Innovationen in der CNC-Bearbeitung, der additiven Fertigung und den Gießtechnologien eröffnen Unternehmen, ambitionierten Hobbyanwendern und Endverbrauchern ein beispielloses Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten. Angesichts der Vielzahl an verfügbaren Technologien bleibt jedoch die Frage: Wie entwickeln sie sich hinsichtlich ihres Wachstums und welche Branchen setzen sie am häufigsten ein?
Hier betrachten wir die Wachstumstrends der CNC-Bearbeitung, des 3D-Drucks und des Vakuumgießens für das Jahr 2019 und wagen einen Blick auf die Prognosen für die Zukunft.
CNC Dienstleister
Statistiken zu Akzeptanz und Nutzung
Laut Raghav Bharadwaj Shivaswamy, einem leitenden Analysten bei Technavio für Automatisierung Forschungsprojekte„Anwendungen für Werkzeugmaschinen lassen sich in drei wichtige Produktsegmente unterteilen, die sich wie folgt zusammensetzen: Metallbearbeitungsmaschinen, Metallumformungsmaschinen und anderes ZubehörDas Segment der Werkzeugmaschinen zur Metallbearbeitung dominierte den US-Markt im Jahr 2016 mit einem Marktanteil von rund 51 %, vor allem aufgrund der höheren Nachfrage nach industriellen Anwendungen zur Metallbearbeitung.
Die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Metallverarbeitungsunternehmen sind die prominentesten Anwender von automatisierte, subtraktive BearbeitungstechnologienZu den weiteren wichtigen Branchen zählen das Bauwesen sowie die Energie- und Stromerzeugung. Die USA sind der größte Einzelmarkt für Kfz-Werkzeuge und werden aufgrund verschiedener Faktoren (Bevölkerungsgröße, staatliche Förderprogramme, Verbraucherbasis etc.) voraussichtlich weiter wachsen.
Die führenden Anbieter von Bearbeitungstechnologien (CNC und Laser), hervorgehoben von Technavio Industrieautomation Die in diesem Bericht genannten Marktforschungsanalysten sind Dalian Machine, DMG MORI, Haas Automation, JTEKT und Komatsu. CNC-Maschinen werden, wie zu erwarten, für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden und Ausdrehen.
Während CNC-Steuerungen derzeit am häufigsten in der APAC-Region eingesetzt werden, wird für den europäischen Markt aufgrund technologischer Fortschritte und Investitionen ein starkes Wachstum erwartet. Wichtige globale Akteure auf dem Markt Dazu gehören Bosch Rexroth AG (Deutschland), DMG MORI CO., LTD. (Japan), Fagor Automation (USA), FANUC Corporation (Japan), Haas Automation, Inc. (USA), Hurco Companies, Inc. (USA), Mitsubishi Electric Corporation (Japan), Okuma Corporation (Japan), Siemens AG (Deutschland).
Wachstum und Prognosen
Das Markt für CNC-Steuerungen Der Markt wurde 2016 auf 2.86 Milliarden US-Dollar geschätzt und sollte zwischen 2017 und 2023 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 3.8 % wachsen. Einige Schätzungen gehen davon aus, dass der Wert bis dahin auf 3.70 Milliarden US-Dollar steigen wird. Laut [Quelle einfügen] sind die zunehmende Verbreitung von Industrieautomatisierung im Fertigungssektor, die Möglichkeit zur Senkung der Betriebskosten und die steigende Nachfrage nach Massenproduktion in den Endverbraucherbranchen die Hauptfaktoren für das Wachstum des CNC-Marktes.Märkte und Märkte'.
Genauer gesagt, wird erwartet, dass 3-Achs-CNC-Maschinen in diesem Zeitraum den größten Marktanteil halten werden. Da 3-Achs-Maschinen in der Branche am häufigsten eingesetzt werden, gewinnen 5-Achs-Maschinen ebenfalls an Bedeutung und werden voraussichtlich bis 2023 weiter wachsen.
