3D-Druck: Die nahe Zukunft und Marktchancen erkundet

Das 3D-Druckverfahren wurde 1983 von Chuck Hill unter dem Namen „Stereolithographie“ als Technik zur Konstruktion fester Einheiten erfunden, indem nacheinander dünne Filme aus ultraviolettem Material übereinander gedruckt wurden. Diese Technik legte den Grundstein für das gegenwärtige Szenario des 3D-Drucks. Die moderne Definition des 3D-Drucks kann als ein additiver Konstruktionsprozess definiert werden, um eine physische Einheit aus einer digitalen Quelle oder einem digitalen Design zu erzeugen. Heutzutage sind verschiedene 3D-Technologien und -Materialien auf dem Markt erhältlich, aber alle folgen demselben standardisierten Verfahren: ein solides Material aus einem digitalen Design, indem aufeinanderfolgende Schichten hinzugefügt werden. Ein typischer 3D-Druck, der mit der Bildung einer digitalisierten Designdatei einer physischen Einheit eingeleitet wird. Der nächste Schritt variiert je nach verwendeter Technologie und verwendetem Material und beginnt bei Systemdruckern, um das Material zu schmelzen und auf der Druckplattform abzulegen. Die Zeit hängt stark von der Druckgröße und häufig von Nachbearbeitungsereignissen ab. Zu den gängigen Drucktechniken gehören Fused Deposition Modeling, Stereolithographie, digitale Lichtverarbeitung, selektives Lasersintern, Polyjet- und Multijet-Modellierung, Binder Jetting und Metalldruck (selektives Laserschmelzen und Elektronenstrahlschmelzen). Die Druckmaterialien variieren je nach Druckoptionen und reichen von Gummi, Kunststoffen (Polyamid, ABS, PLA und LayWood), Keramik, Biomaterialien, Sandstein, Metallen und Legierungen (Titan, Aluminium, Stahl, Kobalt-Chrom und Nickel).

Der 3D-Drucker ist vorteilhaft, da er die Konstruktion komplexer Designs bietet, die mit herkömmlichen Methoden nicht hergestellt werden können, die Anpassung von Produkten ohne zusätzliche Details oder Werkzeuge und ohne zusätzliche Preise und eine Hoffnung für Unternehmer oder Designer in einer kostengünstigen Produktion für Markttests schaffen oder andere Bedürfnisse. Darüber hinaus erzeugen die traditionellen Methoden zur Herstellung eines Unternehmens eine große Menge an Rohstoffverschwendung, zum Beispiel werden bei der Bracket-Herstellung fast 90 % des Rohstoffs verschwendet. Andererseits beinhaltet der 3D-Druck-Herstellungsprozess nur minimale Materialverschwendung und kann im nächsten Zyklus recycelt werden.

Das Konzept der 3D-Modellierung ist jedoch oft mit Nachteilen wie hohen Kosten bei der Großproduktion, eingeschränkter Festigkeit und Haltbarkeit sowie einer geringeren Auflösungsqualität verbunden. Darüber hinaus sind mehr als 500 3D-Druckmaterialien auf dem Markt erhältlich, die meisten bestehen aus Kunststoffen und Metallen. Aufgrund des rasanten technologischen Fortschritts nimmt die Anzahl der Materialien jedoch stark zu, darunter Holz, Verbundwerkstoffe, Fleisch, Schokolade und so weiter.

Wie aus öffentlichen Quellen hervorgeht, wird bis 2027 ein Zehntel der weltweiten Produktion 3D-gedruckt sein. Folglich werden die Kosten für Drucker in den kommenden 10 Jahren von 18.000 USD auf 400 USD sinken. Daher haben verschiedene Unternehmen ihre 3D-gedruckte Produktion gestartet, wie z. B. dominierende Schuhunternehmen sowie im Flugzeugbau. Die sich entwickelnde Technologie wird ein Szenario schaffen, in dem Smartphones mit Scannern ausgestattet wurden, die es ermöglichen, alles zu Hause zu bauen, zum Beispiel hat China ein komplettes 6-stöckiges Gebäude mithilfe der 3D-Drucktechnologie geschaffen.

