Marktgröße, Anteil, Wachstum und COVID-19-Auswirkungsanalyse für den 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt, nach Branche (Drucker, Materialien), nach Branche (UAVs, Luft- und Raumfahrt), nach Anwendung (Triebwerkskomponenten, Raumfahrtkomponenten und Strukturkomponenten), nach Druckertechnologie (DMLS, FDM, CLIP, SLA, SLS und andere) und regionale Prognose, 2022–2029

Die globale Marktgröße für 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt wurde im Jahr 2021 auf 2,66 Milliarden US-Dollar geschätzt. Der Markt wird voraussichtlich von 2,94 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 auf 8,35 Milliarden US-Dollar im Jahr 2029 wachsen und im Prognosezeitraum eine jährliche Wachstumsrate von 16,07 % aufweisen. Die globalen Auswirkungen von COVID-19 waren beispiellos und erschütternd, da die Nachfrage nach 3D-Druckern in der Luft- und Raumfahrt in allen Regionen im Vergleich zum Niveau vor der Pandemie geringer ausfiel als erwartet. Basierend auf unserer Analyse verzeichnete der Weltmarkt im Jahr 2020 einen Rückgang von 6,29 % im Vergleich zu 2019.

3D-Druck oder additive Fertigung ist ein Prozess zur Herstellung dreidimensionaler fester Objekte aus einer digitalen Datei. Die Erstellung eines 3D-gedruckten Objekts erfolgt durch additive Verfahren. Bei einem additiven Verfahren entsteht ein Objekt, indem aufeinanderfolgende Materialschichten aufgetragen werden, bis das Objekt entsteht. Jede dieser Schichten kann als dünn geschnittener Querschnitt des Objekts betrachtet werden. 3D-Druck ermöglicht die Herstellung komplexer Formen mit weniger Material als herkömmliche Fertigungsmethoden .

Aufgrund der Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie geht der aktuelle Trend dahin, Lösungen durch 3D-Druck für reale Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie zu finden. Die Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie gehörte zu den ersten, die additive Fertigung (AM) für Forschung und Entwicklung in der Produktion einführten. Allerdings beschleunigt der Raumfahrtsektor die Einführung des 3D-Drucks. Darüber hinaus hat der technologische Fortschritt dazu beigetragen, komplexe, maßgeschneiderte und einzigartige Teile oder sogar ganze Raketentriebwerke zu schaffen. Der Raumfahrtsektor ebnet den Weg für die Zukunft des 3D-Drucks jenseits der Erde.

3D-Druck revolutioniert die Flugzeugproduktion. Im Jahr 2021 investierten Erstausrüster (OEMs) der Luft- und Raumfahrttechnik in groß angelegte AM-Maschinen und -Projekte, um leistungsstarke, geschäftskritische Metallkomponenten zu verbessern und so bisher beispiellose Anforderungen an die Teilekonsolidierung für Flugzeuge der neuen Generation zu erfüllen.

COVID-19-AUSWIRKUNGEN

Die Verlangsamung der Fertigung wirkte sich während der Pandemie negativ auf den 3D-Drucksektor aus

Zwischen 2020 und 2022 hatte die COVID-19-Pandemie tiefgreifende Auswirkungen auf den Luftfahrtsektor und hatte erhebliche negative Auswirkungen auf den Markt. Die weltweite Lockdown-Situation hat eine Reihe von Vorgängen im Luftfahrtsektor vorübergehend lahmgelegt, darunter unter anderem die Produktion von Flugzeugen, die Lieferung von Rohstoffen und das Vertriebsnetz. Diese Probleme wirkten sich negativ auf die Lieferkette aus und führten zu Verzögerungen bei der Flugzeugauslieferung und zu einem Berg von Rückständen bei den Hauptakteuren, was sich nachteilig auf das Wachstum dieses Marktes auswirkte.

Um die Auswirkungen von COVID-19 zu bekämpfen, boten eine Reihe von Branchenteilnehmern, insbesondere Stratasys aus dem Bereich der additiven Fertigung, an, medizinische Geräte für Krankenhäuser herzustellen. Der Großteil der Kunden von Stratasys kommt aus der Industrie. Unternehmen in Branchen wie der Flugzeug- und Automobilindustrie hatten aufgrund der COVID-19-Epidemie Schwierigkeiten beim Betrieb. Der Kundenstamm hatte Probleme und war nicht in der Lage, sein finanzielles Engagement zu steigern, obwohl Unternehmen kreative Einsatzmöglichkeiten für den 3D-Druck entdeckten.

