Exentis group Geschäftsbericht 2020 - exentis-group.com
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Market environment
exentis
groupIndustrialized
Additive Manufacturing
Geschäftsbericht
2020
Exentis Group – Industrialisiertes Additive Manufacturing Exentis ist Pionier und Erfinder der 3D Siebdrucktechnologie – Exentis 3D Mass Customization® Exentis verfügt über eine umfassend patentierte 3D Technologieplattform. Als einziges 3D Druckunternehmen weltweit hat Exentis die Grossserienfertigung umgesetzt: Industrialisiertes Additive Manufacturing. Bei freier Materialwahl. Als Technologieunternehmen entwickelt Exentis ganzheitliche Produktlösungen für ihre Kunden im Rahmen von Entwicklungs- projekten und bietet gleichzeitig die Produktion der Bauteile und Halbfertigerzeugnisse an. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung kundenspezifischer Materialien. Der Kunde entscheidet dann über Produktion der Bauteile durch Exentis oder den Erwerb einer eigenen Produktionslizenz und Produk- tion beim Kunden vor Ort. In dem Fall liefert Exentis im Rahmen eines One-Stop-Shops das Verfahrensknowhow, die Exentis 3D Produktions- einheit(en), Drucksiebe, Pasten und bei Bedarf auch das Bedienpersonal. Die Exentis 3D Drucktechnologie ist universell einsetzbar. Bei Industrie- teilen aus Metallen und Keramiken wie bei der Reinraumherstellung von Pharmazie- oder Bioprinting-Produkten. Statt aufwändigem Anlagenumbau kann der Kunde kostengünstig beliebige Geometrieanpassungen innerhalb weniger Tage durch neue Siebsets realisieren. Rapid Tooling ist ein erheblicher Wettbewerbsvorteil beispielsweise gegenüber der Spritzgusstechnologie.
Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 1 Inhaltsverzeichnis Management Report • Brief an die Aktionäre 2 • Marktumfeld 6 • Geschäftsmodell und Strategie 12 • Exentis 3D Mass Customization® 16 • Applikationen und Erfolgsgeschichten 22 • Nachhaltigkeit 24 • Geschäftsentwicklung 2020 28 Corporate Governance 34 Anhang – Konzernrechnung 40
2 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Brief an die Aktionäre
Sehr verehrte Aktionärinnen, sehr geehrte
Aktionäre, werte Freunde des Hauses
Die Exentis Group AG, Solution Provider beim Indus-
trialisierten Additive Manufacturing, ist erfolgreich in
das Geschäftsjahr 2021 gestartet.
Operativ ist der bisher höchste Auftragseingang nach
Exentis 3D Produktionssystemen zu verzeichnen. Das
betrifft 3D Produktionssysteme für industrielle Appli-
kationen ebenso wie Reinraumanwendungen für die
Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen.
Die Technologie wird zunehmend für Massenferti-
gungsaufträge nachgefragt. Applikationen, die ultra-
feine Strukturen erfordern, stehen dabei genauso im
Vordergrund wie Anwendungen in den Materialklas-
Ralf P. Brammer sen Keramik und Metall.
Verwaltungsratspräsident
Eine Reihe von Projekten und bestellten 3D Produkti-
ons- und Entwicklungssystemen des vergangenen
Geschäftsjahres 2020 werden ihren Abschluss erst im
Jahr 2021 finden. Corona-bedingt mussten zahlreiche
Kundentermine und Workshops verschoben werden.
Exentis Mitarbeiter hatten kaum Gelegenheit die Kun-
den im Ausland aufzusuchen. Häufig wurde auslän-
dischen Kunden die Geschäftsreise in die Schweiz
verwehrt. Umsatz- und ergebnisseitig muss das ver-
gangene Geschäftsjahr Corona-bedingt schlichtweg
als verlorenes Jahr betrachtet werden, in dem die
Lockdowns deutliche Spuren hinterlassen haben.
Wir konnten aber das machen, was jedes aufgestellte
Managementteam machen muss. Kosten anpassen
und fokussieren.
So hat Exentis diesen anspruchsvollen Zeitraum
bestmöglich genutzt, um technologisch wie auch
marktseitig gestärkt daraus hervorzugehen:
Im Jahr 2020 konnte Exentis seine proprietäre 3D
Siebdrucktechnologie patentseitig weiter deutlich
absichern. Exentis verfügt mittlerweile über einExentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 3
Patentportfolio von mehr als 120 Einzelpatenten sicherheit für den Bürger mit Sorge beobachtet. In
mit mehr als 3.000 Patentansprüchen, mithin über Europa, den USA, Australien und Japan verzeichnet
1.000 Patentansprüche mehr als noch ein Jahr zuvor. Exentis bereits seit Sommer 2020 starke Bestre-
bungen, wichtige Industrieapplikationen und Teile
Als Solution Provider bietet Exentis im 3D Markt der Tablettenherstellung zurück in das eigene Land
weiterhin als einziger Anbieter eine Grossserien- zu holen.
fertigung von Bauteilen bei freier Materialwahl und
ultrafeinen Geometrien. Das Industrialisierte Additive Insgesamt werden sich die Vorleistungen aus
Manufacturing schafft einen neuen Flexibilitätsgrad 2020 im laufenden Geschäftsjahr wie auch in der Zeit
bei 3D Fertigungsprozessen und ersetzt die zeit- und danach materialisieren. Das angelaufene Jahr 2021
kostenaufwendige Werkzeugherstellung bei der lässt viel erwarten:
Nutzung etablierter Fertigungstechnologien.
Vorteilhaft entwickelt sich die Anzahl neuer Entwick-
Exentis verfolgt dabei die Strategie des fokussierten lungsprojekte und Kooperationsvorhaben. Neben
Wachstums. Das breite Anwendungsspektrum der Produktionsaufträgen aus Europa werden im ersten
Exentis 3D Siebdrucktechnologie soll damit auf eine Halbjahr auch Bestellungen aus Asien erwartet.
begrenzte Anzahl von strategischen Partnern verteilt Branchenseitig sind Schwerpunkte bei Industrie-
werden, die ihrerseits mehrere Projekte mit Exentis anwendungen, Automotive Anwendungen und 3D
realisieren. Elektronikdruck zu verzeichnen.
In diesem Rahmen hat Exentis mittlerweile elf Koope- Damit steht Exentis im laufenden Geschäftsjahr vor
rationsvereinbarungen abgeschlossen. Unter ande- der erfolgreichen Internationalisierung. Bestellungen
rem mit ThyssenKrupp wie auch mit dem deutschen von Exentis 3D Entwicklungs- und Produktions-
Fraunhofer Institut. Insgesamt sind bereits sieben systemen kamen aus Deutschland, Australien und
Lizenzverträge in den Bereichen erneuerbare Energie, den USA. Insofern folgt Exentis hier den Kunden in
3D Druck von pharmazeutischen Wirkstoffen und neue Märkte und verankert regionale 3D Produktions-
Biomaterialien oder auch der Herstellung von Indus- systeme wie auch Lizenzen mit entsprechenden,
trieteilen vereinbart. Exentis wird weiterhin zahlreiche langfristig ausgelasteten Fertigungskapazitäten.
