Die 10 führenden 3D-Druck-Unternehmen im Bereich Composites AM

Der Markt für 3D-Druck mit Verbundwerkstoffen hat im Jahr 2023 eine Wachstumsrate von 21,1 % erzielt. Der Gesamtwert des Marktes ist von 648 Millionen USD im Vorjahr auf 785 Millionen USD angestiegen. Diese Zahlen stammen aus einem kürzlich veröffentlichten Bericht “Composites AM Market 2024” von VoxelMatters Research.

Ein wesentlicher Treiber dieser Entwicklung ist der Hardware-Sektor, der einen Umsatzsprung von 278 Mio. USD auf 330 Mio. USD verzeichnete. Das ist ein Wachstum von 18,5 %. Doch auch der Bereich der Materialien zeigte mit einem Anstieg von 148 Millionen USD auf 187 Millionen USD (+ 26 %) eine starke Dynamik. Dienstleistungen, insbesondere durch AM-Servicebüros, verzeichneten ebenfalls ein Wachstum von 21,2 %, von 221 Millionen USD auf 268 Millionen USD.

Der Bericht listet auch die Top 10 Unternehmen in diesem Bereich auf:

1. Markforged

Das umsatzmäßig größte Unternehmen ist Markforged. Es entstand vor weniger als einem Jahrzehnt aus dem Open-Source-Segment der Filament-Extrusion im 3D-Druck mit seiner CFF-Technologie (Continuous Fiber Fabrication). Heute ist Markforged ein börsennotiertes Unternehmen mit einem Umsatz von rund 94 Millionen Dollar im Jahr 2023. Die CFF-Technologie kombiniert thermoplastisches Filament mit Endlosfasern, um hochfeste Verbundwerkstoffteile herzustellen. Die industrietauglichen Drucker von Markforged, wie z. B. die X-Serie, verwenden CFF, um Teile mit außergewöhnlicher Festigkeit, Steifigkeit und Haltbarkeit herzustellen. Diese Drucker können Materialien wie Kohlefaser, Glasfaser und Kevlar verwenden. Neben den industriellen Lösungen bietet Markforged auch Desktop-Drucker an. Die Desktop-Drucker Mark Two und Mark One (Onyx Pro) verfügen über die CFF-Technologie und unterstützen Materialien wie Onyx (kohlenstofffasergefülltes Nylon). Diese Drucker werden für Ausbildungszwecke, Prototyping und Kleinserienproduktion eingesetzt. Die Basisversion, Onyx One, unterstützt nur gehackte Kohlefasermaterialien.

2. Stratasys

Vor über 30 Jahren erfand Scott Crump, der Gründer von Stratasys, FDM (die allererste Technologie zur Extrusion von Filamentmaterial). Durch mehrere Übernahmen wurde Stratasys zum weltweit größten 3D-Druckerunternehmen, gemessen am Jahresumsatz. Heute bietet Stratasys eine Reihe von 3D-Druckern in fünf verschiedenen Technologiekategorien an. Im Jahr 2018 führte das Unternehmen den Fortus 380mc Carbon Fiber Edition ein, sein erstes FDM-System, das speziell für kohlenstofffasergefülltes Nylon 12 entwickelt wurde. Im Rahmen der Umstellung auf die Marke F-line bietet Stratasys neben den Systemen F190CR und F370CR nun auch die Composite-3D-Drucker der Serie F123CR an. Diese Composite-fähige Druckerfamilie baut auf der Einfachheit der Drucker der F123CR-Serie auf und bietet Kohlenstofffaser-3D-Druck für anspruchsvollere Anwendungen.

3. EOS

EOS, ein deutsches Unternehmen, das von Dr. Hans J. Langer gegründet wurde, ist Marktführer im industriellen SLS-3D-Druck und damit auch im SLS-Segment für Verbundwerkstoffe. EOS ist das einzige Unternehmen, das fortschrittliche Systeme für Hochleistungs-PEKK-Pulver aus Verbundwerkstoffen eingeführt hat. Hierzu zählt z. B. das 3D-Druck-System EOS P 810. Obwohl dieses System nicht aggressiv vermarktet wird, ist es bemerkenswert, da es das PEKK-Polymer EOS HT-23 von Arkema zu Teilen verarbeiten kann, die Temperaturen von weit über 200 °C standhalten. Der Verbundwerkstoffspezialist Hexcel bietet auch den HexAM-Service für die Herstellung von PEKK-Verbundwerkstoffteilen mit modifizierten EOS-Systemen an, wobei ein von Oxford Performance Materials (OPM) erworbenes Verfahren zum Einsatz kommt.

4. HP

Seit der Einführung der MJF-Technologie im Jahr 2016 hat sich HP auf die Produktion von Teilen mit hohem Durchsatz konzentriert. Um dies zu erreichen, arbeitete HP an der Entwicklung eines optimierten Workflows. Als die Produktionsraten stiegen, wurde die Komplexität des Arbeitsablaufs in den HP Jet Fusion 5200 Systemen der nächsten Generation erheblich weiterentwickelt. Heute unterstützt die Hardware des Unternehmens ein Verbundmaterial, das HP 3D High Reusability PA 12 Glasperlen. Bei diesem Material handelt es sich um einen zu 40 % mit Glasperlen gefüllten thermoplastischen Kunststoff mit hoher Steifigkeit und Wiederverwendbarkeit. Derzeit ist dieses Material nur für die Plattformen 5200 und 4200 erhältlich.

