Industrie- und Marktanalyse
Welches sind die potenziellen Anwendungen und Märkte für Ihre Technologie? Gibt es bestimmte Teilmärkte und sind einige in diesem Stadium der Technologieentwicklung attraktiver als andere?
Wie groß ist der Markt und wie hoch ist seine Wachstumsrate? Welche Faktoren werden die Entwicklung dieses Marktes beeinflussen?
Einführung
Das Konzept des 3D-Drucks ist eine erweiterte Form des traditionellen 2D-Drucks auf einer Oberfläche. Beim 3D-Druck werden greifbare und raumfüllende Objekte hergestellt. Dies geschieht durch den Einsatz computergestützter Designs und durch die Anwendung verschiedener Arten von Designsoftware (Lipson & Kurman 11).
Der Drucker baut das Objekt auf, indem er Schichten aus Kunststoff oder speziellen Formen von Karbomorphen und Metallurgien übereinander anordnet, während er einem Drucksignal vom Computer folgt. Man wählt die Druckmaterialien je nach Anwendung des gedruckten Objekts aus. Dient das Objekt zum Beispiel als interaktives Bauteil, muss ein leitfähiges Material verwendet werden.
Das Material ermöglicht die Verwendung von Sensoren zur Überwachung der interaktiven Aspekte der Benutzer (Leigh et al. 2). Die dreidimensionale Drucktechnologie ist eine Quelle für bestehende Anwendungen, Forschung zur Produktentwicklung und ein Medium für künstlerische Erkundungen.
Die Technologie wird die virtuelle Welt real machen. Der Wunsch, die Realität der Phantasie zu erreichen, und die Tiefe, in der die Technologie angewandt wird, werden bestimmen, wie schnell die Technologie ihre kommerzielle Bedeutung erlangt.
Industrie- und Marktanalyse
Man kann die Industrie der 3D-Technologien in Bezug auf die Softwaretechnologie, die Hardware und die Art der Produkte verstehen.
Der 3D-Druck ist eine Funktion professioneller und maßgeschneiderter Software. Die Software wird verwendet, um das zu druckende Objekt zu entwerfen. Die Software erleichtert auch den Schnittstellenprozess, der den Drucker anweist, den Druckbefehl auszuführen. Je nach Komplexität des Objekts werden verschiedene Versionen von computergestützten Designern verwendet (Leigh, et al. 1).
Die Software erlaubt es, Anpassungen an den virtuellen Objekten vorzunehmen, was in der realen Welt unmöglich ist. Mit einem Mausklick lassen sich Farben, Texturen und Gelenke ändern. Die Software erleichtert die Bearbeitung und das Testen verschiedener Funktionen und hilft so, das Beste an Kreativität zu erreichen.
Einige Formen der Prüfung können das Objekt und das Material in der physischen Welt zerstören. Die Software verbessert jedoch sowohl die Prüfung als auch die Änderung früherer Entwürfe (Lipson & Kurman 13).
Diese besteht aus dem Computer, auf dem der Entwurfsprozess stattfindet, dem Drucker und anderem kompatiblen Zubehör. Die für den Entwurf verwendeten Computer müssen mit der Druckmaschine kompatibel sein, und die Schnittstellensoftware sollte in den beiden Systemen konfiguriert werden. Der Festplattenspeicher, der Arbeitsspeicher und die Prozessorgeschwindigkeit sind wichtige Merkmale der Hardware.
Der Drucker besteht aus verschiedenen Arten von Komponenten und Materialien, da er die Drucksubstanz, die elektronischen Komponenten und die physikalischen Ergonometrien benötigt, die sich aus den Formen und Größen der gewünschten Objekte ergeben. Die Struktur des Druckers muss auch die Sicherheit der Benutzer berücksichtigen (Hood-Daniel und Kelly 7).
Anfangs beschränkten einige Branchen die Anwendung von 3D-Technologien auf bestimmte Produkte und Prototypen im akademischen Bereich. Einige Nutzer beschäftigten sich mit dieser Technologie als Hobby. Die Anwendung hat sich jedoch von einfachen, häuslichen und persönlichen Gegenständen zu komplexen Systemen in Fertigungsunternehmen, im Maschinenbau und in der Luftfahrt entwickelt.
Da es sich um eine aufstrebende Technologie handelt, nehmen ihre Anwendungen ständig zu, was wiederum den Marktanteil der Technologie bestimmt (Strauss 247). Einige der Haushaltsgegenstände sind Plastikbecher, Teetassen, Spielzeug und Schmuck. Innovationen in dieser Technologie können die Galvanisierung und den Farbwechsel von bedruckten Gegenständen ermöglichen. Sie können auch verwendet werden, um verschiedene Formen und ästhetische Effekte der Knöpfe zu erzeugen.