NEUESTE TRENDS

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Steigende Nachfrage nach Leichtbaukomponenten löst Innovationen aus

Das Gewicht ist ein entscheidender Faktor bei der Reduzierung der Umweltauswirkungen des Fliegens. Durch die Reduzierung des Gewichts eines Flugzeugs tragen 3D-gedruckte Teile dazu bei, den Luftwiderstand zu verringern, was wiederum den Treibstoffverbrauch senkt. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit erhöht das Gewicht des Flugzeugs den Luftwiderstand, da der Flügel dann ausreichend Auftrieb erzeugen muss. Das größte Aufprallgewicht entsteht jedoch in der Reiseflughöhe. Je höher das Gewicht des Flugzeugs ist, desto geringer ist seine Reiseflughöhe aufgrund der für den Auftrieb erforderlichen Luftdichte. Je höher die Luftdichte, desto stärker wirkt sich der Luftzug aus. Dies führt dann zu einem höheren Kraftstoffverbrauch. Kohlefaser-Materialien und Formgedächtnislegierungen können das Gewicht von Flugzeugen reduzieren und gleichzeitig ermöglichen Höhere Effizienz im Bauwesen.

Große Organisationen wie Airbus und die NASA setzen bereits auf die 3D-Drucktechnologie, um das Gewicht zu reduzieren und eine größere Vielseitigkeit und Geschwindigkeit in den Produktionslinien zu ermöglichen.

Der von Airbus gebaute A350 XWB umfasst über 1.000 3D-gedruckte Teile. Mit diesem Verfahren können Luft- und Raumfahrthersteller in einigen Teilen eine Gewichtsreduzierung von 50 bis 80 Prozent erreichen. Selbst geringfügige Gewichtsreduzierungen, wie das um 15 Prozent geringere Gewicht einer 3D-gedruckten Abstandsplatte beim A320, führen zu erheblichen Treibstoffeinsparungen während der gesamten Lebensdauer eines Flugzeugs.

ANTRIEBSFAKTOREN

Die zunehmende Verwendung von Verbundwerkstoffen führt zu einer steigenden Nachfrage nach 3D-Druck

Verbundwerkstoffe sind vielseitig und werden für strukturelle Anwendungen und Komponenten in allen Luft- und Raumfahrzeugen verwendet, von Heißluftballongondeln und Segelflugzeugen bis hin zu Passagierflugzeugen, Kampfflugzeugen und dem Space Shuttle. Die Anwendungen reichen von kompletten Flugzeugen wie dem Beech Starship bis hin zu Flügelbaugruppen, Rotorblättern, Propellern, Sitzen und Instrumentengehäusen für Hubschrauber deutliche Reduzierung des Gesamtgewichts und verbesserte Leistung. Daher ist auch der Einsatz von Verbundwerkstoffen ein Faktor für die steigende Nachfrage nach 3D-gedruckten Teilen.

Die wachsende Nachfrage nach 3D-gedruckten Komponenten im Weltraum ist ein wesentlicher Faktor für die Förderung des Einsatzes von 3D-Druckern

Der 3D-Druck könnte die Weltraumforschung revolutionieren, indem er Astronauten bei der Herstellung von Objekten im Weltraum und bei Bedarf bei der Herstellung von Ersatzteilen für Reparaturen, maßgeschneiderter Ausrüstung für wissenschaftliche Experimente und sogar Dingen wie Lebensmitteln oder Gebäuden unterstützt. Während der Weltraum eine extreme Umgebung mit sehr wenigen verwertbaren Rohstoffen ist, schwebt viel Staub umher. Mit der 3D-Drucktechnologie können feste Strukturen aus aggregiertem Staub und mikroskopisch kleinen Partikeln aufgebaut werden. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) erwägt den 3D-Druck ihrer Basis auf dem Mond, was größere Chancen für die Verbreitung des 3D-Drucks schafft.

BESCHRÄNKENDE FAKTOREN

Überhöhte Kosten für Teile und begrenzte Materialien, die für die Verwendung im 3D-Druck verfügbar sind, begrenztes Wachstum

3D-Druck hat verschiedene Vorteile in der Herstellung, aber die verfügbaren Rohstoffe für den 3D-Druck sind begrenzt. Dies liegt daran, dass nicht alle Metalle oder Kunststoffe ausreichend temperiert werden können, um den 3D-Druck zu ermöglichen. Darüber hinaus können viele dieser druckbaren Materialien nicht recycelt werden und nur sehr wenige sind sicher.