Die Automobilindustrie wird ihre führende Rolle im CNC-Einsatz voraussichtlich beibehalten. Innovation, der Bedarf an schneller Produktion und höherer Qualität sind die Hauptfaktoren für diesen Fortschritt, nicht nur in der Automobilproduktion, sondern auch in der Verteidigungs- und Luftfahrtindustrie.
Eine weitere Schätzung geht von einem Anstieg um 4 % bis 2021 aus. Dies ist besonders interessant, da die Marktentwicklung bisher gezeigt hat, dass viele den Höhepunkt der Zerspanungsindustrie bereits vor einiger Zeit erreicht hatten. Laut einem Bericht von Gardner Business Intelligence "Die US-Werkzeugmaschinenindustrie, gemessen an den Werkzeugmaschinenaufträgen (USMTO), erreichte im September 2014 mit einem Wachstum von 7.4 Prozent ihren Höhepunkt und erlebte anschließend einen Tiefpunkt mit einem Rückgang der Stückzahlen um 19.4 Prozent im Juli 2016.".
3D Druck
Druckerhersteller und -anwender
Bei den Druckerherstellern war die größte Veränderung bis 2018 der Trend hin zu teureren Systemen. Das größte Wachstum verzeichneten die Unternehmen, die Drucker im Preissegment ab 5,000 US-Dollar herstellen. Ihre Anzahl stieg von 135 auf 177. Im Vergleich dazu ging die Zahl der Hersteller von Geräten unterhalb dieser Preisklasse zurück. Der Gesamtmarkt befindet sich jedoch hinsichtlich Umsatz und Investitionen weiterhin im Aufwärtstrend.
Es ist anzumerken, dass es aufgrund der jährlich steigenden Verbreitung schwierig ist, genau zu erfassen, welche Branchen den 3D-Druck einsetzen. Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung gehören jedoch definitiv zu den wichtigsten Anwendern. Bis 2018 64 % der Luft- und Raumfahrtunternehmen nutzen 3D-Druck. in der Produktion und führt damit alle anderen in der Umfrage erfassten Branchen an.
Was die Anwendungsfälle angeht, gibt es einige aktuelle Entwicklungen, die auf eine positive Zukunft der Technologie hindeuten. Im April feierte HP seine 10-millionste gedruckte HP hat innerhalb eines Jahres ein Teil mithilfe seiner Multi-Jet-Fusion-Technologie gefertigt. Zu den Kunden zählen Daimler Trucks North America, Fast Radius, Linear AMS, das US Marine Corps und viele weitere Unternehmen.
Nano Dimension Eigene Untersuchungen ergaben, dass in der Elektronikindustrie der 3D-Druck von mehrlagigen Leiterplatten und flexibler Elektronik die gängigsten Anwendungen sind. Eine weitere Erkenntnis zeigt, dass das Hauptinteresse der Branche an der Anwendung des 3D-Drucks in der Beschleunigung der Produktentwicklung und der Förderung von Innovationen liegt.
Die Medizinbranche nutzt 3D-Druck schon seit Längerem. Laut Harvard Business Review (2015) stellte die US-amerikanische Hörgeräteindustrie innerhalb von weniger als 500 Tagen 99 % ihrer Produktion auf additive Fertigung um. Auch im Bereich der Zahnmedizin zählt der 3D-Druck nach wie vor zu den wichtigsten medizinischen Anwendungen. Unternehmen wie ClearCaps nutzen ihn beispielsweise zur Herstellung von Zahnschienen in großen Stückzahlen.
Verwendung und Materialien
Laut Sculpteo prognostizierten 55 % der Unternehmen für 2017, dass sie möglicherweise mehr in 3D-Druckdienstleistungen und -lösungen investieren würden. Ein Jahr später stellte Sculpteo fest, dass 2018 bereits 70 % der Unternehmen ihre Investitionen in den 3D-Druck erhöht hatten, verglichen mit 49 % im Jahr 2017. Insgesamt ist das steigende Investitionsniveau ein positives Zeichen für die Zukunft der Technologie. Diese Investitionen fließen in verschiedene Anwendungsbereiche des 3D-Drucks in den Unternehmen.
