftwagen, Busse, Reisebusse usw. und Kleinbusse machen die restlichen 26 % aus.
- Der 3D-Druck kann zur Herstellung von Formen und Thermoformwerkzeugen für die schnelle Herstellung von Griffen, Vorrichtungen und Vorrichtungen eingesetzt werden. Dies ermöglicht es Automobilherstellern, Muster und Werkzeuge zu geringen Kosten herzustellen und zukünftige Produktionsverluste bei Investitionen in kostenintensive Werkzeuge zu vermeiden. Das erste 3D-gedruckte Elektroauto überhaupt wurde 2014 von Local Motors auf den Markt gebracht. In der Folge sind auch andere etablierte Unternehmen wie die BMW Group diesem Beispiel gefolgt und haben automatisierte 3D-Drucktechniken eingeführt. Bei mehreren großen US-amerikanischen Automobilherstellern wurden etwa 80–90 % jeder ersten Prototypbaugruppe 3D-gedruckt, wobei der Trend zur Automatisierung zunimmt. Zu den beliebten Komponenten gehören Teile des Abluft-, Lufteinlass- und Kanalsystems. Diese Teile werden digital entworfen, 3D-gedruckt, in kurzer Zeit in ein Auto eingebaut und anschließend in mehreren Iterationen getestet.
- Die vielleicht beliebteste Anwendung des automatisierten 3D-Drucks im Automobilbereich ist die Herstellung von Fertigungshilfsmitteln wie Vorrichtungen und Vorrichtungen. Die Herstellung von Fertigungswerkzeugen mit herkömmlichen Mitteln ist ziemlich kostspielig und zeitaufwändig, und geometrische Einschränkungen führen zu weniger effizienten Herstellungsprozessen und mehr Einschränkungen bei der Geometrie der Endverbrauchsteile. 3D-gedruckte Fertigungswerkzeuge sind leichter und ergonomischer, sodass Fabrikarbeiter ihre Aufgaben einfacher und sicherer erledigen können.
- Darüber hinaus sind die Produktionsmengen im Automobilbau sehr hoch und belaufen sich auf Hunderttausende Auflagen für jedes Teil. Damit dürften die meisten 3D-Drucktechnologien (vorerst) nur schwer Schritt halten können. Doch viele High-End-Automobilhersteller begrenzen die Produktionsserien ihrer Autos auf nur wenige tausend Einheiten, was den automatisierten 3D-Druck zu einer praktikablen Option macht.
- Nach Angaben des Weltwirtschaftsforums werden im Jahr 2035 voraussichtlich mehr als 12 Millionen vollständig autonome Autos pro Jahr verkauft, was 25 % des globalen Automobilmarktes abdeckt. Darüber hinaus führen mehrere Initiativen der Hersteller von Elektromotoren zum Wachstum des Marktes. Im März 2020 entwickelte das in Großbritannien ansässige Ingenieurunternehmen Equipmake einen leistungsdichten Permanentmagnet-Elektromotor. Der Motor wurde in Zusammenarbeit mit Hieta, einem 3D-Druckspezialisten, entwickelt. Der Ampere-Motor von Equipmake wiegt fast 10 kg, liefert aber eine Leistung von 295 PS.
- Darüber hinaus handelt es sich bei Halterungen um kleine und eher banale Teile, die in der Vergangenheit, als Ingenieure durch die traditionellen Herstellungsmethoden eingeschränkt waren, nur sehr schwer zu optimieren waren. Derzeit können Ingenieure optimierte Halterungen entwerfen und diese Designs mithilfe des 3D-Drucks zum Leben erwecken. Rolls Royce stellte kürzlich die Möglichkeiten des 3D-Drucks für Brackets vor. Das Unternehmen präsentierte eine große Menge DfAM-optimierter und 3D-gedruckter Automobilmetallteile, von denen viele wie Klammern aussehen. Während Prototyping nach wie vor die Hauptanwendung des 3D-Drucks in der Automobilindustrie ist, setzt sich die Technologie auch für den Werkzeugbau schnell durch. Ein wichtiges Beispiel hierfür ist Volkswagen, das den 3D-Druck bereits seit einigen Jahren im eigenen Haus einsetzt. Auch bei der Konstruktion des Bauteils kommt deren Binder-Jetting-Technologie zum Einsatz. Außerdem gab Volkswagen im Juli 2021 bekannt, dass es eine Partnerschaft mit Siemens und HP eingeht, um den 3D-Druck von Strukturteilen zu industrialisieren, die deutlich leichter sein können als gleichwertige Bauteile aus Stahlblech.