Die Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Teilen ist ein zeitaufwändiger Prozess, der das Marktwachstum behindern könnte

Obwohl große Teile eine Nachbearbeitung erfordern, müssen die meisten 3D-gedruckten Teile in irgendeiner Form gereinigt werden, um Stützmaterial vom Aufbau zu entfernen und die Oberfläche zu glätten, um das gewünschte Finish zu erzielen. Zu den verwendeten Nachbearbeitungsmethoden gehören Wasserstrahlen, Schleifen, chemisches Einweichen und Spülen, Luft- oder Wärmetrocknung, Montage und andere. Während der 3D-Druck eine schnelle Herstellung von Teilen ermöglicht, kann die Herstellungsgeschwindigkeit durch Nachbearbeitung verlangsamt werden. Eine verringerte Fertigungsgeschwindigkeit kann sich negativ auf die Lieferkette auswirken und somit Produktlieferungen verzögern.

SEGMENTIERUNG

Durch vertikale Analyse

Zunehmende Investitionen in Technologie gelten als wichtiger Faktor für die Marktentwicklung

Basierend auf dem vertikalen Typ wird der globale Markt in Drucker und Materialien unterteilt. Unter den Vertikalen dominierten die Drucker im Jahr 2021 den globalen Markt für Luft- und Raumfahrt-3D-Drucker. Das Druckersegment hatte im Jahr 2021 den höchsten Marktanteil.

Das Materialsegment verzeichnete aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Materialien mit einem hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnis die höchste CAGR. Das Wachstum ist auf die zunehmende Anzahl fortschrittlicher Materialien in der Luftfahrtindustrie zurückzuführen. Dies hat das Wachstum des Materialsegments im Prognosezeitraum vorangetrieben.

Darüber hinaus wird erwartet, dass das Materialsegment aufgrund der steigenden Nachfrage nach Materialien mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht für diese Art von Drucktechnologie wächst.

Nach Branchenanalyse

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Entwicklung im Luft- und Raumfahrt-3D-Druck zur Unterstützung des Raumfahrtsegments im Zeitraum 2022–2029

Nach Branche ist das Segment in UAV-Segment, Raumfahrtsegment und Flugzeugsegment unterteilt.

In der Branche dominierte das Flugzeugsegment im Jahr 2021 den globalen Markt für Luft- und Raumfahrt-3D-Drucker. Es wird erwartet, dass das Segment im Prognosezeitraum mit einer höheren CAGR wächst. Der Anstieg der Flugzeugauslieferungen und der Bedarf an 3D-gedruckten Teilen dürften das Wachstum des Flugzeugsegments im Zeitraum 2022–2029 ankurbeln.

Es wird erwartet, dass das Raumfahrzeugsegment im Prognosezeitraum aufgrund der steigenden Nachfrage nach 3D-gedruckten Komponenten für Raumfahrtanwendungen die schnellste CAGR aufweisen wird.

Das UAV-Segment wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Der Anstieg des Wachstums des Segments ist auf steigende Investitionen wichtiger Akteure und der Raumfahrtindustrie im asiatisch-pazifischen Raum zurückzuführen.

Nach Anwendungsanalyse

Erhöhte Nachfrage nach 3D-Druck bei Motorkomponenten, um das Segmentwachstum voranzutreiben

Je nach Anwendung ist der Markt in Triebwerkskomponenten, Raumfahrtkomponenten und Strukturkomponenten unterteilt.

Unter den Anwendungssegmenten dominierte 2021 das Segment Raumfahrtkomponenten den Weltmarkt. Das Segment hatte 2021 den höchsten Marktanteil. Das Wachstum ist auf die steigende Zahl von Luft- und Raumfahrt-3D-Druckerlieferungen für Raumfahrtkomponenten auf der ganzen Welt zurückzuführen der Aufstieg kleiner Unternehmen.

Auch im Segment der Motorkomponenten wird mit einem deutlichen Wachstum gerechnet. Die Leichtbauausrüstung für Triebwerkskomponenten unterstützt das Wachstum des Triebwerkssegments im Prognosezeitraum.

Bei der Strukturkomponente ist das Wachstum in diesem Segment auf die steigende Nachfrage nach 3D-Druck bei der Konstruktion und Entwicklung komplexer Luft- und Raumfahrtteile und Ersatzteile zu niedrigen Kosten im kommerziellen, Luft- und Raumfahrt- und Militärluftfahrtsektor zurückzuführen wird voraussichtlich bis 2021 den größeren Marktanteil ausmachen.

