DIGITALER PRODUKTIONSMARKT ANALYSIS

Die globale digitale Fabrikationsmarktgröße wird geschätzt auf US$ 38.20 Bn in 2023 und wird voraussichtlich erreichen US$ 239.80 Bn bis 2030, in einem jährliches Wachstum Rate (CAGR) von 30% von 2023 bis 2030. Digitale Fertigung umfasst verschiedene Technologien wie 3D-Druck, CNC (Computer Numerical Control), Laserschneiden und computergestütztes Design (CAD). Diese Technologien ermöglichen die Herstellung von benutzerdefinierten Objekten, Prototypen und Komponenten mit hoher Präzision und Effizienz.

Zu den Faktoren, die zum Wachstum des digitalen Fabrikationsmarktes beitragen, zählen Fortschritte in der additiven Fertigungstechnologie, eine verstärkte Übernahme in Industrien wie Automotive, Aerospace, Healthcare und Konsumgüter sowie die wachsende Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten.

Digital Fabrication Market Regionale Einblicke

• Nordamerika: Nordamerika dominiert den digitalen Produktionsmarkt, der 2023 den größten Marktanteil von 35 % hält. Der regionale Markt profitiert von einer starken Präsenz führender Hersteller wie Stratasys, 3D Systems und Autodesk. Die wesentlichen Investitionen der US-Regierung in Forschung und Entwicklung digitaler Fertigungstechnologien tragen weiter zum Marktwachstum der Region bei.
• Europa: Europa hält 2023 den drittgrößten Marktanteil von 20 % und wird von 2023 bis 2030 bei einem CAGR von 16 % wachsen. Die Automobil-, Luftfahrt- und Medizingeräteindustrie in Europa umfasst zunehmend digitale Fertigungstechnologien. Die Initiativen der Europäischen Kommission zur Förderung der digitalen Fertigung im verarbeitenden Gewerbe fördern das Marktwachstum in der Region weiter.
• Asien-Pazifik: Die Region Asien-Pazifik zeigt mit einem projizierten CAGR von 18 % von 2023 bis 2030 die höchste Wachstumsrate im digitalen Produktionsmarkt. Dieses Wachstum wird von der steigenden Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten und Teilen in der Region sowie der wachsenden Übernahme digitaler Fertigungstechnologien durch KMU angetrieben. Die Regierungen Chinas und Indiens fördern aktiv den Einsatz dieser Technologien im verarbeitenden Gewerbe, die Markterweiterung.

Abbildung 1. Globaler Marktanteil der digitalen Produktion (%), nach Region, 2023

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Angemeldeter Standpunkt: Der digitale Fertigungsmarkt ist in den nächsten fünf Jahren stark angewachsen. Zu den wichtigsten Treibern für dieses Wachstum zählen die zunehmende Einführung von 3D-Druck in verschiedenen Branchen für Prototyping- und Produktionsanwendungen. Die Additive Fertigung ermöglicht hohe Maßstäbe an Anpassung und komplexe Geometrien, die durch traditionelle Methoden nicht möglich sind. Die Verfügbarkeit neuer Materialien für den 3D-Druck wie Kohlefaser und neue Metalllegierungen erweitert auch Anwendungen. Allerdings könnten hohe Kosten für den Einstieg mit einigen 3D-Druckern und Materialien die Adoptionsraten in naher Zukunft zurückhalten. Darüber hinaus sind begrenzte Kapazitäten hinsichtlich Geschwindigkeit und Größe für Massenproduktionsanwendungen im Vergleich zu herkömmlichen Prozessen eine Herausforderung.