Lizenzen in speziellen Applikationsgebieten vergeben
können und somit zusätzlich zur Auftragsproduktion Exentis wurde am Firmensitz im schweizerischen
und 3D Systemlieferung mittel- und langfristig weitere Stetten wie auch bei allen weiteren Standorten der
Umsätze aus Lizenzgebühren realisieren. Exentis Gruppe in Deutschland erfolgreich ISO 9001
zertifiziert. Die weltweit anerkannte Industrienorm
Zahlreiche Regierungen haben im Rahmen der unterstreicht den Anspruch von Exentis, internatio-
Corona-Krise die Abhängigkeit von China, Pakistan nale Standards zu erfüllen. Die einheitlichen Prozesse
oder Indien in der Produktion und bei der Verfügbar- und Strukturen schaffen Raum für weiteres geord-
keit von wichtigen Rohstoffen und pharmazeutischen netes Wachstum und sind ein starkes Signal für
Wirkstoffen als Einschränkungen ihrer Versorgungs- Kunden wie Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.4 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Brief an die Aktionäre
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt bedient Exentis UNSERE PATENTIERTE
12 gewachsene Marktsegmente mit einer Vielzahl 3D SIEBDRUCKTECHNOLOGIE
von Projekten. Noch im Aufbau befindet sich eine
zusätzliche Fokussierung auf die drei strategischen
Geschäftsfelder: Grossserienfertigung
1. e-Mobilität Freie Hochflexibles
Materialwahl Produktionsverfahren
2. Brennstoffzelle und
3. Medizintechnik
In allen drei strategischen Geschäftsfeldern arbeitet Exentis
Ultrafeine 3D Mass Beliebige
Exentis an einer Go-to-market-Strategie mit jeweils Strukturen Customization® Bauteilgeometrien
zwei starken Partnern. Einem industriellen Partner,
der Marktzugang und Nachfrage bei existierenden
Kunden bietet und zumeist mehrere Projekte auf sich Umweltfreundliches Vorteilhafte Kosten-
vereint, und einem wissenschaftlichen Partner. Kaltdruckverfahren Nutzen-Relation
Exentis nutzt somit die jeweils neuesten Forschungs- Nachbearbeitungsfrei
ergebnisse und Innovationen für weiteres Wachstum.
In diesen Partnerschaften wird die strategische Rolle
von Exentis als ganzheitlicher Lösungsanbieter
deutlich, bei grossserieller Produktion und damit
der 3D Umsetzung von Kundenapplikationen. wird die Verantwortung der beiden Ressorts Chief
Executive Officer und Chief Operating Officer
Erkannt haben wir, dass wir unsere Technologie übernehmen. Er besitzt umfassende internationale
bekannter machen müssen. Wir sind beseelt davon, Erfahrungen in Aufbau und Führung von Technologie-
die 3D Siebdrucktechnologie als neuen industriellen Unternehmen. Besonders durch seine langjährige
Fertigungsstandard im Markt zu verankern. Erfahrung im Bereich Additive Manufacturing bringt
Nur dazu müssen wir auch ausserhalb der Schweiz Gereon Heinemann Markterfahrung bei der Etablie-
und ausserhalb Europas von potentiellen Kunden wie rung erfolgreicher Geschäftsmodelle in diesem
auch Kooperationspartnern aktiv in die engere Wahl wachsenden Marktsegment mit.
genommen werden. Denn wir bieten unseren Kunden
erhebliche Wettbewerbsvorteile durch Nutzung der Corona wird uns auch in diesem Jahr weiter be-
Exentis Technologie. gleiten, auch wenn Impfungen eine starke Erholung
erwarten lassen. Geschäftsentscheidungen müssen
Führungsseitig haben wir uns dazu verstärkt. Exentis weiterhin unter einem gewissen Grad an Unsicherheit
hat zum Jahresbeginn Herrn Dr. Gereon Heinemann getroffen werden, denn unsere Kunden können
zum Mitglied der Geschäftsleitung und neuen Vor- aktuell nur bedingt valide Planungen und Prognosen
standsvorsitzenden berufen. Gereon Heinemann zur eigenen Geschäftsentwicklung vorlegen.Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 5 Trotzdem geht Exentis auf Basis der starken Nach- frage nach der Exentis 3D Siebdrucktechnologie aus heutiger Sicht davon aus, dass das Geschäftsjahr 2021 das erfolgreichste Jahr der Unternehmens- geschichte werden wird. Schauen wir über das laufende Jahr hinaus, zeigt sich deutlich, welche vielfältigen Vorteile die Exentis Technologie den Kunden bietet. Technologisch, bei der Vermeidung von bisherigen vor- und nachgela- gerten Herstellungsprozessen, der Vermeidung von Materialausschuss und natürlich beim Preis. Diese Vorteile versetzen die Exentis Kunden in die vielver- sprechende Lage, ihre eigene Wettbewerbsposition durch den Einsatz der innovativen Exentis Techno- logie deutlich zu verbessern. Ein Blick in die USA zeigt die Attraktivität und die bemerkenswert hohen Bewertungen, die der amerika- nische Markt dem 3D Druck zurechnet. Unternehmen, die ökonomisch und technologisch vergleichbar sind, werden mit einem Vielfachen von Exentis bewertet. Das Management wird sich somit in den kommenden Monaten und in Abhängigkeit der operativen Erfolge von Exentis mit der Frage beschäftigen, wie Exentis von diesem Trend partizipieren kann. Und dazu eine grössere Nähe zum Kapitalmarkt suchen. Im Namen des Verwaltungsrates danke ich dem gesamten Team, allen Mitarbeiterinnen und Mitar- beitern, der Führungscrew und besonders unseren Siebdruckexperten für ihr ausserordentliches Enga- gement und den festen Willen, die Exentis 3D Tech- nologie als Industriestandard zu etablieren. Ebenso danken wir unseren Kunden sowie Partnern und Aktionären für ihre Begleitung und ihr Vertrauen.
6 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Marktumfeld
Die durch die COVID-19-Pandemie ausgelöste wirt- Die Ausbreitung von COVID-19 hat zahlreiche
schaftliche Instabilität hat die Welt im abgelaufenen Herausforderungen mit sich gebracht. Unterneh-
Geschäftsjahr 2020 in eine Notlage versetzt. menskonsolidierungen, Massenentlassungen, Knapp-
Logistische Probleme, nationale wie regionale Lock- heit an Fertigungsmaterialien und Reisebeschrän-
downs und Grenzschliessungen haben die globalen kungen verbunden mit neuen Herausforderungen in
Lieferketten beeinträchtigt. Infolgedessen kam es den Bereichen Gesundheits- und Arbeitssicherheit.
weltweit zu Engpässen bei grundlegenden Gütern Aufgrund der damit verbundenen weiterhin anhalten-
und Medikamenten. den wirtschaftlichen Unsicherheit in den ersten Mo-
naten des Jahres 2021 liegt die Zuversicht für das
zweite Halbjahr in den nationalen Impfoffensiven.
ANWENDUNGEN DER ADDITIVEN FERTIGUNG
DURCH DIE INDUSTRIE
Die COVID-19-Pandemie hat nahezu alle Branchen
berührt und weitreichende negative Folgen bereitet.
Luftfahrt 78 % 22 % In einer Zeit des globalen Bedarfs spielt die Additive
Fertigung jedoch eine Schlüsselrolle darin, den
Konsumgüter 76 % 24 % Bedarf an On-Demand-Produktion in den jeweiligen
Ländern vor Ort zu decken und trägt so dazu bei, die
Chemie 75 % 25 % Unterbrechung von Lieferketten abzumildern.
Elektronik 71 % 12 % Das zeigen auch die Marktdaten der Additiven Ferti-
gung aus dem Jahr 2020. Der globale Markt für Addi-
Transport & Logistik 68 % 14 % tive Fertigung hat 2020 die Marke von 13 Milliarden
Schweizer Franken überstiegen, nach 10 Milliarden
Bauindustrie 63 % 20 % Schweizer Franken im Vorjahr. Ein Marktwachstum
von 30 %. Erzielt während einer globalen Pandemie.
Industrieprodukte 62 % 15 % Der Additive Fertigungsmarkt hat bereits über die
letzten Jahre ein beeindruckendes Wachstum ver-
Automobil 59 % 17 % zeichnet und folgt, trotz des aktuellen gedämpften
Weltwirtschaftswachstums, dem prognostizierten
Life Sciences 55 % 22 % Trendverlauf. Der überwiegende Teil dieses erreichten
Marktvolumens wird nach wie vor noch durch Proto-
typen und Nullserien erzielt, nicht aber durch Gross-
Additiv Manufacturing wird bereits angewandt
Additiv Manufacturing in Planung
serienfertigung, wie sie durch die Exentis 3D
Technologie ermöglicht wird.