Neue 3D-Drucker und neue 3D-Druckmaterialien erscheinen auf dem Markt und ermöglichen die Herstellung beeindruckender Projekte. Der Metall-3D-Druck wird immer präziser, was sich für viele Branchen als echter Game-Changer erwiesen hat. Anstelle von Komponenten ist es möglich, größere Teile effizient zu drucken.

3D-Druckmaterialien werden jedes Jahr entwickelt, was die Zukunft des 3D-Drucks vielversprechend macht. Zur Lösung von Wartungsproblemen wurden 3D-gedruckte Ersatzteile eingesetzt. Kürzlich hat die NASA eine Triebwerksbrennkammer in 3D gedruckt. Druckerhersteller entwickeln auch großformatige 3D-Drucker.

Durch Analyse der Druckertechnologie

Die steigende Nachfrage nach dem Einsatz von FDM- und SLS-Technologie soll das Segmentwachstum im Basisjahr vorantreiben

Unter den Druckertechnologien dominierte im Jahr 2021 das Segment Fused Deposition Modeling (FDM) den globalen Markt für Luft- und Raumfahrt-3D-Drucker. Das Segment hatte im Jahr 2021 einen erheblichen Marktanteil. Das FDM wird im Luft- und Raumfahrtsektor zunehmend zur Erstellung von Konzeptmodellen eingesetzt in den frühen Phasen der Produktentwicklung erstellt. FDM-Modelle sparen Geld und Zeit bei der Entwicklung. Darüber hinaus stellt FDM Endverbrauchsteile bereit, die robust genug für die Integration in das Endprodukt sind, ohne die Kosten oder Vorlaufzeiten herkömmlicher Werkzeuge oder Bearbeitungen.

Es wird erwartet, dass das Segment des direkten Metall-Laser-Sinterns (DMLS) mit der höchsten CAGR wächst. Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach DMLS zur Herstellung komplexer Geometriestrukturen und Eigenschaften wie Leichtgewichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit im Segment im Prognosezeitraum zunehmen wird.

Stereolithographie (SLA) hatte im Jahr 2021 einen erheblichen Marktanteil. Dem Segment wird im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum zugeschrieben. SLA ist ein wesentlicher additiver Fertigungsprozess, bei dem ein Objekt durch selektives Aushärten eines Polymer-Harzes Material mit einem ultravioletten (UV) Laserstrahl.

REGIONALE EINBLICKE

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Der weltweite Markt für 3D-Drucker für die Luft- und Raumfahrt ist in folgende Regionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und der Rest der Welt.

Nordamerika hatte im Jahr 2021 den höchsten Marktanteil. Derzeit wird die Einführung von Luft- und Raumfahrt-3D-Druckern in Nordamerika vor allem durch die wachsende Nachfrage nach Flugzeug- und Weltraumforschungsprogrammen vorangetrieben. Steigende Nachfrage nach Leichtbaukomponenten für moderne Flugzeuge soll das Segmentwachstum in Nordamerika ankurbeln. Es wird erwartet, dass Nordamerika den größten Marktanteil beim 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt behält. Das prognostizierte Wachstum des Marktes lässt sich auf zunehmende Investitionen in die 3D-Drucktechnologie in der Region zurückführen. Es wird erwartet, dass eine größere Produktionsbasis für Luft- und Raumfahrtkomponenten und die Präsenz wichtiger Industrieakteure das Wachstum in dieser Region vorantreiben werden.

Es wird erwartet, dass der asiatisch-pazifische Raum im Prognosezeitraum mit der höchsten CAGR wächst. Die Einführung von 3D-Druckern für die Luft- und Raumfahrt in China, Indien und Japan dürfte den asiatisch-pazifischen Raum vorantreiben. Dies ist auf den zunehmenden Einsatz von 3D-Druckern für die Herstellung kleiner Komponenten von Raumfahrt- und Flugzeugsystemen zurückzuführen.