Digital Fabrication Market Drivers:

• Technologische Fortschritte: Kontinuierliche Fortschritte in digitalen Fertigungstechnologien wie 3D-Druck, computergestütztes Design (CAD), Roboter, und die additive Fertigung treiben das Marktwachstum voran. Diese Fortschritte haben zu einer verbesserten Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz von Fertigungsprozessen geführt, wodurch die digitale Fertigung für verschiedene Branchen zugänglicher und kostengünstiger ist.
• Personalisierung und Personalisierung: Digitale Fertigung ermöglicht Anpassung und Personalisierung von Produkten und Designs. Mit digitalen Fertigungstechnologien können Unternehmen einfach Prototypen, einmalige Designs und kundenspezifische Produkte erstellen, um spezifische Kundenanforderungen zu erfüllen. Diese Fähigkeit hat in Industrien wie Gesundheits-, Automobil-, Luft- und Raumfahrt und Konsumgütern eine hohe Zugkraft erlangt.
• Kosten- und Zeitersparnis: Digitale Fertigung bietet Kosten- und Zeitersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren. Die Fähigkeit, Prototypen und Iterate-Designs schnell herzustellen, reduziert die Entwicklungszeit und die Kosten, die mit traditionellen Fertigungsprozessen verbunden sind. Darüber hinaus eliminiert die digitale Fertigung den Bedarf an komplexen Werkzeugen und reduziert Materialabfälle, was zu Kosteneffizienz führt.

Nach Angaben der US-Abteilung für Energie fielen die Kosten für den Metall-3D-Druck von 2020 bis 2021 um 23 %, da der Durchsatz stieg. In einem Bericht des Europäischen Parlaments aus dem Jahr 2022 wurde ebenfalls festgestellt, dass die Kosten für Polymer 3D-Drucker von 2018 bis 2020 um 18 % zurückgingen, da die Kapazitäten verbessert wurden. Da Kosten senken, werden mehr Anwendungsfälle für die additive Fertigung und digitale Fertigung wirtschaftlich sein.

• Industrie 4.0 und Smart Manufacturing: Das Konzept der Industrie 4.0, das sich auf die Integration digitaler Technologien in Fertigungsprozesse konzentriert, treibt die Einführung digitaler Fertigung voran. Digitale Fertigungstechnologien orientieren sich an den Prinzipien der intelligenten Fertigung, indem Automatisierung, Konnektivität und datengesteuerte Entscheidungsfindung ermöglicht werden. Diese Integration verbessert Effizienz, Produktivität und Flexibilität im Fertigungsbetrieb.

Digital Fabrication Market Möglichkeiten:

• Kleine und mittlere Unternehmen (KMU): Digitale Fertigungstechnologien haben das Potenzial, das Spielfeld für KMU auszurichten. Diese Technologien bieten erschwingliche und zugängliche Fertigungslösungen, sodass kleinere Unternehmen mit größeren Gegenstücken konkurrieren können. KMU können digitale Fertigung für schnelle Prototyping, Anpassung und Kleinserienproduktion nutzen, wodurch Innovation und Marktreaktionsfähigkeit ermöglicht werden.

Nach Angaben der Weltbank im Jahr 2022 tragen in Schwellenländern kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bis zu 40 % zum nationalen Einkommen (BIP) bei. Bei der Berücksichtigung informeller KMU erhöhen sich diese Zahlen insbesondere.

• Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft: Digitale Fertigung orientiert sich an den Prinzipien der Nachhaltigkeit und der Kreislaufwirtschaft. Durch die Reduzierung von Materialabfällen, die Optimierung des Materialeinsatzes und die lokale Produktion trägt die digitale Fertigung zu einem nachhaltigeren Fertigungsökosystem bei. Dies bietet den Unternehmen Gelegenheit, umweltfreundliche Praktiken zu verabschieden, ihre CO2-Bilanz zu reduzieren und die steigende Nachfrage nach nachhaltigen Produkten und Lösungen zu erfüllen.

Nach dem 2021-Bericht der Ellen MacArthur Foundation haben viele große Volkswirtschaften umfassende politische Roadmaps formuliert und offizielle Ziele gesetzt, um Recycling und heimische Material wiederverwenden. So hat sich die Europäische Union verpflichtet, die Recyclingrate von Kunststoffabfällen bis 2030 auf 55 % zu erhöhen.