Die Mehrheit der Luftfahrt-, Konsumgüter- und Chemie-
unternehmen plant für die Zukunft mit Additiver Fertigung Ein Schlüsselfaktor für das positive Wachstum ist die
Quelle: EY’s Global 3D Printing Report 2019
Entwicklung neuer Anwendungen für den 3D Druck,Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 7
24 245
54.0
MARKTWACHSTUM ZUNEHMENDE ANZAHL
[ in CHF Mrd. ] 3D DRUCK-PATENTE WELTWEIT
197 %
27.4
107.6 %
3 774
13.2 2 355
2020 2023 2027 2007 2010 2013 2016
Quelle: IPlytics
die Unternehmen neben den traditionellen Ferti- Mittlerweile haben fast alle Industrien die Additive
gungsverfahren zunehmend erschliessen. Fertigung für sich entdeckt. Für Unternehmen im
Additiven Manufacturing Umfeld sorgen diese Trends
Weiterhin wird der Additive Manufacturing Markt für eine erfreuliche Bestätigung ihrer Anstrengungen
von strategischen Partnerschaften, Akquisitionen und bieten weitere Möglichkeiten, neue Technologien,
und Allianzen geprägt: Anwendungen und Innovationen auf den Markt zu
bringen.
Januar 2021:
Desktop Metal erwirbt EnvisionTEC und tritt
damit in den Markt für die additive Fertigung von 24 %
Kunststoffen ein
ist das prognostizierte
November 2020: durchschnittliche jährliche
EnvisionTEC und Henkel bündeln Expertise bei
3D Druck und Materialwissen für finale Bauteile Wachstum des Additive
September 2020:
Manufacturing Marktes
Stratasys geht Partnerschaft mit dem Team Penske für die nächsten 5 Jahre.
(einer amerikanischen Motorsportorganisation) ein
Mai 2020:
Die Marktstudie von Fortune Business Insights
MakerBot bringt Method Carbon Fiber 3D Drucker
sieht den globalen Markt für Additive Fertigung auf
auf den Markt
über 54 Milliarden Schweizer Franken im Jahr 2027
April 2020: anwachsen. Renommierte Industrieexperten interna-
Stratasys übernimmt Origin Laboratories, Inc. tionaler Beratungsfirmen sehen die Trendwende der
Additiven Fertigung erreicht und prognostizieren ein
Zwei Faktoren treiben die lebhaften M&A Aktivitäten ähnlich starkes Marktwachstum, da zunehmend
im Additiven Fertigungsmarkt: branchenfremde Unternehmen aus verschiedenen Branchen in der
Unternehmen erwerben 3D Technologieunternehmen, Additiven Fertigung mehr als nur ein Rapid Proto-
um Zugang zu neuen Fertigungstechnologien zu er- typing Fertigungsverfahren sehen.
halten. Und Käufer verbessern ihre Position entlang
der Wertschöpfungskette, indem sie ihr Angebot Die gegenwärtigen Technologie-Ausbaustufen,
durch Übernahmen und Kooperationen erweitern. besonders die Industrialisierte Additive Manufacturing
Diese Treiber werden durch das Bestreben unter- Technologie von Exentis, bieten die Möglichkeit,
mauert, den Marktanteil zu erhöhen, der sowohl den eine nahezu unbegrenzte Anzahl an Materialien noch
bestehenden Akteuren als auch aufstrebenden schneller und in nachbearbeitungsfreier Güte zu
Branchenneulingen zugrunde liegt. drucken.8 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Marktumfeld
GLOBALE MARKTGRÖSSE DER ADDITIVEN FERTIGUNG [ in USD Mrd. ]
27.4
21.9
17.6
: 26 %
CAGR 14.0
11.2
9.0
5.7 6,4
3.8 4.2
2.1 2.9
1.5
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021e 2022e 2023e
Quelle: EY’s Global 3D Printing Report 2019
Basierend auf den Erkenntnissen der Branchenexper- 3D Druck von Keramiken, der Königsklasse der Mate-
ten von Ernst & Young gilt der 3D Druck als »essen- rialverarbeitung im 3D Markt.
tieller Bestandteil« der Industrie 4.0, die Verbindung
von fortschrittlichen Produktions- und Betriebstech- Im Zuge der Industrialisierung der Additiven Fertigung
niken mit intelligenten digitalen Technologien, die als spielten Softwareanwendungen in allen Bereichen
vierte industrielle Revolution bezeichnet wird. Eine des Arbeitsablaufs eine immer wichtigere Rolle. Wäh-
zukunftsträchtige Technologie mit erheblichem rend Software in der Bauteilkonstruktion und -simula-
Wachstums- und Entwicklungspotential. tion schon immer ein entscheidender Faktor war,
erfordert die Fertigung von industrietauglichen Bau-
teilen eine Steuerungssoftware, die den spezifischen
Der globale Markt für Anforderungen des Additiven Fertigungsprozesses
Additive Fertigung wird auf entspricht. Infolgedessen wurden die Softwarelösun-
gen in den letzten Jahren für Design und Produktent-
54 Milliarden Schweizer Franken wicklung fortschrittlicher und nutzten Technologien
bis zum Jahr 2027 anwachsen. wie generatives Design und Topologie-Optimierung.
Die Additive Fertigung ist Teil des allgemeinen Trends
Das Tempo der Weiterentwicklungen in der 3D der Digitalisierung innerhalb der Fertigungsindustrie
Technologie war auch im vergangenen Geschäftsjahr geworden. Da sich die Hersteller zunehmend digitale
beachtenswert. Der 3D Metalldruck hat seinen Strategien zu eigen machen, wird die breite Einfüh-
Wachstumskurs im Jahr 2020 fortgesetzt, indem neue rung der Additiven Fertigung weiterhin zunehmen
Prozesse geschaffen und bestehende Technologien und sich in den nächsten Jahren beschleunigen.
weiterentwickelt wurden. Die wachsende Zahl aktiver
Unternehmen innerhalb dieses Segments spiegelt die Exentis 3D Mass Customization® Technologie
gestiegenen Innovationen in diesem Bereich wider. In im derzeitigen Marktumfeld
den kommenden Jahren werden, Untersuchungen zu- Die Abbildung veranschaulicht den Vergleich der
folge, 3D gedruckte Bauteile aus Metall den Druck Exentis 3D Mass Customization® Technologie zu
von Bauteilen aus Polymeren überholen. Im Metall 3D anderen 3D Drucktechnologien. Die vorgenommene
Druck ist Exentis seit Jahren führend aufgestellt. Das Beurteilung basiert auf dem Komplexitätsgrad der
Unternehmen beherrscht zudem wie kein zweites den gedruckten Bauteile und der Fertigungskapazität jeExentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 9
sehr hoch
Exentis
Stereolithographie
3D Mass Customization®
Komplexitätsgrad der Bauteilgeometrie
Multi Jet modelling
hoch
Polyjet Spritzguss
Selektives Lasersintern
mittel
Fused Deposition Modelling
Laminated Object Modelling
Solid Ground Curing
gering
1 1 000 10 000 100 000 5 000 000
Produktionskapazität p. a. je 3D Produktionseinheit
Exentis 3D Produktionssystem. Als Referenzpunkt Die Zukunftstrends in der Additiven Fertigung
und zur allgemeinen Standortbestimmung der Exentis Bereits heute zeichnet sich ab, dass die 3D Techno-
3D Mass Customization® Technologie gegenüber den logie globale Produktions-, Logistik- und Business-
traditionellen Produktionsmethoden wurde das modelle herausfordern und verändern wird. Ein Artikel
Spritzguss-Verfahren in die Übersicht mit aufgenom- im Fachjournal Global Trade Review geht noch einen
men. Schritt weiter, indem die These aufgestellt wird, dass
der 3D Druck bis 2040 aufgrund der disruptiven Ver-
Die Ergebnisse des Technologievergleichs zeigen, änderungen der Logistik und Zulieferketten sogar bis
dass bei allen existierenden 3D Drucktechnologien zu 40 Prozent des Welthandels ersetzen könnte. Die
die Fähigkeit zur Serienherstellung oder Massenferti- Additive Fertigung verändert bereits heute die Han-
gung bei freier Materialwahl fehlt. Aber auch gegen- dels- und Produktionsabläufe weltweit, indem die
über traditionellen Fertigungsverfahren (u.a. Spritz- Produktion näher an die Kunden rückt, die Transport-
guss) überwiegen die Vorteile der Exentis 3D Sieb- zeit verkürzt, eine kundenspezifische Produktion er-
drucktechnologie, da hochkomplexe Bauteilgeo- möglicht sowie die Lagerhaltung reduziert wird.
