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27.05.2019

Immer mehr US-Unternehmen nutzen den 3D-Druck

Hohe Nachfrage vor allem in den Branchen Automobil, Luftfahrt, Medizin- und Dentaltechnik / Von Heiko Steinacher

San Francisco (GTAI) - Besonders beliebt ist der 3D-Druck in der US-Automobil- und -Luftfahrtindustrie. Deutsche Produzenten kooperieren mit Start-ups vor Ort und suchen nach Übernahmekandidaten.

Ford hat 2018 rund 45 Millionen US-Dollar (US$) in ein neues Fertigungszentrum in Redford, Michigan, investiert. Dort werden gemeinsam mit zehn Unternehmen aus dem Bereich der additiven Fertigung 3D-Drucker getestet, unter anderem von EOS, HP und Stratasys, um sie für den Kfz-Bau anzupassen. Serienmäßig setzt Ford 3D-gedruckte Teile bereits im neuen Shelby Mustang GT500 ein. Auch Teile des Pick-ups F-150 Raptor stammen aus dem 3D-Drucker.

Kfz-Bauteile entstehen bereits in additiver Serienfertigung

General Motors (GM) kooperiert mit dem Softwareanbieter Autodesk. Der hat ein Programm entwickelt, das Cloud Computing mit selbstlernenden Algorithmen kombiniert. Dadurch lassen sich mehrere Designvarianten für Bauteile generieren, aus denen Ingenieure dann auswählen können. In einem Pilotprojekt wurde für ein Teil einer Sitzschalenhalterung auf diese Weise eine Gewichtsreduzierung um 40 Prozent bei 20 Prozent mehr Stabilität erreicht.

Auch General Electric (GE) setzt in der Teileherstellung 3D-Drucktechnologie ein. In den letzten Jahren hat der US-Mischkonzern mehrere Firmen übernommen, darunter auch den fränkischen 3D-Druck-Anlagenbauer Concept Laser. Vor allem über seine Tochtergesellschaften ist GE stark in der Erforschung und Entwicklung des 3D-Drucks vertreten. So laufen seit Mitte 2018 die Zulassungstests für ein neues Turboprop (Kofferwort aus Turbojet und Propeller)-Triebwerk der Sparte GE Aviation, dessen Komponenten in einem firmeneigenen Technologiezentrum in Cincinnati, Ohio, additiv gefertigt werden.

Fraunhofer-Einrichtung kooperiert mit US-Technologieunternehmen

Angesichts des wachsenden Interesses an der additiven Fertigung entstehen immer mehr 3D-Druck-Labors. Im Februar 2019 eröffnete GE Power eins in seiner erst 2016 eingeweihten Advanced Manufacturing Works-Einrichtung in Greenville, South Carolina. Betrieben wird das Labor von der Clemson University, mit der GE eine strategische Partnerschaft geschlossen hat.

Ebenfalls im Februar 2019 wurde der Anbieter von Qualitätssicherungs-Software Sigma Labs als erster US-amerikanischer Partner in das globale Forschungskonsortium Fraunhofer Additive Alliance aufgenommen. Zwei Monate zuvor war Sigma Labs eine Forschungs- und Entwicklungspartnerschaft mit der Fraunhofer-Einrichtung für additive Produktionstechnologien (IAPT) eingegangen, um die Industrialisierung des 3D-Drucks voranzubringen.

Tummelplatz für die Start-up-Szene

Immer mehr Start-ups wagen den Schritt in die additive Fertigung. Oft schließen sie sich mit Materialherstellern zusammen, um ein neues Produkt anzufertigen. Zum Beispiel Carbon aus Redwood City im Silicon Valley, Kalifornien. Das Technologieunternehmen hat ein 3D-Druckverfahren entwickelt, bei dem eine Software das Zusammenwirken von Sauerstoff und Ultraviolettstrahlung steuert, um flüssiges Kunstharz schnell zu härten und daraus Polymerteile herzustellen. Darüber hinaus entwickelt Carbon biokompatible und recycelbare Harze.

Einer der Kunden von Carbon ist Adidas. Der deutsche Sportartikelhersteller lässt bei Carbon die Mittelsohle für seine Sneaker-Reihe 4D drucken. Neben weiteren internationalen Investoren in das Unternehmen zählt auch BMW zu seinen Geldgebern. "Wir können mehr als 50 Kunstharze im additiven Verfahren verarbeiten", sagte Carbon-Gründer Joseph DeSimone auf dem Maifest 2019 der Wirtschaftsförderung des Landes Bayern, Invest in Bavaria, in Menlo Park, Kalifornien. "Anwendungspotenzial bieten viele Branchen, aber die größten Chancen sehen wir im Gesundheitswesen, etwa bei Dentalmodellen", fügte der promovierte Chemiker hinzu.

