| von Dörte Neitzel
Aktualisiert am: 18. Aug. 2020

Ob Metall, Kunststoff oder Lebensmittel – 3D-Drucker versprechen, den Einkauf zu revolutionieren. Sie fertigen Bau- oder Ersatzteile an, für die es früher teurer Prototypen bedurfte. Heute geht es mit punktgenauer Lieferung binnen kürzester Zeit. Dabei ist der 3D-Druck keine neue Erfindung: Bereits 1984 wurde mit der Stereolithografie das erste Additive Verfahren von Chuck Hull entwickelt. Er gründete das Unternehmen 3D Systems.

Statt eines händischen Modells aus Kartonagen und Schaumstoffen oder dem Modellieren von Design-Entwürfen aus Ton, werden Vorlagen für die Produktion heute oft computergestützt produziert. Dadurch spart die Produktentwicklung Zeit und Geld. Eines der ersten 3D-Verfahren für solche Modellentwürfe war das Rapid Prototyping.

Allerdings waren die Anforderungen an Haltbarkeit und Qualität zu der Zeit nicht sehr hoch - schließlich wurden zum Großteil Modelle gefertigt. Heute ist der 3D-Druck über das Stadium der reinen Prototypen-Fertigung hinaus. Über die Jahre kamen neue Verfahren auf den Markt, die vor allem auch neue Materialien verarbeiten konnten

Doch welcher Hersteller hat welchen Marktanteil (gemessen am Umsatz)? Unsere Bildergalerie gibt Aufschluss.

Was ist 3D-Druck?

3D-Druck wird auch als additive Fertigung bezeichnet. Es gibt unterschiedliche Fertigungsverfahren. Ihnen allen ist gleich, dass Material computergesteuert Schicht für Schicht aufgetragen wird. Auf diese Weise entstehen dreidimensionale Gegenstände. Die Werkstoffe können fest, flüssig oder pulverförmig sein. Inzwischen gibt es auch 3D-gedruckte Werkstücke aus Carbon. Verwendet werden 3D-Drucker in der Industrie für die Fertigung von Prototypen, Werkzeugen, aber mittlerweile auch Ersatzteilen. Auch die Medizin hat den 3D-Druck für sich entdeckt.

Welche 3D-Druck-Technologien gibt es?

3D-Druck, oder Additive Fertigung gliedert sich in drei Technologie-Ansätze. Sie sind abhängig davon, welches Material verwendet werden soll und welches Verfahren zum Einsatz kommt.

1. Photopolymer-Systeme

Bei dieser Technologie kommen Kunstharze zum Einsatz. Mögliche Verfahren sind die Stereolithographie, Polyjet oder Multijet Modeling oder Digital Light Processing (DLP). Bei letzterem Verfahren entsteht das Objekt durch einen digitalen Lichtprozessor, der als UV-Lichtquelle dient, und fotoreaktives Harz verfestigt. Die Aushärtung erfolgt mittels Laser oder UV-Licht.

2. Pulverpasierte Systeme

Diese Technologie verarbeitet sowohl Metalle als auch Kunststoffe, Gips, Keramik, Glas und Thermoplaste mit unterschiedlichen Verfahren. Das sind beispielsweise Lasersintern (Metalle und Kunststoffe) oder Laserschmelzen (Metalle). Die Aushärtung erfolgt mittels Laser, Binder oder Infrarot.

3. Extrusions-Systeme

Diese Systeme verarbeiten Thermoplaste, Nahrungsmittel, 2-Komponenten-Systeme (zum Beispiel Zement) oder sogar organische Substanzen. Die sogenannten Bioprinter stellen Gewebe aus zuvor gezüchteten Zellen her. Die Aushärtung erfolgt hier thermisch, chemisch oder biologisch.

Stratasys

Stratasys ist der größte Hersteller von 3D-Druckern und 3D-Produktionssystemen weltweit. Darunter sind bürobasierte Rapid-Prototype-Geräte sowie digitale Fertigungslösungen. Seinen Hauptsitz hat das amerikanisch-israelische Unternehmen in Rechovot, Israel. Es wurde 1989 gegründet. 2014 hat das Unternehmen ein Elektroauto mit einem 3D-Drucker hergestellt. Alle äußeren Teile sowie einige der Innenteile wurden mittels additiver Fertigung erzeugt.