metrien realisiert werden können. Auch wird die zeit-
und kostenaufwändige Fertigung von Gussformen für Exentis stellt im laufenden Jahr
den Spritzguss durch das »Rapid Tooling« bei Exentis drei zentrale Aspekte in den Vordergrund:
überflüssig. Die entsprechenden Werkzeuge bei • Ausbau der Marktführerschaft einer Produktion
Exentis sind nicht die Gussformen sondern die Siebe im industriellen Massstab bei Additiver Fertigung
selber. Exentis stellt diese im Hause kostengünstig (mehrere Millionen Bauteile pro Jahr auf einem
innerhalb von 24 Stunden her und ermöglicht dem Exentis 3D Produktionssystem)
Kunden somit unmittelbare Design-Anpassungen bei • Industrielle Zusammenarbeit durch
dessen gedruckten Produkten statt monatelanger Kooperationen und Allianzen mit Industrie- und
Fertigung von Gussformen im Spritzguss. Forschungspartnern für die Akzeptanz der
3D Fertigungsprozesse
Dies bietet der Exentis Gruppe ein weiteres heraus- • Evolution des 3D Drucks hin zu einem
ragendes Alleinstellungsmerkmal bei der Entwicklung »klassischen« Grossserien-Produktionsverfahren
des Exentis 3D Mass Customization®, der Industriali- und weg von der reinen Prototyping- und
sierten Additiven Fertigung, der einzigartigen und Kleinserienfokussierung
umfassend patentierten 3D Siebdrucktechnologie.10 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Marktumfeld
Die grösste Verschiebung innerhalb der Branche
Partnerschaften können findet sich im beschriebenen Übergang vom Kunst-
zur beschleunigten stoffdruck zum Metalldruck. Die Verarbeitung von
Kunststoff ist für Prototypen und spezielle Bauteile
Marktdurchdringung der auch zukünftig ausreichend. Hingegen ist die Herstel-
3D Technologien beitragen. lung von Metallteilen ein Billionen-Dollar-Markt und
dementsprechend der weitaus wichtigere.
3D gedruckte Teile werden eine wichtige Rolle Die kontinuierliche Erhöhung der Druckgeschwindig-
bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen spielen. keit wird auch zukünftig ein entscheidender Faktor
Automobilhersteller und Automobilzulieferer (Original bleiben. Während die Druckzeit je nach Komplexität
Equipment Manufacturer, OEM) müssen aufgrund der Geometrie, der Qualität des Endbauteils und der
der hohen Kundennachfrage auf die sich abzeichnen- verwendeten Materialien variieren kann, sind die der-
den Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität zeitigen, auf dem Markt verfügbaren 3D Drucker be-
reagieren. Infolgedessen setzen Automobilhersteller reits doppelt so schnell wie noch vor einigen Jahren.
3D gedruckte Lösungen und Teile ein, um im Zeitalter
von Industrie 4.0 wettbewerbsfähig zu bleiben. Künftig werden weitere Grosskonzerne in den 3D
Während die Automobilbranche von Verbrennungs- Druckmarkt einsteigen. Dadurch erhält der Markt eine
motoren auf Elektroantriebe übergeht, bietet der noch breitere mediale Aufmerksamkeit. Das wird dazu
industrielle 3D Druck eine Technologie, die die Pro- führen, dass bestehende Akteure Innovationen noch
duktion beschleunigen und das Verständnis für das schneller vorantreiben werden. In den nächsten Jah-
Design von Autoteilen grundlegend verändern kann. ren wird der 3D Druck häufiger in allen Fertigungs-
Dieses Produktionsverfahren ermöglicht es Herstel- bereichen umfassend eingesetzt werden. Nach wie
lern von Elektrofahrzeugen, ihre Batterien, Motoren vor werden eingeführte Fertigungsverfahren wie Gies-
und andere Komponenten additiv herzustellen. Die sen, Schmieden, Stanzen, Pressen oder dergleichen
Additive Fertigung insgesamt unterstützt die Auto- dominieren. Aber selbst wenige Prozente einer globa-
mobilhersteller bei der beschleunigten Produktion len Industrie mit einem Volumen von mehreren Billio-
von Elektrofahrzeugen. nen Schweizer Franken – allein das Volumen der
jährlichen Fertigung von Metallteilen beträgt eine
Die nachfolgend beschriebenen Technologie-Weiter- Billion Schweizer Franken – ist ein eindrucksvoller
entwicklungen bekräftigen das künftig anhaltende Markt für die »junge« 3D Branche.
überdurchschnittliche Wachstum des 3D Markts. In
der Vergangenheit war die Liste der für den 3D Druck
verwendbaren Materialien überschaubar und weit
entfernt von der umfassenden Materialvielfalt, die
häufig in der Teilefertigung Anwendung findet. Diese
Materialvielfalt wird nun auch den 3D Markt erreichen.12 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Geschäftsmodell und Strategie
Exentis Geschäftsmodell darzustellen. So zum Beispiel Hohlstrukturen zur
Die Exentis Group AG bietet ihren Kunden grund- Gewichtsreduzierung oder Bauteilstegbreiten, die
sätzlich zwei Möglichkeiten an, um die kundenseitige nicht breiter sind als ein zwanzigstel Millimeter. Ist
Produktidee mit der Exentis 3D Siebdrucktechno- das Objektdesign abgeschlossen, finden umfang-
logie, dem patentierten Exentis 3D Mass Customi- reiche Simulationen und statistische Prozess- und
zation® in Grossserie zu fertigen: Qualitätsüberprüfungen hinsichtlich Stabilität,
kritischer Geometriebereiche und Machbarkeit
Industrielle Produktion der Bauteile bei Exentis oder späterer grossserieller Fertigung statt.
direkt beim und durch den Kunden. Diesem Prozess
ist oft ein Entwicklungsprojekt vorgeschaltet, um den Zu diesem Zeitpunkt werden die 3D Drucksiebe in
bestmöglichen Erfolg für den Kunden zu gewährleis- einer eigenen Exentis Tochtergesellschaft entwickelt
ten. und angefertigt. Diese werden hinsichtlich Anwen-
dungstechnik, Beschichtungsdicke, Auflösungs-
Im Folgenden werden das Entwicklungsprojekt und vermögen, Gewebegeometrie und -material jeweils
die Wahlmöglichkeiten der »Make-or-Buy« Entschei- optimiert.
dung des Kunden näher beschrieben.
3D Entwicklungsprojekt Exentis bietet interne
Das 3D Entwicklungsprojekt ist der zentrale Prozess- Dual Sourcing Konzepte
schritt zwischen der Produktidee des Kunden bzw.
der kundenspezifischen Aufgabenstellung und der an – durch Produktion
anschliessenden grossseriellen 3D Druckfertigung. in zwei Ländern.