Laut einer Umfrage von Sculpteo unter Unternehmen wurde der 3D-Druck im Jahr 2017 hauptsächlich zur Beschleunigung der Produktentwicklung (28 %), zur Bereitstellung kundenspezifischer Produkte (16 %) und zur Erhöhung der Produktionsflexibilität (13 %) eingesetzt.
2018 verzeichnete den höchsten Umsatz mit Materialien für das Polymer-Pulverbett-Schmelzverfahren. Die Technologie erreichte einen Wert von rund 400 Millionen US-Dollar. Obwohl Kunststoffe nach wie vor das gängigste Druckmaterial sind, stagnierte das Wachstum bis 2017, als es zu einem plötzlichen Anstieg bei industrietauglichen Polymeren kam. Auch Metallmaterialien legten im Laufe des Jahres um 41 % zu.
Wachstum und Prognosen
Bis 2020 wird der weltweite Markt für 3D-Druck (alle Produkte und Dienstleistungen im Bereich der additiven Fertigung) voraussichtlich ein Volumen von 15.8 Milliarden US-Dollar erreichen. Laut dem Bericht von Wohler's werden die Umsatzprognosen für 2022 auf 23.9 Milliarden US-Dollar und für 2024 auf 35.6 Milliarden US-Dollar steigen. Insgesamt sehen die Zukunftsaussichten für die Branche vielversprechend aus, mit einem jährlichen Wachstum von über 40 % in den nächsten Jahren.
Eine weitere interessante Statistik betrifft die Anzahl der Unternehmen, die sich mittlerweile als „3D-Druck-First“-Unternehmen verstehen und die Technologie als primäres Produktionsverfahren nutzen. Der Anteil dieser Unternehmen stieg von 15 % im Jahr 2017 auf 22 % im Jahr 2018. Im selben Jahr nutzten 36 % der von Sculpteo befragten Unternehmen den Metalldruck, gegenüber 28 % in früheren Berechnungen.
Unter allen 3D-Drucktechnologien ist das Pulverbettfusionsverfahren das wird voraussichtlich bis 2024 den größten Marktanteil halten.In der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Gesundheits- und Maschinenbauindustrie werden am häufigsten Technologien wie das direkte Metall-Lasersintern (DMLS), das Elektronenstrahlschmelzen (EBM), das selektive Wärmesintern (SHS), das selektive Laserschmelzen (SLM) und das selektive Lasersintern (SLS) zur Entwicklung funktionaler Teile eingesetzt.
Druckguss
Hersteller und Anwender
Zu den wichtigsten Herstellern innerhalb dieser Technologie gehören Alcoa Corporation; Walbro; Consolidated Metco, Inc.; Dynacast; Gibbs Die Casting Corporation; Bodine Aluminum, Inc.; Ryobi Ltd; Aluminum Corporation of China Limited; Martinrea Honsel Germany GmbH; Endurance Technologies Limited; und Alcast Technologies.
Der Markt für Druckguss ist in der Automobilindustrie recht groß. Das Hauptaugenmerk liegt dort auf der Herstellung hochbeständiger Druckgussteile. Auch Hersteller von Industriemaschinen und Rohrleitungen setzen zunehmend auf Druckguss, ebenso wie die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Verteidigungsindustrie in den letzten Jahren. Ein weiterer aktueller Trend ist der vermehrte Einsatz von hochfesten Aluminiumkomponenten in der Landwirtschaft und Medizintechnik.
Aluminium ist das am häufigsten verwendete Metall in der Gusstechnologie. Der weltweite Markt für Aluminiumguss wurde 2018 auf 47.1 Milliarden US-Dollar geschätzt, mit einer prognostizierten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 9.1 % von 2019 bis 2025. Dieser Aufschwung im Aluminiumverbrauch ist auf die Automobilindustrie und die gestiegene Nachfrage aus dem Bausektor im asiatisch-pazifischen Raum zurückzuführen, die das Marktwachstum angekurbelt haben. Ein weiteres vielversprechendes und schnell wachsendes Segment für Aluminium-Endprodukte ist der Industriesektor. Das Wachstum dieses Segments bis 2025 ist maßgeblich auf die Modernisierung traditioneller Agrarländer wie Indien und Brasilien zurückzuführen.