Europa hatte im Jahr 2021 einen erheblichen Marktanteil. Die Einführung neuer Technologien und die steigenden Investitionen der europäischen Regierung in die Entwicklung von Flugzeugprogrammen dürften den Markt in der Region antreiben.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Hauptakteure konzentrieren sich auf Innovation und Fortschritte, um ihre Marktposition zu stärken

Der Markt wird von einigen wichtigen Herstellern wie 3D Systems, Stratasys, Materialise NV, Relativity Space, Ultimaker BV und anderen dominiert. Das breite Produktportfolio, die guten Beziehungen zu Flugzeugherstellern und Fluglinienbetreibern sowie erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung zur Weiterentwicklung des 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrt sind Strategien, die zunehmend von großen Unternehmen übernommen werden, um ihren Marktanteil im 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt auszubauen.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL: 

• 3D Systems (USA)


• Stratasys (Israel)


• Materialise (Belgien)


• EOS GmbH (Deutschland)


• General Electric Company (USA) )


• CleanGreen3D (Mcor Technologies Limited) (USA)


• Ultimaker BV (Niederlande)


• Proto Labs, Inc. (USA)


• Relativitätsraum (USA)


• The ExOne Company (USA)


•  Voxeljet AG (Deutschland)


• Velo 3D (USA)


• SLM Solutions Group AG (Deutschland)


• EnvisionTEC (USA)

WICHTIGE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• Mai 2022- Materialise, ein weltweit führender Anbieter von 3D-Drucklösungen, hat CO-AM eingeführt, eine offene Softwareplattform zur effizienteren Verwaltung des Produktionsprozesses der additiven Fertigung (AM). CO-AM bietet Herstellern cloudbasierten Zugriff auf eine umfassende Palette von Softwaretools, mit denen sie jede Phase ihrer AM-Vorgänge planen, verwalten und optimieren können. Mit CO-AM hat Materialise das ungenutzte Potenzial für den Einsatz von AM für die Serienfertigung und Massenpersonalisierung erschlossen.


• Mai 2022 – Die Sratasys-Tochtergesellschaft MakerBot und der 3D-Druckerhersteller Ultimaker kündigten eine Fusion an, durch die ein neues Desktop-3D-Druckunternehmen entstehen soll. Das fusionierte Unternehmen wird versuchen, einem erweiterten globalen Kundenstamm ein umfassendes „Ökosystem“ aus Hardware, Software und Materialien für den Desktop-3D-Druckmarkt bereitzustellen.


• Mai 2022 – 3D Systems gab bekannt, dass der Luft- und Raumfahrthersteller Airbus einen Auftrag zur Produktion „kritischer Komponenten“ des Satelliten OneSat von Airbus erhalten hat. 3D Systems wird nun seine DMP Factory 500-Plattform einsetzen, um Teile seiner Antennenarrays für den Satelliten in Serie zu produzieren.


• März 2022 – Stratasys Ltd. (NASDAQ: SSYS), ein führender Anbieter von Polymer-3D-Drucklösungen, gab heute bekannt, dass es der Öffentlichkeit in Zusammenarbeit grundlegende Materialqualifizierungsdaten für Antero 840CN03-Filamentmaterial zur Verfügung stellt mit Lockheed Martin (NYSE: LMT) und der Metropolitan State University of Denver. Die Veröffentlichung dieser Qualifikationsdaten ermöglicht es der Branche, das Material für additiv gefertigte Luft- und Raumfahrtteile zu verwenden, beispielsweise für die des Orion-Raumschiffs, und zwar unter Verwendung von 3D-Druckern in Produktionsqualität von Stratasys.


• September 2021 – 3D Systems hat eine Vereinbarung zur Übernahme des Software-Startups Oqton unterzeichnet, einem globalen SaaS-Unternehmen, das von Herstellern und Experten für künstliche Intelligenz im Jahr 2017, das eine agnostische, intelligente, cloudbasierte Manufacturing Operating System (MOS)-Plattform bietet, die den End-to-End-Workflow automatisiert. Durch die Übernahme von Oqton und seiner einzigartigen KI-gestützten MOS-Lösung hofft 3D Systems, die AM-Einführung in Produktionsumgebungen zu beschleunigen, da das System dazu beitragen kann, die digitale Fertigung zu automatisieren, um Kosten zu senken und die Effizienz in der Fabrikhalle zu steigern.

BERICHTSBEREICH

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Der globale Marktbericht für 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt bietet eine detaillierte Analyse des Marktes. Es konzentriert sich auf Schlüsselaspekte wie führende Unternehmen, Produkttypen und führende Produktanwendungen. Darüber hinaus bietet der Bericht Einblicke in die Markttrends und beleuchtet wichtige Branchenentwicklungen. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren umfasst der Bericht mehrere Faktoren, die in den letzten Jahren zum Wachstum des fortgeschrittenen Marktes beigetragen haben.

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