Die Erkenntnisse aus dem Entwicklungsprojekt sind
von wesentlicher Bedeutung für das spätere Indus-
trialisierte Additive Manufacturing. Exentis lässt das Spezial-Siebgewebe aus Metall
oder Kunststoff in Japan fertigen und verfügt damit
Im Rahmen des Entwicklungsprojekts arbeiten eine über die technischen Möglichkeiten der druckbaren
Reihe von Exentis Experten sehr eng zusammen. Strukturoptimierung mit einer Grenzauflösung von
So werden zunächst komplexe 3D Modelle des spä- kleiner 25 Mikrometer. Im Rahmen der projektbezo-
teren Bauteils entwickelt. Zielsetzung ist anfangs die genen Siebentwicklung werden Gewebematerial
Klärung der Fragestellung, ob durch die 3D drucksei- und Siebbeschichtung auf das zu druckende Material
tige Zusammenfassung verschiedener Einzelbauteile, abgestimmt. Dadurch erreicht Exentis nahezu
von Formen oder Funktionalitäten, ein neues Bauteil nacharbeitsfreie Bauteiloberflächen und eine lange
entstehen kann, das um ein Vielfaches effizienter und Lebensdauer der Siebe.
funktionaler aufgebaut sein kann als eine oder meh-
rere der bisherigen Komponenten. Traditionelle Ferti- In einem nächsten Schritt erfolgt die Material- bzw.
gungsverfahren sind zumeist nicht in der Lage, Pastenentwicklung. Hier arbeiten Materialwissen-
entsprechende Komplexitäten oder Geometrien schaftler, Chemiker und Ingenieure Hand in Hand, umExentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 13
PATENTANSPRÜCHE PATENTANSPRÜCHE PRO BRANCHE
3 008
66.6 % Industrie Pharma
1 806 32 % 29 %
112 %
850
Bioprinting Erneuerbare
10 % 22 %
Energien
7%
2018 2020 2021 Andere
die vom Kunden vorgegebene Spezifikation hinsicht- Gesteuert werden diese Produktionsstandorte über
lich Härte, Steifigkeit, Porositätsgrad wie auch die die Fertigungsparameter, die für das Industrialisierte
gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erfüllen. Additive Manufacturing im zentralen Exentis 3D Inno-
vationscenter am Hauptsitz, in Stetten, nahe Zürich,
Dies kann sehr kurzfristig erfolgen, wenn der Kunde entwickelt werden. Exentis bietet den Kunden eine
auf die vielseitigen, verschiedenen bestehenden Produktion zum Festpreis pro Bauteil. Variationen
druckbaren Materialien von Exentis zurückgreift. oder Materialänderungen am finalen Bauteil sind
Zeitaufwändiger, aber umso individueller, wird diese durch das »Rapid Tooling«, also die Anpassung der
Materialentwicklungsarbeit, wenn spezielle Anfor- Geometrien der Drucksiebe, innerhalb von nur 1 bis
derungen, wie z.B. elektrisch leitfähige Keramiken 3 Tagen möglich. So können Exentis Kunden auch
oder Multimaterialbauteile, gewünscht werden. kleinere Stückzahlen, die bisher auf Basis konven-
tioneller Fertigungsmethoden, wie zum Beispiel beim
Sind die Pastensysteme fertiggestellt, werden die Spritzguss, und der damit verbundenen zeit- und
geeigneten Druckparameter wie auch die mehrdimen- kostenaufwändigen Werkzeugherstellung nicht mög-
sionalen Sinterkurven für das Bauteil entwickelt. Der lich waren, flexibel und zeitnah produzieren lassen.
Kunde erhält nun Musterteile, die einer umfangrei-
chen Qualitätssicherung unterzogen werden. Industrielle 3D Produktion vor Ort beim
Kunden im Rahmen eines One-Stop-Shops
Nach Freigabe erfolgt die Dokumentation der Ver- Nachdem sich Kunden für die Eigenproduktion vor
fahrensparameter und der zum Einsatz kommenden Ort oder die zusätzliche Produktion der eigenen Bau-
Technologien. Der Kunde erhält vergleichende Wirt- teile bei Exentis entschieden haben, werden sie bei
schaftlichkeitsbetrachtungen für den Einkauf der Teile Exentis aus einer Hand bedient.
bei Exentis oder der Herstellung bei sich im Hause.
Zumeist erfolgt die Entscheidung im Rahmen einer
Dual Sourcing Strategie. Das heisst, der Kunde be- Exentis begleitet Kunden
auftragt Exentis mit dem Hochfahren der Produktion von ihrer Produktidee bis
bis zu einer vorgegebenen Stückzahl und etabliert
dazu parallel eine Exentis 3D Siebdruckfertigung zum millionenfach
bei sich vor Ort. Exentis ist zudem in der Lage, 3D gedruckten Produkt.
dem Kunden Exentis-intern Dual Sourcing Konzepte
in Deutschland und der Schweiz anzubieten, um
maximale Liefersicherheit zu gewährleisten. Die Bauteilgeometrien, die Pastensysteme und die
Siebe wie auch die Verfahrensparameter sind zu die-
Industrielle 3D Produktion sem Zeitpunkt bereits definiert und verprobt. Exentis
von Kundenbauteilen bei Exentis bietet dann den Service eines One-Stop-Shops an.
Exentis verfügt seit 2019 über verschiedene Produkti- Das heisst, alles was es braucht, um Kundenbauteile
onsstandorte. In Deutschland, für die Bedienung des in Eigenregie vor Ort beim Kunden herzustellen, wird
dortigen Hauptmarktes, und in der Schweiz. von Exentis zugeliefert. Das beginnt mit der Einräu-14 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Geschäftsmodell und Strategie
mung einer bauteilspezifischen Produktionslizenz, Fokussiertes Wachstum in
damit der Kunde die umfangreich patentierte Exentis drei strategischen Geschäftsfeldern
3D Siebdrucktechnologie für die Bauteilherstellung Zum gegenwärtigen Zeitpunkt bedient Exentis 12
und auch die patentseitig geschützte Applikation für gewachsene Marktsegmente mit einer Vielzahl von
sich nutzen kann. Projekten. Gegenwärtig im Aufbau befindet sich eine
zusätzliche Fokussierung auf die drei strategischen
Bei aller Flexibilität der Exentis 3D Siebdrucksysteme Geschäftsfelder:
ist es erforderlich, die 3D Siebdruckanlagen speziell
auf die Bauteile abzustimmen. Dabei kommt es auf 1. e-Mobilität
die gewünschte Ausbringungsmenge an, genauso 2. Brennstoffzelle und
wie auf spezielle Fertigungsumfelder wie zum Beispiel 3. Medizintechnik
die Reinraumproduktion von pharmazeutischen
Wirkstoffen, Biogeweben oder die hocheffizienten In allen drei strategischen Geschäftsfeldern arbeitet
Fertigungsstrassen für Industrieteile. Für die Inbe- Exentis in einer Go-to-market-Strategie mit jeweils
triebnahme liefert Exentis die notwendigen Pasten- zwei starken Partnern. Einem industriellen Partner,
systeme, die Siebe, die Verfahrenstechnik, anwen- der Marktzugang und Nachfrage bei existierenden
dungsspezifische Schulungen und falls gewünscht Kunden bietet und zumeist mehrere Projekte auf
das Bedienpersonal. Bei Industrieteilen rundet eine sich vereint, und einem wissenschaftlichen Partner.
ausgefeilte Sinterofenkonfiguration das Leistungs- Exentis nutzt somit die jeweils neuesten Forschungs-
profil von Exentis ab. ergebnisse und Innovationen für weiteres Wachstum.