Der 3D-Druck hat vielfältige Anwendungen in den Bereichen Medizin, Fertigung, Soziokultur und Industrie. Basierend auf Fertigungsanwendungen ist das Feld in Agile Tooling, Food, Research, Prototyping, Cloud-based Additives und Mass Customization unterteilt. Basierend auf der medizinischen Anwendung verteilt sich das Feld auf Biodruckgeräte und Medikamente. Beispielsweise wurde im August 2015 ein 3D-gedrucktes chirurgisches Bolzengerät mit dem Namen „FastForward Bone Tether Plate“ von der Food and Drug Administration (FDA) für die Behandlung von Ballenzeh zugelassen. Darüber hinaus entwickelte der Forscher des Max-Plank-Instituts für Intelligente Systeme, Deutschland, im Mai 2017 eine Mikromaschine namens Mikroschwimmer mithilfe der 3D-Druckertechnologie der Nanoscribe GmbH, mit der Medikamente präzise an die Infektionsstelle gebracht und kontrolliert werden können Im Körper. Verschiedene Branchen haben die 3D-Drucktechnologie zur Herstellung ihrer Produkte übernommen. Zum Beispiel erklärte Airbus SAS, Frankreich, dass sein Produkt Airbus A350 XWB mehr als 100 3D-gedruckte Komponenten enthält. Die Raumfahrtindustrie hat in Zusammenarbeit mit dem NASA Marshall Space Flight Center (MSFC) und Made In Space, Inc. einen 3D-Drucker zum Drucken in der Schwerelosigkeit entwickelt.

Es ist Markt

Der globale 3D-Druckmarkt wird voraussichtlich bis 2022 XX USD erreichen, ab XX im Jahr 2015 bei einer CAGR von XX % von 2016 bis 2022, wie aus dem neuesten aktualisierten Bericht hervorgeht, der auf DecisionDatabases.com verfügbar ist. Der Markt ist nach Druckertyp, Materialtyp, Materialform, Software, Service, Technologie, Prozess, Branche, Anwendung und Geografie segmentiert.

Basierend auf dem Druckertyp wird der Markt nach Desktop-3D-Druckern und Industriedruckern segmentiert. Basierend auf der Materialart wird der Markt in Kunststoffe, Metalle, Keramik und andere (Wachs, Laywood, Papier, Biomaterialien) unterteilt. Basierend auf der Materialform wird der Markt nach Filament, Pulver und Flüssigkeit segmentiert. Basierend auf Software wird der Markt nach Designsoftware, Inspektionssoftware, Druckersoftware und Scansoftware segmentiert. Basierend auf der Technologie wird der Markt auf der Grundlage von Stereolithographie, Fused Deposition Modeling, selektivem Lasersintern, direktem Metall-Lasersintern, Polyjet-Druck, Tintenstrahldruck, Elektronenstrahlschmelzen, Laser-Metallabscheidung, digitaler Lichtverarbeitung und laminierter Objektherstellung segmentiert. Basierend auf dem Prozess wird der Markt nach Binder Jetting, Direct Energy Deposition, Materialextrusion, Material Jetting, Pulverbettfusion, Wannen-Photopolymerisation und Folienlaminierung segmentiert. Basierend auf der Branche ist der Markt nach Automobil, Gesundheitswesen, Architektur und Bauwesen, Konsumgüter, Bildung, Industrie, Energie, gedruckte Elektronik, Schmuck, Lebensmittel und Gastronomie, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung und andere segmentiert. Basierend auf der Anwendung wird der Markt nach Prototypen, Werkzeugen und Funktionsteilen segmentiert.

Geografisch ist der Markt nach Nordamerika, Lateinamerika, Europa, Asien-Pazifik sowie Naher Osten und Afrika segmentiert

Faktoren wie hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung (F&E), geringe Rohstoffverschwendung und einfache Konstruktion maßgeschneiderter Produkte treiben das Wachstum des Marktes voran. Faktoren wie die eingeschränkte Verfügbarkeit von Druckern, hohe Materialpreise und der Mangel an qualifizierten Fachkräften behindern jedoch das Marktwachstum.

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