Das Druckgussverfahren trug 2018 mit rund 53.0 % zum Marktumsatz bei, was auf seine Beliebtheit aufgrund der hohen Produktionsmengen zurückzuführen ist. Hochdruck-Druckguss (HPDC) macht 71.0 % des Druckgussverfahrens aus und ermöglicht höhere Produktionsraten in verschiedenen Branchen.
Wachstum und Prognosen
Der globale Markt für Druckguss hatte 2017 einen Wert von 62.87 Milliarden US-Dollar und wird Prognosen zufolge bis 2023 auf 93.87 Milliarden US-Dollar anwachsen. Für den Prognosezeitraum 2018–2023 wird ein durchschnittliches jährliches Wachstum (CAGR) von über 6.93 % erwartet. Der asiatisch-pazifische Raum ist mit über 58 % Marktanteil im Jahr 2017 mit Abstand der größte Markt für Druckguss. Aufgrund der steigenden Nachfrage der Endverbraucher nach kostengünstigeren Produkten ist im asiatisch-pazifischen Markt für Magnesiumlegierungs-Druckguss mit weiterem Wachstum und zahlreichen neuen Start-ups zu rechnen. Etablierte Unternehmen stehen vor großen Herausforderungen hinsichtlich Technologie, Zuverlässigkeit und Qualität, was zu Fusionen und Übernahmen zwischen kleineren und etablierten Unternehmen führt.
Die beiden wichtigsten Absatzmärkte für die Druckgussindustrie sind die Automobilindustrie an erster Stelle und die Bauindustrie an zweiter. Beide Branchen gelten als guter Indikator für die allgemeine Lage der Gießereiindustrie. Der Absatz von leichten Nutzfahrzeugen erreichte 2016 17.55 Millionen Einheiten und war damit trotz Spekulationen, dass er das Ergebnis von 2017 nicht erreichen könnte, ein weiteres gutes Jahr in Folge. Er blieb stabil, obwohl das Wachstum von 2016 auf 2017 höher ausfiel. Weltweit werden rund 60.0 % aller Gussprodukte für die Automobilindustrie verwendet.
In Nordamerika hat der jüngste Anstieg der Nutzung von Druckgusstechnologie im Automobilsektor auf die EPA-Vorschriften zum Kraftstoffverbrauch zurückzuführen sein. Dies könnte zu unerwarteten Steigerungen beigetragen haben. Gemäß den neuen Anforderungen strebten die Hersteller danach, neue Fahrzeuge leichter zu gestalten, was wiederum den Einsatz von Druckguss erhöhte. Die EPA hatte die Kraftstoffverbrauchsstandards bis 2016 auf 35.5 mpg und bis 2025 auf 54.5 mpg angehoben. Auch in Europa wird von 2019 bis 2025 ein durchschnittliches jährliches Wachstum von 7.1 % prognostiziert, insbesondere im Hinblick auf … nach Deutschland, Frankreich, Italien und Russland.
Spritzguss
Hersteller und Anwender
Metall-Spritzgießtechnologien werden von Herstellern der Automobil- und Luftfahrtindustrie, der Konsumgüterbranche und der Medizintechnik eingesetzt, was laut einigen Studien im Laufe der Zeit zu einem Wachstum in diesem Sektor geführt hat. Angesichts der Nachfrage nach Smartphones und anderen Elektronikprodukten wird ein weiteres Wachstum erwartet, da zahlreiche Komponenten wie Lightning-Anschlüsse, Klappmechanismen für Smartphones und Glasfaserteile mithilfe von MIM-Maschinen hergestellt werden.