In diesen Partnerschaften wird die strategische Rolle
von Exentis als ganzheitlicher Lösungsanbieter deut-
In Partnerschaften wird lich, bei der grossseriellen Produktion und damit der
die strategische Rolle 3D Umsetzung der Kundenapplikationen.
von Exentis als ganzheitlicher Repatriierung als Chance durch Corona
Lösungsanbieter deutlich. Zahlreiche Regierungen haben im Rahmen der
Corona-Krise die Abhängigkeit von China, Pakistan
oder Indien in der Produktion und bei der Verfügbar-
Exentis Strategie keit von wichtigen Rohstoffen und pharmazeutischen
Die Vorteile der Exentis 3D Siebdrucktechnologie Wirkstoffen als Einschränkungen ihrer Versorgungs-
schaffen erheblichen Mehrwert für die Kunden. Daher sicherheit für den Bürger mit Sorge beobachtet.
gilt als übergeordnetes Ziel, das patentierte Exentis In Europa, den USA, Australien und Japan sieht
3D Mass Customization® als neuen Industriestandard Exentis starke Bestrebungen, wichtige Industrieteile
in der Industriellen Additiven Fertigung zu etablieren. und Teile der Tablettenherstellung zurück in das
eigene Territorium zu holen. Dieser Trend wird
zumeist als Repatriierung bezeichnet.Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 15
VON DER PRODUKTIDEE ZUR GROSSSERIE
Diskussion der Produktidee Produktidee in
oder der Problemstellung
Grossserie 3D gefertigt
Vorstellung von
3D Lösungsvarianten
Vereinbarung eines Exentis liefert Teile oder
Entwicklungsprojektes Produktion beim Kunden vor Ort
Vorlage von Verfahrenstechnologie,
Musterteilen und Wirtschaftlichkeits-
betrachtung
Internationalisierung nach Australien und USA sind, die Exentis 3D Siebdrucktechnologie flächen-
Exentis wird jedes einzelne Vorhaben prüfen und dort, deckend am Markt zu etablieren. Aus diesem Grund
wo die innovative 3D Fertigungstechnologie beson- wird Exentis weiterhin neben der Funktion als ganz-
ders wertstiftend erscheint, Angebote erstellen. heitlicher Lösungsanbieter, Variationen der Exentis
Insofern folgt Exentis hier den Kunden im Geschäfts- 3D Siebdrucktechnologie entwickeln und zum Teil
jahr 2021 bereits nach Australien und den USA und auf Marktebene oder auf Ebene der Applikationen
schafft regionale 3D Produktionssysteme, Lizenzen auslizensieren.
und entsprechende, langfristig ausgelastete Ferti-
gungskapazitäten. Die Unabhängigkeit als Unternehmen hat bei Exentis
einen hohen Stellenwert. Wie die Markttrends zeigen,
Vergabe weiterer 3D Produktionslizenzen ergänzen immer mehr Grosskonzerne ihre klassische
Fertig entwickelte Technologiefelder, wie zum Beispiel Fertigung partiell durch additive Produktionslösun-
im Bereich erneuerbare Energien, Pharmazie oder gen. Da Exentis über die derzeit vielversprechendste
3D Bioprinting, hat Exentis bereits erfolgreich Technologie im Industrialisierten Additive Manufactu-
auslizensiert. Exentis vertritt die Auffassung, dass ring verfügt, geht Exentis davon aus, diese aus eige-
dritte Unternehmen, die unabhängig voneinander ihre ner Kraft weiterzuentwickeln und das vorhandene
spezifischen Märkte bearbeiten, schneller in der Lage Potential erschliessen zu können.16 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Exentis 3D Mass Customization®
Die Exentis DNA, also das komplexe Zusammenspiel lenartig) zu verdrucken. Kompositwerkstoffe, die sich
von Kompetenzfeldern, von der ersten Materialkom- gleichfalls sehr gut mit 3D Siebdruck verarbeiten
position bis hin zur industriellen Fertigung und Auslie- lassen, runden das Spektrum ab.
ferung der 3D gedruckten Bauteile, beinhaltet im We-
sentlichen sechs Eckpfeiler, die bei Exentis durch eine Damit die Bauteile nach dem Durchlaufen der ge-
ständig weiterentwickelte und mit mehr als 3.000 Pa- samten Prozesskette die vom Kunden spezifizierten
tentansprüchen geschützte Technologie, dem Exentis Eigenschaften aufweisen, muss der Wahl des pulver-
3D Mass Customization®, zur Anwendung kommen. förmigen Ausgangsmaterials bei keramischen und
metallischen Werkstoffen besondere Bedeutung
beigemessen werden.
Die Exentis DNA ist ein
komplexes Zusammenspiel Die Eigenschaften des Pulvers haben direkte Aus-
wirkungen auf dessen Verarbeitbarkeit zu Siebdruck-
von Kompetenzfeldern. paste, auf das Druckverhalten und auch auf die Spe-
zifikation passender Siebgewebe. Damit definiert das
Zielsetzung ist es, Kundenanforderungen mittels Pulver massgeblich die erreichbare Druckauflösung.
der Exentis 3D Siebdrucktechnologie zu lösen und Das genaue Verständnis und die Kontrolle der Pulver-
innovative Produktlösungen mit funktionalem eigenschaften sind daher zentral zur Realisierbarkeit
Mehrwert in Grossserie zu präsentieren: von extrem feinen Strukturen mit Wandstärken bis
hinab zu 50 Mikrometern, was dem Durchmesser
Technologischer Eckpfeiler 1: Materialauswahl eines menschlichen Haares entspricht.
In einem ersten Schritt definiert der Kunde gemein-
sam mit dem Exentis Projektleiter die bauteilspezifi- Die Pulverauswahl beeinflusst die Druckauflösung
schen Materialanforderungen. Der dementsprechen- und ist entscheidend für die resultierenden Werkstoff-
den Materialauswahl aus dem Exentis-Material-Port- eigenschaften. Mit bedachter Wahl der Partikelform
folio kommt daher eine herausragende Bedeutung und Korngrössenverteilung des Pulvers kann Exentis
zu. Neben reinen Metallen wie Eisen, Kupfer oder wichtige Bauteilkennwerte wie z. B. Porosität, elektri-
Refraktärmetallen bzw. Legierungen wie Stahl (z. B. sche und thermische Leitfähigkeit oder die mecha-
1.4404 / 316L), lassen sich im Exentis 3D Siebdruck nischen Eigenschaften gezielt festlegen.
auch Keramiken (z. B. Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder
Siliciumcarbid), Glas, Polymere und sogar organische Technologischer Eckpfeiler 2:
Werkstoffe und Biomaterialien drucken. Pastensystementwicklung
Beim Exentis 3D Mass Customization® ist die Ent-
Zugleich ist es durch den schichtweisen Aufbau mög- wicklung von Rezepturen für 3D Pastensysteme, also
lich, unterschiedliche Werkstoffe schichtweise sowohl die Schaffung der Druckbarkeit von Pulvern, ein ent-
palisaden- als auch lamellenartig zu kombinieren, d. h. scheidender technologischer Baustein. Sozusagen
unterschiedliche Werkstoffe sowohl nebeneinander die »Coca-Cola-Formel« der Exentis 3D Siebdruck-
(palisadenartig) als auch gezielt übereinander (lamel- technologie. Mit dem 3D Siebdruckverfahren lassenExentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 17
sich Komponenten aus Keramik, Metall und poly-
meren Systemen, genauso wie aus Biomaterialien Die exakte Kenntnis der
oder pharmazeutischen Wirkstoffen produzieren. kombinierten Werkstoffe ist
Das Ausgangsmaterial liegt in den meisten Fällen erforderlich, um die definierten
in Pulverform vor, aus welchem dann unter Zugabe Materialeigenschaften des
einer Reihe von Additiven und unter Anwendung
speziell abgestimmter Pastenaufbereitungsprozesse
Bauteils zu gewährleisten.
die 3D Pastensysteme hergestellt werden. Die Mate-
rialwahl und die Kompetenz im Bereich der Pasten- Auch die Möglichkeit, Pasten nicht nur mit Sieben,
herstellung gehen dabei Hand in Hand. sondern auch mit sogenannten Schablonen zu ver-
arbeiten, spielt bei der Abstimmung des rheologi-
Während bei Metallen und Keramiken insbesondere schen Verhaltens der Pasten eine wesentliche Rolle.