Die Technologie kann auch vom herkömmlichen 2D-Druck, bei dem Alphabete und Ziffern entwickelt werden, zum 3D-Druck weiterentwickelt werden. Die systematische Entwicklung der 3D-Buchstaben aus dem 2D-Druck war ein wichtiger Indikator für den Wandel in der Drucktechnologie (Hood-Daniel und Kelly 3; Lipson & Kurman 13).
Aufgrund der vorgenannten Eigenschaften der Produkte wird der 3D-Druck in der angewandten Kunst und Wissenschaft eingesetzt. Er kann auch in der Textilindustrie, bei Modellen für Haushaltsprodukte und bei der Entwicklung wissenschaftlicher Prototypen eingesetzt werden.
Die Software und die Druckkomponenten beeinflussen den Markt auf drei verschiedene Arten. Erstens erzeugen sie die vorhandenen regelmäßigen und natürlichen Formen. Sie erzeugen auch abstrakte Formen, so dass die Technologie die physische Welt zusätzlich zu den neuartigen Konzepten der geistigen Vorstellungskraft nachbilden kann.
Die zweite Ebene der Marktbeeinflussung liegt in der Zusammensetzung der Druckerzeugnisse. Dazu können Kunststoffe, Asbest und Variationen von Metallkomponenten gehören. Die Zusammensetzung vergrößert den Anwendungsbereich. Der dritte Einfluss liegt in der Steuerung des Verhaltens der Objekte (Lipson & Kurman 14). Es wird beobachtet, dass leitfähige Materialien dazu beitragen können, sensorische Aspekte der Ausdrucke zu erzeugen.
Um das Verhalten von Objekten zu bestimmen, sollte man ihre unterschiedlichen Reaktionen auf die Stimuli beobachten. Eine Zunahme der Richtungsgeschwindigkeit, eine Änderung der Position, physikalische Bedingungen in Bezug auf Feuchtigkeit und eine Änderung der Temperatur können mit den programmierten Verhaltensweisen der gedruckten Objekte in Verbindung gebracht werden. Für die Sensoren werden halbleitende Materialien benötigt, die piezoresistive Eigenschaften und fortschrittliche Verhaltensweisen ermöglichen, die sich je nach Stimulus ändern (siehe 3).
Vor diesem Hintergrund ist es offensichtlich, dass die 3D-Drucktechnologien eine Vielzahl von Anforderungen auf dem Markt schaffen. Es gibt eine Nachfrage nach den Endprodukten der Technologie, nach der Software und der Hardware, die den Druck unterstützen. Es besteht auch eine Nachfrage nach 3D-Druckmaschinen und dem damit verbundenen Fachwissen. In der Anfangsphase besteht eher eine Nachfrage nach Hardware und Software im Zusammenhang mit dieser Technologie.
Der Markt wird jedoch die Art der Produkte bestimmen, auf die sich die Technologie konzentrieren wird. Die Technologie verlagert sich schnell auf die spezialisierte kommerzielle Nutzung. Daher sollte die Marktanalyse im Hinblick auf die Verschiedenartigkeit der Produkte und die geografische Verwendung durchgeführt werden.
Aufgrund der geringeren Kosten sowohl für die Hardware als auch für die Druckmaschinen ist ein enormes Wachstum zu verzeichnen. Es wird geschätzt, dass der Markt für 3D-Drucker um 18 % gewachsen ist (Strauss 247).
Der Umfang der Anwendung der Technologie und ihre Nachfrage bestimmen die Größe ihres Marktes. Die Nachfrage nach der Technologie könnte sich auf die Software und die Hardware der Produkte beziehen, die die Technologie erzeugt. Abgesehen von der akademischen und spezialisierten Nutzung der Technologie wird sie in großem Umfang für kommerzielle Zwecke im Ingenieurwesen und im Modellbau eingesetzt.
In der Medizin wird die Technologie bei Knochenprototypen und Zahnproben eingesetzt. Sie wird auch bei kundenspezifischen Verpackungen eingesetzt. Dabei kann es sich um eine vollständige Änderung der ewigen Schicht eines Produkts durch Direktdruck oder durch Drucken der Verpackung und Aufbringen auf das Produkt handeln. Der 3D-Druck wird eingesetzt, um komplexe Geoinformationssysteme zu vereinfachen, indem Konzepte dargestellt werden, die in 2D unmöglich zu erklären sind (Mohamed & Mahmoud 1).
Die Einnahmen aus der kommerziellen Nutzung der Technologie stiegen zwischen 2002 und 2008 im Durchschnitt um 8,8 %. Allein für das Jahr 2012 wurde eine Wachstumsrate von 20,3 % prognostiziert. Der allgemeine Trend in der Branche und bei der Produktnutzung ist progressiv. Die Innovationsrate in der Branche liegt bei 14 %.