5. Airtech

Airtech hat sich zum führenden Anbieter von Granulatmaterialien für LFAM-Technologien entwickelt. Nachdem sich größere Unternehmen wie SABIC und Techmer aufgrund der begrenzten Größe aus diesem Marktsegment zurückgezogen hatten, füllte Airtech die Lücke, indem es Partnerschaften mit führenden LFAM-Hardwareentwicklern weltweit einging, darunter Unternehmen wie Caracol und CMS. Airtech hat unter der Marke Dahltram eine Reihe innovativer Verbundharze (ABS, PETG, PC, PEI, PESU) für den Einsatz im großtechnischen 3D-Druck entwickelt. Diese Harze erfüllen die Anforderungen an einen niedrigeren WAK und eine längere Haltbarkeit bei niedrigen und hohen Temperaturen, auch in einem Autoklaven. Sie sind für den Einsatz in jedem 3D-Drucksystem mit Pellet-Extrusion vorgesehen.

6. 3D Systems

3D Systems ist ein wichtiger Erstanbieter von 3D-Druck-Verbundstoffpulvern für seine SLS-Plattformen, darunter kohlenstofffaserverstärkte und glasverstärkte Nylonpulver sowie mineralgefüllte Nylonpulver. In jüngster Zeit ist das Unternehmen mit der Übernahme des US-amerikanischen Unternehmens Titan in das LFAM-Segment eingestiegen und wird nun zu einem immer wichtigeren Anbieter von Verbundwerkstoffen in Pelletform.

7. Ingersoll

Zusammen mit Cincinnati Incorporated (das sich inzwischen aus dem Segment zurückgezogen hat) und Thermwood gehörte Ingersoll zu den ersten Unternehmen, die LFAM-Systeme entwickelten. Das Unternehmen, das zur italienischen Camozzi-Gruppe gehört, verkauft Maschinen sowohl in Nordamerika als auch in Europa. Es kann ebenso sein umfassendes Know-how im Bereich der High-End-CNC-Systeme nutzen, um sehr große Maschinen mit Preisen von über 1 Million Dollar herzustellen. In jüngster Zeit ist der LFAM-Markt erheblich gewachsen, und es sind neue Marktteilnehmer wie CMS im Segment der Portalmaschinen sowie mehrere andere Anbieter im Segment der Roboter-LFAM aufgetaucht.

8. Materialise

Materialise ist einer der größten AM-Dienstleister weltweit und verfügt außerdem über eine beträchtliche installierte Hardwarepräsenz in verschiedenen Technologien. Chinesische Unternehmen haben zwar mehr Systeme installiert, aber Materialise produziert aufgrund der höheren Nachfrage und seiner umfassenden Erfahrung im Bereich AM eine größere Anzahl von Teilen. Sie bieten in erster Linie 3D-Druckteile aus Verbundwerkstoffen an, die mit der PBF-Technologie hergestellt werden, insbesondere SLS (EOS-Maschinen) und MJF (HP-Maschinen), sowie FDM-Teile, die mit Maschinen von Stratasys produziert werden. Obwohl LFAM-Dienstleistungen derzeit nicht verfügbar sind, bleibt Materialise der größte Anbieter von AM-Dienstleistungen für Verbundwerkstoffe in Bezug auf die Einnahmen.

9. MCPP

Mitsubishi Chemical Performance Polymers (MCPP) ist ein Geschäftsbereich der Mitsubishi Chemical Corporation, der sich auf Hochleistungspolymere spezialisiert hat. Im Jahr 2018 erwarb MCPP Dutch Filaments, einen Filamentlieferanten mit Sitz in den Niederlanden. Diese Übernahme ermöglicht MCPP die Entwicklung und Vermarktung einer breiten Palette von Verbundwerkstoff-Filamenten. Dazu gehören technische, Hochtemperatur- und Recycling-Filamente sowie Pellets für großformatiges AM. Das 3D-Drucksortiment umfasst Rohmaterialien von LEHVOSS und DSM/Covestro.

10. SABIC

SABIC ist ein Chemieunternehmen. Nach einer Übernahmevereinbarung im Jahr 2019 als Tochtergesellschaft des saudi-arabischen Öl- und Gasunternehmens Saudi Aramco tätig ist. Das Unternehmen ist ein führender Hersteller verschiedener Kunststoffe wie Polyolefine, Polypropylen und Polyethylen. In den letzten Jahren hat sich SABIC auch an die Herstellung von Polymeren für den 3D-Druck herangewagt, darunter die thermoplastischen ULTEM-Filamente. SABIC hat sich mit seiner THERMOCOMP AM-Produktlinie auf die Herstellung spezieller Compounds für die großformatige additive Fertigung spezialisiert. Diese Materialien wurden speziell für großformatige, pelletgespeiste Extrusionssysteme entwickelt. Sie basieren auf vier amorphen Harzen von SABIC: ABS, PPE, PC und PEI.

Der Marktbericht Composites AM 2024 umfasst über 250 Seiten und enthält 140 Diagramme und Datentabellen, die sich auf alle Technologien und Materialien konzentrieren, die in der additiven Fertigung von Verbundwerkstoffen zur Herstellung von Prototypen, Werkzeugen und Endverbrauchsteilen in verschiedenen wichtigen Industriesegmenten wie Industrie, Automobil, Konsumgüter, Luft- und Raumfahrt, Design und Energie verwendet werden. Der Bericht kostet £4,490 und kann hier bestellt werden.