die Frage der möglichst vollständigen Vereinzelung Schablonen bieten für spezielle Bauteile die Möglich-
der Feststoffteilchen, die sogenannte Dispergierung, keit, die Druckhöhe pro Lage zu maximieren.
hohe Bedeutung bei der Pastenherstellung hat, liegt
bei der Verarbeitung von Polymeren und Biomateria- Zu berücksichtigen sind bei der Herstellung von Pas-
lien der Schwerpunkt auf der exakten Einstellung des ten nicht nur drucktechnische Aspekte, sondern auch
Verarbeitungsfensters hinsichtlich Temperatur, Feuch- die Anforderungen an das Bauteil nach der Sinterung.
tigkeit, Sauerstoffgehalt und Lichtempfindlichkeit. Die chemische Zusammensetzung, die Porosität wie
auch die mechanischen sowie physikalischen Eigen-
Diese Parameter sind für jedes Werkstoffsystem indi- schaften gesinterter Bauteile können durch Zuführung
viduell zu definieren und entsprechend in der Pasten- von Additiven, zur Modifikation der Pasten, stark be-
rezeptur und -herstellung zu berücksichtigen. Exentis einflusst werden.
steht hier gleichbedeutend für Präzision. Diese ist er-
forderlich, um die gewünschten Eigenschaften repro- Technologischer Eckpfeiler 3:
duzierbar, also industriell verarbeitbar darzustellen. Bauteilspezifische Siebherstellung
Von grosser Bedeutung bei der Pastenherstellung ist Die Herstellung von Präzisionssieben für den 3D
ebenfalls die genaue Einstellung des sogenannten Siebdruck in der Grossserienfertigung umfasst viel-
rheologischen Verhaltens der 3D Siebdruckpaste. Die schichtige Anforderungen im Hinblick auf Auflösungs-
Rheologie, die sich mit dem Verformungs- und Fliess- vermögen, perfektes Pastendruckverhalten, Kanten-
verhalten von Materie befasst, ist entscheidend für und Flankenschärfe der gedruckten Bauteile, Sieb-
den Druckerfolg. Durch geeignete Pulverauswahl und lebensdauer, Genauigkeit und Präzision beim vertika-
Einsatz assoziierter Binder, Plastifizierer und weiterer len Aufbauverhalten.
Additive lässt sich das Fliessverhalten von Siebdruck-
paste in die gewünschte Richtung lenken. Das erfor- Durch eine strategische Kooperation mit dem tech-
derliche Viskositätsprofil einer Paste ist dabei mit der nologischen Weltmarktführer von polymeren Sieb-
geforderten Geometrie eines Bauteiles festgelegt. geweben in Japan verfügt Exentis über einen konkur-18 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Exentis 3D Mass Customization®
renzlosen Zugang zu qualitativ herausragenden Ge- realisiert, so dass detailkonforme Abbildungen auch
weben als Basis für die Herstellung jedes einzelnen feinster Strukturen gewährleistet sind.
Exentis Produktionssiebes.
Abgerundet durch taktile und optische Vermessungen
Die Kombination aus optimierten Siebrahmen mit in der Qualitätskontrolle verlässt das Exentis Sieb die
höchster Verwindungssteifheit, High-Performance- hauseigene industrielle Siebproduktion und wird zum
Geweben aus Japan und Präzisions-Spanntechnik wertschöpfenden Werkzeug jedes Exentis 3D Produk-
sichert Bespannungsqualität, die eine hohe Lebens- tionssytems.
dauer bei gleichzeitig hoher Auflösungsgenauigkeit
und Reproduzierbarkeit der Siebe im Fertigungspro- Technologischer Eckpfeiler 4:
zess erwarten lassen kann. 3D Siebdruckprozess
Durch die Integration der z-Achse in den industriellen
Im Sieb-Herstellungsprozess erfolgt eine Fotopoly- Fertigungsprozess mittels der Exentis 3D Mass Cus-
mer-Beschichtung unter Reinraumbedingungen mit tomization® Technologie und eigens entwickelten 3D
engen Toleranzen bei Auftragungsdicke und Oberflä- Produktionssystemen, macht Exentis die hohe Auf-
chenrauigkeit. Das spezifische, finale Drucklayout lösung und hohe Produktivität des Siebdruckes für
wird abschliessend mit hochauflösenden Fotoplots die 3D Bauteilherstellung zugänglich. Exentis kann
DIE EXENTIS 3D SIEBDRUCKTECHNOLOGIE
Auswahl des Zertifi- Material- Pastensystem- Siebentwicklung
zierungsregimes entwicklung herstellung und Produktion
• Industrieteile • Metall, Keramik, • Viskosität • Material für
• Luft- und Raumfahrt • Polymer, Biomaterial • Binder Gewebefäden
• Automotive • Morphologie • Plastifizierer • Gewebewinkel
• Pharma Produkt- • Korngrösse/ • Additive Verflüssiger • Fadendurchmesser
anforderungen -verteilung • Lösemittel • Maschenweite
• Bioprinting • Partikelform • Lagerung • Siebspannung
• Medtech • Granulat • Vorbehandlung • Rahmen
• Reinheit • Qualitätssicherung • Vorbehandlung
• Vorbehandlung Schablone
• Qualitätssicherung • Siebauflösung
bis 30 000 dpi
• QualitätssicherungExentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 19
dabei auf die umfangreichen Erfahrungen aus dem des Drucksiebes zum bereits abgedruckten Bauteil
Bereich der konventionellen 2D Siebdrucktechnik bei jeder einzelnen Drucklage und die genaue Ermitt-
zurückgreifen, ein jahrzehntelang etabliertes und ak- lung der Auftragsstärke bei jeder Drucklage.
zeptiertes Verfahren in der herstellenden Industrie,
z. B. bei der grossseriellen Fertigung von Solarzellen, Die Herausforderung für die Sicherstellung höchster
Leiterplatten und Autogläsern. Qualitätsansprüche im industriellen 3D Siebdruck-
fertigungsprozess liegt in der Beherrschung der
Allerdings stellt die Beherrschung der 3D Sieb- Wechselwirkungen der oben genannten Parameter
drucktechnik eigene besondere Ansprüche an das zueinander und basiert auf den Modellen der Dyna-
Verständnis und die Kontrolle der entscheidenden mik und Grenzflächenphysik.
Druckparameter. Wesentliche Parameter hierbei
sind die präzise Einstellung von Absprung, Rakel- Als Durchdruckverfahren ist die Exentis 3D Sieb-
geschwindigkeit, Rakeldruck, Rakelneigung, Rakel- drucktechnologie prädestiniert für hohe z-Achsen-
material, Shorehärte oder Menge an Paste auf dem werte bei gleichzeitigem Druck ultradünner Strukturen
Sieb. Es kommen Parameter hinzu, die vor allem in im Bereich unterhalb von 20 Mikrometern. Das ent-
der 3D Siebdrucktechnik von besonderer Bedeutung spricht zwei hundertstel Millimetern bzw. einem Drittel
sind, wie z. B. exakte, mikrometergenaue Ausrichtung der Stärke von Zeitungspapier. Ein Verfahren also,
VERKNÜPFT EINE VIELZAHL VON KOMPETENZFELDERN
3D Siebdruck 3D Produktions- Sinterung bei
Parameter einheit Industrieteilen
• Druckparameter • Vollautomation in • Haltezeit
• Rakelmaterial/ Mehrschichtbetrieb • Temperatur
-winkel • Multi-Tisch bzw. • Abkühlung
• Druck- Inline Layout • Luft, Schutzgas
geschwindigkeit • Industriell gross- • Schwindung
• Pastenkonsistenz serientauglich • Geometrie
• Trocknungs- • 2 bis 3 Sekunden • Objektträger
technologien Druckzykluszeit • Dokumentation
• Qualitätssicherung • Integrierte • Traceability
Materialtrocknung • Qualitätssicherung
• Qualitätssicherung20 Exentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report
Exentis 3D Mass Customization®
das hochfeine und hochgenaue Bauteildimensionen tisierte und konditionierte Einhausung ermöglicht
und -geometrien ermöglicht. dabei durch feinste Kontrolle des Druckraumklimas
die Einhaltung enger Drucktoleranzen.