3D-Druck in der stationären Versorgung

Immer mehr US-Krankenhäuser richten eigene Abteilungen für 3D-Druck ein. Anfang des Jahres 2019 gaben der Medizintechnikanbieter LimaCorporate und das Hospital for Special Surgery in New York City bekannt, einen 3D-Drucker einsetzen zu wollen, um individualisierte Implantate und Prothesen direkt auf dem Campus der Klinik herzustellen. Fachleute sagen, dass die 3D-Technik dabei helfen könnte, die Zahl notwendiger Revisionseingriffe deutlich zu reduzieren.

Der deutsche Henkel-Konzern gab Mitte Mai 2019 bekannt, das Unternehmen Molecule Corporation aus Concord, Kalifornien, übernommen zu haben. Auch Molecule nutzt innovative Harztechnologien für 3D-Druck.

Im März 2019 hat der Münchener Konzern Wacker Chemie in Ann Arbor, Michigan, sein erstes Silikon-3D-Druck-Labor in den USA eröffnet. Die 3D-Drucker dort können Silikonkautschuk in verschiedenen Härtegraden und Farben verarbeiten.

Im Bausektor kommen additive Verfahren neben dem Prototypendruck auch für einzelne Bauteile sowie in der Funktions- und Designentwicklung zum Einsatz. Das Bauunternehmen Sunconomy aus Austin, Texas, erhielt Anfang 2019 die Genehmigung zum Bau eines Hauses mit einem 3D-Drucker in Lago Vista. Laut Firmengründer Larry Haines sei das innerhalb eines Tages und ganz ohne Abfallprodukte möglich.

Auch der Mode- und Textilbranche eröffnet der 3D-Druck neue Möglichkeiten. Die Unternehmen GE Additive und Protolabs arbeiten dazu schon seit einigen Jahren zusammen. Mit dem Ziel, innovative Kleider und Accessoires im 3D-Druckverfahren zu kreieren, hat sich auch der US-amerikanische Modedesigner Zac Posen dieser Kooperation angeschlossen.

US-Handelspolitik verteuert den 3D-Druck

Nach der Einführung weiterer Sonderzölle auf chinesische Produkte im August 2018 haben sich die Kosten für den 3D-Druck in den USA erhöht. Seither werden unter anderem auf chemische Grundstoffe, darunter 3D-Druck-Filamente wie Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Copolymere, 25 Prozent Strafzoll erhoben.

Solche Waren wurden bisher hauptsächlich aus China importiert. Von Januar bis März 2019 ist allein die US-Einfuhr von Produkten aus den in der Tabelle unten aufgeführten Warengruppen aus China um 6,3 Millionen US$ (-41 Prozent) gegenüber dem gleichen Vorjahresquartal gesunken. Die US-Bezüge dieser Kunststoffe aus Deutschland gingen im gleichen Zeitraum um 1,6 Millionen US$ (-16 Prozent) zurück. Zugelegt haben dagegen die Lieferungen aus Kanada, Indien und Japan.

US-Import ausgewählter Kunststoffe, die unter anderem als 3D-Druck-Materialien verwendet werden können (in Mio. US$, Veränderung in %)
Warengruppe (HS-Pos.) 2017 2018 (davon aus Deutschland) Veränderung 1. Qu. 2019/ 1. Qu. 2018
ABS-Copolymere (39033000) 384,6 404,9 (13,1) -6,5
Polymilchsäure (39077000) 8,4 8,2 (1,7) 55,0
Monofile aus Polymeren des Ethylens *) (39161000) 31,6 30,4 (1,9) -12,4
Monofile aus Polymeren des Vinylchlorids *) (39162000) 266,9 284,7 (6,2) 8,8
Monofile aus Kondensationspolymerisations- und Umlagerungspolymerisations-erzeugnissen *) (39169010) 25,9 26,1 (4,0) 4,5
Monofile aus Additionspolymerisations-erzeugnissen *) (39169050) 132,8 139,8 (10,1) 7,7

*) mit einem größten Durchmesser von mehr als 1 mm

Quelle: U.S. International Trade Commission

Weitere Informationen zu Wirtschaftslage, Branchen, Geschäftspraxis, Recht, Zoll und Ausschreibungen in den USA finden Sie unter: http://www.gtai.de/usa.

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