Digitaler Produktionsmarkt Trends:

• Annahme der Additive Manufacturing: Additive Herstellung, auch bekannt als 3D-Druck, ist ein wichtiger Trend in der digitalen Fertigung. Es ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien, Anpassungen und On-Demand-Herstellung. Die Technologie wird zunehmend in verschiedenen Branchen, einschließlich Automobil-, Luftfahrt-, Gesundheits- und Konsumgüter, übernommen.

Nach Angaben des Weltwirtschaftsforums hat sich die additive Fertigung (AM) durch unterschiedliche Stadien weiterentwickelt, die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 20% bleibt jedoch konstant.

• Hybride Fertigung Lösungen: Hybride Fertigung, die additive Fertigung mit traditionellen subtraktiven Prozessen wie CNC-Bearbeitung kombiniert, gewinnt Popularität. Dieser Ansatz nutzt die Stärken beider Technologien und ermöglicht die Herstellung von Teilen mit verbesserter Präzision, Oberflächenbehandlung und Materialeigenschaften. Hybride Fertigung bietet Flexibilität und erweitert das Anwendungsspektrum für die digitale Fertigung. Laut der Organisation für industrielle Entwicklung der Vereinten Nationen (UNIDO) gaben in einer 2021-Studie der globalen Fertigungsfirmen etwa 60% an, dass die Einführung fortschrittlicher Technologien wie 3D-Druck und Robotik für die Modernisierung ihres Betriebs in den kommenden fünf Jahren wesentlich sein wird.

Digital Fabrication Market Restraints:

• Hohe Investitionskosten: Die Implementierung digitaler Fertigungstechnologien erfordert oft eine erhebliche Investition in Ausrüstung, Software und Ausbildung. Die Kosten für den Erwerb und die Einrichtung von additiven Fertigungsmaschinen, CNC-Maschinen und anderen digitalen Fertigungswerkzeugen können für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) oder Unternehmen mit begrenzten Budgets verbieten.

Gegengewicht: Anstatt die Ausrüstung zu kaufen, betrachten Sie Leasing. Dies kann die Kosten über einen längeren Zeitraum verteilen und es handhabbarer machen.

• Limitierte Materialoptionen und Qualität: Obwohl es Fortschritte in Materialien für die digitale Fertigung gab, kann das Angebot an verfügbaren Materialien und deren Qualität im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren noch begrenzt werden. Einige Branchen haben strenge Materialanforderungen, und die Verfügbarkeit geeigneter Materialien für ihre spezifischen Anwendungen kann eine Herausforderung sein.

Gegengewicht: Limitierte Materialoptionen und Qualität können eine Herausforderung im digitalen Fertigungsmarkt sein. Unternehmen können in Forschung und Entwicklung investieren, um neue Materialien zu entdecken und die Qualität bestehender zu verbessern. Dies könnte zur Schaffung von langlebigeren, effizienten und vielseitigen Materialien für die digitale Fertigung führen.

• Mangel an qualifizierter Arbeitskräfte: Die erfolgreiche Implementierung und der Betrieb digitaler Fertigungstechnologien erfordern Fachkräfte mit Kompetenz in der additiven Fertigung, CAD/CAM-Software, Robotik und anderen relevanten Bereichen. Es gibt jedoch einen Mangel an ausreichend geschulten Arbeitskräften, und die Rekrutierung und die Erhaltung qualifizierter Talente kann eine Herausforderung für Unternehmen sein.

Gegengewicht: Investieren Sie in Ausbildungsprogramme, um ihre vorhandenen Arbeitskräfte zu steigern. Dies könnte durch on-the-job Training, Workshops oder Online-Kurse sein.