EOS

EOS ist der zweitgrößte Hersteller von 3D-Drucksystemen und eines der wenigen deutschen Player auf dem Markt. Das Akronym steht für Electro Optical Systems. Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Krailing bei München. Seinen Schwerpunkt legt EOS aufs Lasersintern. Damit ist die Produktion von Bauteilen aus Metall und Kunststoff möglich.

Wie Konkurrent Stratasys wurde EOS 1989 gegründet. Der Zweck war damals ein ganz einfacher: EOS sollte für BMW das erste Stereolithografiesystem bauen. Damit können flüssige Kunstharze verarbeitet werden. Es dauerte zwar zwei Jahre bis die Maschine fertiggestellt wurde, sie war jedoch ein voller Erfolg. Auch andere Unternehmen, unter anderem Daimler, Fiat und Electrolux, orderten die Systeme bei den Münchnern. Danach erfolgte der Schwenk in Richtung Lasersintern.

GE Additive

GE Additive ist eine Einheit des US-Mischkonzerns General Electric (GE), die sich auf Additive Fertigung spezialisiert hat. Sie entstand 2016 mit dem Kauf des deutschen Unternehmens Concept Laser aus Lichtenfels und der Übernahme der schwedischen Arcam. Ursprünglich wollte GE auch die deutsche SLM Solutions kaufen. Das scheiterte aber am geforderten Kaufpreis.

Bis 2016 war Concept Laser Teil der Hofmann Innovation Group. Auch GE Additive setzt auf die Lasersinter-Methode. Allerdings soll das Verfahren mögliche Spannungen im Bauteil reduzieren. Heute ist GE Additive in den Feldern Medizin, Automobil und Luftfahrt unterwegs, auch wegen der dritten Übernahme: Mittlerweile gehört auch der kanadische 3D-Druck-Spezialist AP&C zu GE Additive, deren Fokus die 3D-Produktion von Titan-Prothesen für die Medizinsparte ist.

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3D Systems

Das US-Unternehmen 3D Systems gibt es bereits seit 1986. Von der anfänglichen Stereolithografie haben sich auch die Amerikaner in Richtung Lasersintern fortentwickelt. Seit 2003 hat 3D Systems seinen Hauptsitz in Rock Hill, South Carolina, - vorwiegend aus steuerlichen Gründen, wie das Unternehmen bekannt gab. Es ist in den Bereichen Luftfahrt, Automobil, Zahnmedizin, Gesundheit, Industrie und Unterhaltung aktiv.

HP

Der US-Hersteller HP ist einer der größten Hersteller von Druckern für die Additive Fertigung in der Industrie. HP setzt auf ein eingens entwickeltes Verfahren, die Jet Fusion-Technologie. Diese soll nicht nur die Produktionskosten von Metallgegenständen verringern. Die Produktion soll zudem schneller sein, darüber hinaus sollten die Objekte detaillierter und stabiler sein.

Und das funktioniert so: Bei der Jet-Technologie werden Metallpulver und Bindemittel gesprüht und schichtweise miteinander verbunden und verfestigt. Die Tröpfchen haben eine Größe von 21 µm. Anschließend wird das Objekt in einem entsprechenden Ofen gesintert. So entstehen Teile aus rostfreiem Stahl und Titan. So können drei Zentimeter pro Stunde gedruckt werden, beim Lasersintern ist es ein Zentimeter.

Das waren die wichtigsten Hersteller von 3D-Druckern 2016

Die Aufzählung umfasst die Unternehmen nach ihrem Marktanteil im Jahr 2016

  1. Stratasys: 34 Prozent
  2. EOS: 17 Prozent
  3. 3D Systems: 11 Prozent
  4. SLM Solutions 6 Prozent
  5. Concept Laser 5 Prozent

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