Interview: Was treibt das Wachstum von AM wirklich an?
Dr. Jörg Bromberger, Direktor für Strategie und Betrieb bei McKinsey, zeigt Chancen und Herausforderungen für AM auf.
Der Aufstieg der additiven Fertigung lässt sich nicht auf ein einzelnes Ereignis zurückführen. Dr. Jörg Bromberger, Director of Strategy and Operations bei McKinsey, hat beobachtet, wie jede moderne Welle des Interesses diese Technologie in einen Multi-Milliarden-Dollar-Markt verwandelt hat, der für weiteres Wachstum bereit ist. Die hohen Kosten, die mit der Umwandlung von Metalllegierungen in eine für den 3D-Druck geeignete Pulverform verbunden sind, sind ein wesentlicher Faktor, der die Gesamtkosten von AM-Maschinen beeinflusst.
Laut Dr. Bromberger, einem Experten für Fertigungs- und Lieferketten, kam die erste Welle im Jahr 2014 von Nischenanwendungen, die den Mainstream erreichten. wie z. B. 3D-gedruckte Schädel für Patienten der Neurochirurgie. Diese einzigartigen Geschichten weckten das Interesse verschiedener Branchen. Die zweite Welle kam ein Jahr später, als die Regierungen begannen, die additive Fertigung als einen wichtigen Teil ihrer Entwicklungsstrategie zu betrachten.
Die Welle, in der wir uns befinden, begann vor einigen Jahren, als die additive Fertigung mit einem aggressiven Geschäftsaufbau in allen Bereichen, von Materialien über Technologien bis hin zu neuen Geschäftsmodellen, explodierte. Die Herausforderungen und Kosten der Verwendung von Metalllegierungen in industriellen additiven Fertigungsmaschinen sind beträchtlich, was die finanziellen Auswirkungen und die Qualifikationslücke bei den Arbeitskräften, die für eine effektive Umsetzung erforderlich sind, deutlich macht.
Wir haben Dr. Bromberger interviewt, um zu erfahren, was das Wachstum der additiven Fertigung antreibt, die Nachhaltigkeit verbessert und wohin sich die Branche entwickelt.
Der Markt für additive Fertigung ist nicht homogen, und das Wachstum ist zweigeteilt.
Neue Marktteilnehmer tragen mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von etwa 25% am meisten zum Wachstum bei. Diese Unternehmen treiben wesentliche Leistungsverbesserungen der AM-Technologien voran, wie z. B. den stützenfreien Druck für überhängende Teile
Die etablierten Marktteilnehmer wachsen langsamer mit einer CAGR von 10%. Diese etablierten Unternehmen lieferten die erste Generation von Maschinen und haben den Markt bereits mit ihren Maschinen für bestehende Anwendungsfälle gesättigt.
Auch wenn es Herausforderungen gibt - wie z. B. die Wissenslücke bei den Mitarbeitern in der Konstruktion und die langen Entwicklungszyklen der Erstausrüster - ist die additive Fertigung auf einem schnellen Entwicklungspfad. Nehmen wir zum Vergleich die Robotik. Die modernen Konzepte der Robotik gab es schon vor 70 Jahren, aber erst jetzt hat dieser Markt ein exponentielles Wachstum erreicht.
Was haben die Experten über die additive Fertigung zu sagen? Erhalten Sie Einblicke in AM in Interviews mit Honeywell Luft- und Raumfahrt, Siemens Energie, Deutsche Bahn.
Wie wird die Industrie von der additiven Fertigung profitieren?
Vier Hauptdimensionen bestimmen den Wert der additiven Fertigung für unterschiedliche Anwendungsfälle in verschiedenen Branchen:
Leistung: Hochwertige Teile mit erhöhter Leistung. Zum Beispiel reduzieren topologieoptimierte Halterungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie das Gewicht und sparen Kosten.
Anpassungen: Maßgeschneiderte Teile, die ohne individuelle Produktionsformen im Drucker hergestellt werden können (z. B. Implantate im medizinischen Bereich oder maßgeschneiderte Schuhe für Verbraucher).