Im Kunststoffsektor sind die Hauptanwender des Spritzgussverfahrens ebenfalls die Automobil- und Medizintechnikbranche, gefolgt von der Bau-, Medizin- und Verpackungsindustrie. Viele Branchen, wie beispielsweise die Automobilindustrie, ersetzen Stahl durch Kunststoffe, um Gewicht zu sparen. Dies führt zu einer zunehmenden Verlagerung der Produktionspräferenzen zwischen den beiden Materialien.
Zu den wichtigsten Akteuren im Spritzgussverfahren zählen Dynacast, GKN Plc, Britt Manufacturing, Dean Group International Ltd., Cypress Industries, Sintex, CMG Technologies, Indo-MIM Pvt. Ltd., Real Technik AG und ATW Companies. Im Bereich Kunststoffe sind BASF, Dow Chemical Company, DuPont und HTI Plastics die führenden Unternehmen.
Unternehmen setzen Spritzguss ein, um kürzere Bearbeitungszeiten zu erzielen, Nachbearbeitungen zu vermeiden und engere Toleranzen bei den Endprodukten zu erreichen. Zudem ermöglicht es ihnen, die Nachbearbeitung zu minimieren. Darüber hinaus ist es kostengünstig, insbesondere im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden.
Auch die Medizinbranche nutzt das Spritzgussverfahren zur Herstellung von Halterungen, Medikamentenverabreichungssystemen, Gelenkersatzgeräten und verschiedenen Implantaten.
Materialien
Im Kunststoffsektor ist in letzter Zeit eine starke Volatilität der Marktpreise zu beobachten, die sich voraussichtlich auf das Wachstum auswirken wird. Rohstoffe wie Benzol, Ethylen, Propylen und Styrol unterliegen Preisschwankungen und stehen aufgrund von Umweltbedenken hinsichtlich ihrer Entsorgung in der Kritik. Dies führt zu Unsicherheiten am Markt. Gleichzeitig hat dies Unternehmen in den letzten Jahren jedoch dazu veranlasst, in verschiedene alternative, biologisch abbaubare Materialien zu investieren.
Der asiatisch-pazifische Raum ist in beiden Kategorien des Spritzgusses führend. Er hält 37 % des Marktes für Kunststoffformteile, vermutlich aufgrund der Anwendungsbereiche Verpackungen, Mobiltelefone und Konsumgüter. Nordamerika entwickelte sich zum zweitgrößten Verbrauchermarkt und wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10 % wachsen. Europa war ein weiterer wichtiger Markt für spritzgegossene Kunststoffe mit einer geschätzten Gesamtnachfrage von 45.29 Milliarden US-Dollar bis 2025.
Wachstum und Prognosen
Der globale Markt für spritzgegossene Kunststoffe hatte 2018 ein Volumen von 325.69 Milliarden US-Dollar. Für den Prognosezeitraum wird ein jährliches Wachstum von 5.7 % erwartet. Der globale Markt für Metallspritzguss (MIM) erreichte 2015 ein Volumen von 2.1 Milliarden US-Dollar und soll von 2016 bis 2025 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 11.9 % wachsen.
Steigende Produktausgaben in Brasilien, China, Indien, Mexiko, Russland und Südafrika dürften weiteres Wachstum begünstigen. Sowohl im Kunststoff- als auch im Metallbereich führt die wachsende Nachfrage nach leichten und kleineren Automobilteilen zu besseren Chancen für die MIM-Technologie. Dies gilt auch für hochfeste Bauteile in Motoren und elektronischen Systemen der Automobilindustrie.
Optische Klarheit, Biokompatibilität und kostengünstige Produktionsmethoden werden voraussichtlich die Nachfrage in der Medizinbranche ankurbeln. Der Gesundheits- und Medizinsektor wird voraussichtlich ein jährliches Wachstum von über 6.3 % erzielen und bis 2025 einen Nettowert von 40.49 Milliarden US-Dollar erreichen.
Die wichtigsten Quellen für die im Artikel verwendeten Daten sind der Wohler-Bericht, Sculpteo, Grand View Research, Technavio, Reuters, die North American Die Casting Association und Mordor Intelligence.