Technologischer Eckpfeiler 5:
Bauteilspezifische 3D Produktionssysteme Die 3D Siebdrucktechnologie ist ein Herstellungsver-
Bei Exentis werden dank dem Exentis 3D Mass fahren, bei dem jede aufgebrachte Lage einzeln wohl-
Customization® neuartige Fertigungskonzepte auf definiert getrocknet wird, um den adhäsiven Auftrag
Basis der 3D Siebdrucktechnologie entwickelt, die der nächsten Schicht zu ermöglichen.
die Produktivität um ein Vielfaches steigern und bei
ausgewählten Produkten mittlerweile eine Jahrespro-
duktion von über 5 Millionen Bauteilen pro einzelnem Neuartige Exentis
3D Produktionssystem ermöglichen. Fertigungskonzepte erlauben
Exentis konzipiert, entwickelt und dokumentiert die 3D Produktionssysteme mit
Produktionssysteme, die anschliessend exklusiv bei Millionen von Bauteilen pro Jahr.
Spezialmaschinenbauern individuell aufgebaut wer-
den. Die 3D Produktionseinheiten sind dabei nach
einem modularen System aufgebaut, so dass flexibel Neben dem Einsatz von Infrarot-Strahlung (IR) zur
auf Kundenwünsche eingegangen werden kann. Trocknung der Schichten können auf Kundenwunsch
Produktionseinheiten sind perfekt auf die Kunden- auch mit Ultraviolettstrahlung (UV) härtende Prozess-
anforderungen abgestimmt. Druckhöhen, Prozess- systeme, die Wellenbereiche von 100 bis 400 Nano-
geschwindigkeiten, Qualitätssicherungssysteme, meter umfassen, angeboten werden. UV-härtende
Trocknungsstrecken, Pastenzuführung und Ausbrin- Pasten unterscheiden sind grundsätzlich von IR-här-
gungsmengen kann der Kunde somit zusammen mit tenden Systemen und ermöglichen insbesondere
Exentis für jedes Bauteil optimal anpassen. beim Aufbau von Kunststoffbauteilen entscheidende
Vorteile. Die Aushärtung zum fertigen Bauteil erfolgt
Eine permanente In-Line-Kontrolle der Druckguteigen- hierbei durch eine UV induzierte Polymerisation und
schaften über elektronisch gesteuerte optische Sys- kommt ohne eine anschliessende Wärmebehandlung
teme mit hochauflösenden Kameras dient der Quali- (Entbinderung, Sinterung) aus, was insbesondere bei
tätssicherung. Die direkte Kontrolle der Bauteilqualität Polymeren – aufgrund deren geringer Temperatursta-
während des Druckprozesses ist ein massgeblicher bilität im Vergleich zu Metallen und Keramiken – von
Erfolgsfaktor der Exentis Produktionssysteme. Vorteil ist. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise
Kunststoffe oder auch Leitpasten zu 3D Strukturen
Besondere Bedeutung bei den Exentis 3D Produkti- verarbeiten.
onssystemen hat die Sicherstellung allerhöchster Prä-
zision und Genauigkeit bei der Maschinentechnik, so Biomaterialien und pharmazeutische Pasten erfordern
dass Drucklage für Drucklage das Drucksieb exakt andere Produktionsbedingungen als Keramiken, Me-
positioniert ist und jeder Druckzyklus perfekt an den talle oder Polymere. Es handelt sich hierbei um die
vorangegangenen anknüpft. Eine bei Bedarf klima- Grossserienfertigung in Reinräumen mit entsprechendExentis Group AG Geschäftsbericht 2020 | Management Report 21
zertifizierten Produktionssystemen. Exentis verfügt Die Struktur des Grünkörpers, dessen Porosität,
über entsprechend zugelassene Steuerungs-, Doku- dessen Gehalt an Additiven, die Teilchengrössenver-
mentations- und Produktionssysteme, die alle gängi- teilung der Feststoffpartikel, die Aufheiz- und Halte-
gen Anforderungen an die Herstellung von medizini- zeiten bei der Entbinderung und Sinterung und selbst
schen und pharmazeutischen Produkten erfüllen. die Kühlrate der fertigen Bauteile erlauben die genaue
Einstellung der gewünschten Werkstoff- und Bauteil-
Durch automatisierte Siebwechsel werden Layout- kenngrössen. Um perfekte Sinterergebnisse zu erzie-
änderungen innerhalb der Bauteilgeometrie und auch len, ist daher ein fundiertes Verständnis eines jeden
optionale Pastenwechsel zur Variation der Bauteil- Werkstoffsystems ein Garant für Kundenerfolg.
funktionalitäten realisiert. Exentis verfügt über Sieb-
wechsel- und Steuerungssoftware, die bedienerlos im Einige Werkstoffe durchlaufen bei der Sinterung
Fertigungsprozess getaktet werden. Phasenumwandlungen oder stellen besondere Anfor-
derungen an die verwendeten Ofenatmosphären und
Technologischer Eckpfeiler 6: Sinterung Ofentechnik. Zur Untersuchung der thermischen Re-
Neben der Auswahl von Materialien, der Pasten- und aktionen beim Sintern hat Exentis Kollaborationen mit
Siebherstellung und dem 3D Siebdruckprozess auf führenden Forschungsinstitutionen aufgebaut, um
bauteilspezifischen 3D Produktionssystemen, ist die mittels modernster Methoden und Analysetechnik die
Sinterung ein weiterer wichtiger Kompetenzbaustein Sinterprogramme und bauteilspezifischen Sinterkur-
zur Erzielung des gewünschten Bauteilverhaltens. ven wirtschaftlich auszulegen und den Bauteilen die
spezifizierten Eigenschaften zu verleihen. Exentis ver-
Erst bei der Sinterung entwickeln die Materialien ihre fügt über erfahrene Fachleute, die diese grundlegen-
entsprechenden Eigenschaften, indem die einzelnen den Daten anschliessend in optimierte Sinterkurven
abgedruckten Feststoffpartikel des direkt nach dem umsetzen.
Drucken vorliegenden sogenannten Grünkörpers
durch Wärmebehandlung, knapp unterhalb der Das perfekte Zusammenspiel aus Werkstoffverständ-
Schmelztemperatur des jeweiligen Werkstoffes, ver- nis, eingehender Analyse der Sinterprozesse und
sintern und damit ein porenfreier, dichter und fester Anpassung an die industriellen Ofenaggregate ist
Werkstoff entsteht, und das Bauteil seine endgültige die Basis für den Erfolg von 3D siebgedruckten Bau-
Form und endgültigen Werkstoffeigenschaften erhält. teilen. Exentis kann so die gewünschten Bauteil-, Ma-
terial- und Oberflächeneigenschaften im industriellen
Die Sinterung der 3D siebgedruckten Bauteile unter- Fertigungsprozess bei hohen Qualitätswerten repro-
gliedert sich in einen zweistufigen Prozess. Im ersten duzierbar garantieren.
Schritt erfolgt die Entbinderung. Während dieser
Phase verflüchtigen sich die organischen Additive aus Diese sechs Eckpfeiler sind Fundament und
den Grünkörpern. Die zweite Phase, die eigentliche wesentliches Alleinstellungsmerkmal der Exentis
Sinterung, erfolgt bei deutlich höheren Temperaturen 3D Siebdrucktechnologie. Sie garantieren den tech-
und führt zur Verdichtung und Verfestigung des Grün- nologischen wie wirtschaftlichen Erfolg in der indus-
körpers mittels komplexer Stofftransportvorgänge. triellen Produktionstechnik mit dem umfassend
patentierten Exentis 3D Mass Customization®.Sie können auch lesen