Zeit bis zur Markteinführung: Schnellere Produktions- und Entwicklungszyklen durch Rapid Prototyping (z. B. bei Automotoren)
Veralterung: Reduzierung von Ersatzteilbeständen und Herstellung von nicht mehr produzierten Teilen in anlagenintensiven Branchen wie der Eisenbahn und der Luft- und Raumfahrt.
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In den letzten Jahren haben sich immer mehr Unternehmen mit folgenden Problemen konfrontiert gesehen Widerstandsfähigkeit der Lieferkette. Hat die additive Fertigung das Potenzial, diese Herausforderungen zu überwinden?
Die dezentrale Produktion ist der Traum - das sichere Versenden von Konstruktionsdateien rund um den Globus und das Drucken von Teilen auf Abruf und vor Ort. Die Realität ist eine größere Herausforderung. Ein Problem besteht darin, dass der relativ geringe Umfang der Teile und die Notwendigkeit einer zuverlässigen Maschinenqualität die Einrichtung kosteneffizienter Produktionszentren erschweren. Außerdem besteht die Angst vor dem Diebstahl von geistigem Eigentum, da sich durch die additive Fertigung der Kompetenzschwerpunkt vom Fertigungs- auf das Design-Know-how verlagert, was das Risiko des Diebstahls von 3D-Dateien erhöht. Ich prognostiziere eine Zunahme regionaler Produktionszentren oder Mikrofabriken. Diese werden in der Nähe des Einsatzortes gebaut werden, z. B. auf einem Flughafen, um die Luft- und Raumfahrtindustrie zu unterstützen. Nachhaltigkeit ist ein wichtiger Schwerpunkt für Unternehmen. Wie kann die additive Fertigung dabei helfen? Die additive Fertigung kann Unternehmen in erster Linie durch die Herstellung von Teilen helfen, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Die Luft- und Raumfahrtindustrie kann zum Beispiel leichtere Teile herstellen, die den Treibstoffverbrauch senken. Unabhängig von der Branche hat der additive Fertigungsprozess einen begrenzten, aber positiven Einfluss auf die Nachhaltigkeit. Ein großer Teil des Materials, das bei der Produktion nicht verwendet wird, kann für die künftige Produktion recycelt werden, wodurch die Abfallmenge begrenzt wird. Worauf müssen Unternehmen also bei der Auswahl des richtigen Anbieters für die additive Fertigung achten? Wissen ist entscheidend. Ein Lieferant muss Ihr Partner in der gesamten Forschungskette sein und Sie über die Vorteile der additiven Fertigung aufklären. Das bedeutet, dass er Sie bei der Teileidentifizierung unterstützt, mit unkritischen Anwendungsfällen zu Ausbildungszwecken beginnt und unkritische und kritische Teile in die Produktion bringt. Qualität ist entscheidend. Ein zuverlässiger und wiederholbarer Druckprozess erfordert viele Parameter, die für die Serienproduktion eines einzelnen Teils optimiert werden müssen. Normale Anbieter bieten selten industrielle Qualität, sondern versuchen, die Auslastung von Mix-and-Match-Aufträgen zu maximieren. Die Zulieferer müssen diesen Kompromiss verstehen und die richtige Lösung für die richtigen Teileanforderungen anbieten. Als nächstes ist die termingerechte Lieferung von entscheidender Bedeutung - insbesondere für das Ersatzteilsegment und dringende Anwendungsfälle. Natürlich stehen auch die Kosten im Vordergrund. Attraktive Preise sind wichtig, um konventionell hergestellte Lösungen herauszufordern. Allerdings müssen die Designs für die additive Fertigung in Zusammenarbeit mit den Zulieferern verbessert werden, um die Kostenziele zu erreichen. Unternehmen müssen sich auf die Entwicklung von Produkten konzentrieren, die speziell für die additive Fertigung ausgelegt sind, um wirklich wertvolle Anwendungsfälle zu finden. Einfach nur konventionell hergestellte Teile zu drucken, ist nur eine kurzfristige Lösung.