Neueste Entwicklungen

Schlüsselentwicklung

• Im Juni 2023, Stratasy, ein amerikanisch-israelischer Hersteller von 3D-Druckern, Software, gab den Eingang von unaufgefordert Vorschlag von 3D Systems bekannt. Es wurde gezeigt, dass Stratasys einen unaufgeforderten, unverbindlichen, indikativen Vorschlag der 3D Systems Corporation (NYSE: DDD) erhalten hatte. Der Vorschlag schlägt ein Übernahmeangebot von $7.50 in bar und 1.2507 neu ausgegebene Aktien von 3D Systems Stammaktien für jeden Stammaktien von Stratasys vor.
• Im Oktober 2023 Icon Technologies Limited, ein Unternehmen in der Thermoform und Rotationsform in Winkler, Manitoba, Kanada, erworben einen EXT 1270 Titan Pellet 3D Drucker, nach der Ankündigung von 3D Systems.
• Im September 2023, General Electric (GE) Vernova, ein multinationales US-amerikanisches Unternehmen, hat die Zukunft der Industrie durch die Einführung einer innovativen CO2-Emissionsmanagement-Software, die von künstlicher Intelligenz (KI) betrieben wird, vorangetrieben. Eine Softwarelösung zur Steuerung von Kohlenstoffemissionen soll Energieunternehmen dabei unterstützen, ihre Netto-Null-Ziele durch präzise Daten und Fähigkeiten zur Abrüstungsplanung voranzutreiben.

Wichtige strategische Initiativen

• Desktop Metal übernimmt EnvisionTEC: 2021 erwarb Desktop Metal, ein Anbieter von Metall-3D-Drucklösungen, EnvisionTEC, ein Pionier in der digitalen Lichtverarbeitung (DLP) und Photopolymer-basierten 3D-Drucktechnologien. Diese Akquisition erweiterte das Portfolio von Desktop Metal mit dem Know-how von EnvisionTEC in DLP und brachte eine breite Palette von Metall- und Photopolymer 3D-Drucktechnologien unter einem Unternehmen zusammen.
• Stratasys übernimmt Ursprung: Im Jahr 2020 erwarb Stratasys Origin, ein auf Photopolymer-basierten 3D-Druck spezialisiertes Startup. Diese Akquisition erweitert Stratasys Portfolio mit der programmierbaren Photopolymerisationstechnologie von Origin und ermöglicht die Herstellung von Endverwendungsteilen mit verbesserter Genauigkeit, Konsistenz und Durchsatz.
• HP übernimmt Dyndrite: Im Jahr 2020 erwarb HP, ein Technologieunternehmen, das für seine 3D-Drucklösungen bekannt ist, Dyndrite, ein Softwareunternehmen, das sich auf die Entwicklung fortschrittlicher additiver Fertigungssoftware konzentriert. Mit dieser Akquisition konnte HP die leistungsstarke Softwareplattform von Dyndrite nutzen, um die 3D-Druckfähigkeiten zu verbessern und effizientere und optimierte Workflows zu liefern.

Abbildung 2. Global Digital Fabrication Market Share (%), nach Technologietyp, 2023

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Top-Unternehmen in Digital Fabrication Market

• Stratasys Ltd.
• 3D Systems Corporation
• HP Inc.
• General Electric Company
• Materialisieren NV
• Proto Labs, Inc.
• Voxeljet AG
• ExOne Company
• Autodesk, Inc.
• Siemens AG
• EOS GmbH
• Renishaw pl
• SLM Solutions Group AG
• Carbon, Inc.
• Desktop Metal, Inc.

Definition: Digitale Fertigung bezieht sich auf den Prozess der Nutzung computergesteuerter Maschinen und Technologien zur Umwandlung digitaler Designs in physische Objekte. Es umfasst verschiedene Techniken wie 3D-Druck, CNC-Bearbeitung, Laserschneiden und Robotermontage. Durch die Kombination von Software, Hardware und Materialien ermöglicht die digitale Fertigung die effiziente und präzise Produktion von komplexen und maßgeschneiderten Produkten, Prototypen und Teilen. Es revolutioniert traditionelle Fertigungsmethoden, indem es mehr Flexibilität, Skalierbarkeit und die Fähigkeit, Designs schnell zu iterieren, was zu einer verbesserten Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Innovation in der Industrie führt.