Das Wachstum der Technologie in der additiven Fertigung lag 2008 bei 15,6 %, 2013 bei 35,9 %, und für 2018 wird ein Wachstum von 50,5 % prognostiziert (Strauss 248). Die Nachfrage nach den Produkten und Dienstleistungen dieser Technologie ist in den letzten 20 Jahren gestiegen. Die Standardisierung der Produkte und Dienstleistungen hängt von der Komplexität der Software, der Hardware und der Materialien ab, aus denen das Produkt besteht.
Daher werden Innovationen in dieser Technologie das Wachstum der Branche beeinflussen. Innovationen manifestieren sich in der Genauigkeit, mit der der Drucker virtuelle Objekte reproduziert.
Der technologische Fortschritt in der Drucktechnik beruht auf dem Niveau der künstlichen Intelligenz und der Schnittstellenprogramme. Die künstliche Intelligenz, die der Computer während des Druckvorgangs anwendet, spiegelt sich in den Verhaltensaspekten der Produkte wider (Lipson & Kurman 17).
Der andere Faktor, der die Wachstumsrate der Technologie beeinflusst, sind die Kosten. Der Markt muss einen Grund finden, in Simulationen oder Drucke zu investieren, die andernfalls durch alternative Verfahren wie das Schnitzen erzeugt würden.
Die Technologie muss eine erschwingliche, bequeme und wirksame Art der Bereitstellung von Produkten sein, die zuvor auf andere Weise hergestellt wurden. Ebenso muss die Technologie neuartig sein, um Produkte zu erzeugen, die es vorher nicht gab, oder die Produkte mit einem zusätzlichen Wert zu erzeugen. Ein solcher Mehrwert kann in den technologischen und verhaltensbezogenen Merkmalen der Ausdrucke gesehen werden (Lipson & Kurman 13).
Die Diversifizierung der Druckverfahren wird sowohl zu einer Kostensenkung als auch zur Erprobung neuer Technologien führen. Eines dieser Verfahren ist das Digital Light Processing (DLP). Bei diesem Verfahren werden Polymere mit kontrolliertem Licht bestrahlt, wodurch sie in der gewünschten Form aushärten. Die Schmelzabscheidung kann das Rapid Prototyping verbessern. Die Mikrofabrikation kann auf kleinere Objekte wie Schmuckstücke angewendet werden (Mohamed & Mahmoud 113).
Vielfalt kann sich auch auf das Material beziehen, das für die Technologie verwendet wird. Das Material sollte in vielen Farben erhältlich sein, um mehr Kunden anzusprechen, und es muss flexibel sein, um den Anwendungsbereich zu erweitern. Es muss verschiedene optische Eigenschaften haben, wie Opazität und Transparenz. Es sollte die Übertragung von Licht unter verschiedenen Bedingungen ermöglichen (Mohamed & Mahmoud 111).
Investitionen in den Markt, um die Art der vom Markt nachgefragten Produkte zu bestimmen, werden die Akzeptanz der Technologie beeinflussen. Es ist auch notwendig, die Einzigartigkeit der Technologie bekannt zu machen. Dies wird das Interesse an der Technologie in Regionen erhöhen, in denen die Menschen solche Innovationen noch nicht kennen.
Der Markt wird von Fakten wie der 3D-Erstellung ohne den Einsatz von Biegewerkzeugen und der Notwendigkeit, vom konventionellen Druck zu lernen, angezogen werden. Weitere Faktoren, die den Markt beeinflussen, sind das Gewicht der Produkte, die Dauer, die Produkterzeugung, die Verfügbarkeit der Materialien und Aspekte der Materialverschwendung (Strauss 246).
Zitierte Werke
Hood-Daniel, Patrick, und James F. Kelly. Drucken in Plastik: Bauen Sie Ihren eigenen 3D-Drucker. New York: Springer, 2011. Drucken.
Leigh, Simon J., Robert J. Bradley, Christopher P. Purssell, Duncan R. Billson, und David A. Hutchins. “Ein einfaches, kostengünstiges leitfähiges Kompositmaterial für den 3D-Druck von elektronischen Sensoren.” A composite for 3D printing of Electronic Sensors 7.11(2012): 1-6. Drucken.
Lipson, Hod & Melba Kurman. Fabricated: Die neue Welt des 3D-Drucks. Indianapolis: John Wiley & Sons, Inc, 2013. Drucken.
Mohamed, Rania & Abeer Mahmoud. “Hervorhebung der Vorteile der 3D-Drucktechnologie bei der Entwicklung und Produktion von Verpackungsdesigns in der lokalen Industrie.” International Design Journal 1.1(2012): 111-119. Print.
Strauss, Holger. AM Envelop. Das Potenzial der additiven Fertigung für den Fassadenbau. Rotterdam: Architecture and the Built Environment, 2013. Drucken.