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Nordamerika wird voraussichtlich einen großen Marktanteil halten
- Nordamerika ist weltweit einer der bedeutendsten Märkte für automatisierten 3D-Druck, wobei die USA einen erheblichen Anteil in der Region ausmachen. Die steigende Nachfrage des Landes ist auf die große Präsenz kleiner und großer Anbieter zurückzuführen. Forecast 3D in Carlsbad, Kalifornien, bietet beispielsweise 3D-Druckdienste in einer Vielzahl von Materialien für die Branchen Gesundheitswesen, Automobil, Luft- und Raumfahrt, Konsumgüter und Design an.
- Aufgrund der rasanten Entwicklung leistungsstarker KI-Anwendungen sind Regelungssysteme seit langem ein grundlegendes Ziel für Ingenieure der additiven Fertigung. Beispielsweise haben Forscher am Niskayuna Additive Research Lab von GE in New York eine proprietäre Plattform für maschinelles Lernen entwickelt, die mithilfe hochauflösender Kameras den Druckprozess Schicht für Schicht überwacht und Streifen, Vertiefungen, Löcher und andere Probleme erkennt, die normalerweise unsichtbar sind für das bloße Auge. Darüber hinaus werden die Daten in Echtzeit mit einer zuvor aufgezeichneten Fehlerdatenbank mithilfe von Computertomographie (CT)-Bildgebung verglichen. Das KI-System wird darauf trainiert, anhand der hochauflösenden Bild- und CT-Scandaten Schwierigkeiten vorherzusagen und Fehler während des Druckprozesses zu erkennen.
- Darüber hinaus ist der Markt mit verschiedenen Technologiepatenten für den Polymer-3D-Druck vertreten. Beispielsweise erhielt PostProcess Technologies Inc., einer der Anbieter automatisierter und intelligenter Post-Printing-Lösungen für den industriellen 3D-Druck, im August 2020 ein Patent für automatisierte Post-Printing-Technologie für den Polymer-3D-Druck. Die SVC-Technologie ist Teil der additiven Fertigungsfamilie von PostProcess mit 3D-gedruckten Lösungen zur Entfernung von Polymerstützen und Harzen. Diese patentierte Methode verwendet zum Patent angemeldete Reinigungsmittel und proprietäre Algorithmen, um sicherzustellen, dass 3D-gedruckte Komponenten während des Nachdrucks gleichmäßig, konsistent und zuverlässig dem Reinigungsmittel und der Kavitation ausgesetzt sind.
- Darüber hinaus erweitern verschiedene Anbieter ihre Einrichtungen in der Region, vor allem um den Herausforderungen in der Lieferkette und der wachsenden Nachfrage in verschiedenen Endverbraucherbranchen gerecht zu werden. Beispielsweise kündigte Roboze im Februar 2021 die Eröffnung seines US-Hauptsitzes in Houston, Texas, an, um die Verlagerung der inländischen Produktion zu erleichtern und Lieferkettenprobleme anzugehen. Roboze wird in der Lage sein, seine Entwicklungs- und Produktionskapazitäten in den Vereinigten Staaten zu erhöhen. Das Unternehmen plant, in den nächsten zwei Jahren über 100 Mitarbeiter einzustellen und der wachsenden Nachfrage nach 3D-Drucktechnologie in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas sowie Mobilität gerecht zu werden.
- In ähnlicher Weise kündigte Roboze im April 2021 die Einführung von Roboze Automate an, dem industriellen Automatisierungssystem, das maßgeschneiderten 3D-Druck mit Superpolymeren und Verbundwerkstoffen in den Produktionsablauf für extreme Endbenutzeranwendungen integriert. Die Vereinigten Staaten erleben ein Metalldefizit, das sich auf alle Industriebereiche auswirkt, während sie einen Infrastrukturschub beginnen, der von der Energie über den Transport bis hin zur Fertigung reicht. Roboze kombinierte seine neuartige Polymerplattformtechnologie PEEK, eine ideale Metallersatztechnologie, mit einem SPS-Industrieautomatisierungssystem, das in Zusammenarbeit mit BR entwickelt wurde.
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