Potenzialanalyse 3D-Druck (additive Fertigung) in Berlin Abschlusspräsentation (Stand: August 2017) - Berlin.de
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Potenzialanalyse 3D-Druck (additive Fertigung) in Berlin Abschlusspräsentation (Stand: August 2017)
Vorgehen
Ergebnisse Arbeitspakete Arbeitsschritte Multi-Methoden-Einsatz
Bestandsaufnahme Anwender
3D-Druck in Berlin (AP2) Bestandsaufnahme Anbieter
Bestandsaufnahme (Wissenschaft) Onlinebefragung
Interviews
Studie
Mapping der Netzwerke,
„Potenzialanalyse
3D-Druck in Berlin“ Anbieter, Dienstleister,
Universitäten und Fraunhofer Desk Research
PowerPoint
„Potenzialanalyse
3D-Druck in Deutschland (AP3)
3D-Druck in Berlin“
Web of Science
Landkarte
3D-Druck in
Analyse
Deutschland
Standortanalyse
Entwicklungskorridore Berlin
und Handlungsempfehlungen SWOT
(AP4 & 5)
Potenzialanalyse 3D-Druck 23D-Druck in Berlin
Potenzialanalyse 3D-Druck 33D-Druck in Berlin
Onlinebefragung
Ziel:
o Mapping der aktuellen und potenziellen
Anwender
o Überblick über Anwendungsfelder und
Anforderungen
o Überblick über die Potenziale und Erwartungen
Vorgehen:
o Onlinefragebogen an potenzielle Anwender
Experteninterviews
Ziele:
o Validierung und Vertiefung der Ergebnisse aus
der Onlinebefragung
o Erhebung bestehender Kooperations- und
Vernetzungsstrukturen
o Abschätzung unerschlossener Anwendungsfelder
/ Lücken in der regionalen Wertschöpfungskette
o Identifikation von Unterstützungsbedarfen
Vorgehen:
o Leitfadengestützte Interviews
o 13 Anwender
o 5 Anbieter
o (4 Wissenschaft)
Potenzialanalyse 3D-Druck 4Allgemeine Informationen
Standorte außerhalb Berlins
n = 68
N = 68 (Stand April 2017)
54%
46%
Angestellte im Unternehmen
n = 59
54%
Ja [37] Nein [31]
37%
24%
22%
KMU 18%
11% 11%
8%
7%
4% 4%
2%
< 10 10 bis 50 51 bis 100 101 bis 250 > 250 keine Angaben
Am Standort Berlin Unternehmensweit
Potenzialanalyse 3D-Druck 5Allgemeine Informationen
Aktiv am Standort seit ...
n = 68
22%
21%
15%
12% 12%
7%
6%
4%
1%
1940er Jahre [8] 1950er Jahre [4] 1960er Jahre [3] 1970er Jahre [1] 1980er Jahre [5] 1990er Jahre [15] 2000er Jahre [8] 2010er Jahre [10] keine Angaben
[14]
Potenzialanalyse 3D-Druck 6Allgemeine Informationen
Funktion des Unternehmens (am Standort Berlin)
n = 68
Forschung/Entwicklung [49] 72%
Produktion/Fertigung [50] 74%
Vertrieb/Vermarktung [35] 51%
Beschaffung/Logistik [25] 37%
Sonstige [6] 9% Funktion der Teilnehmer
n = 68
keine Angaben [1] 1% Unternehmensleitung [39] 57%
Forschung/Entwicklung [19] 28%
Produktion/Fertigung [6] 9%
Vertrieb/Vermarktung [0]
Beschaffung/Logistik [0]
Andere [3] 4%
keine Angaben [1] 1%
Potenzialanalyse 3D-Druck 7Allgemeine Informationen
Branchen
Mehrfachnennungen möglich
n = 68
Maschinen- und Anlagenbau [22] 32%
Elektroindustrie [15] 22%
Fahrzeugindustrie (Straße und Schiene) [11] 16%
Luft- und Raumfahrtindustrie [11] 16%
Softwareindustrie [7] 10%
Medizintechnik [5] 7%
Chemisch-pharmazeutische Industrie [3] 4%
Zulieferindustrie (Herstellung von Kunststofferzeugnissen) [3] 4%
Logistik und Transport [2] 3%
Zulieferindustrie (Herstellung von Metallerzeugnissen) [2] 3%
Nahrungsmittelindustrie [1] 1%
Textil- und Bekleidungsindustrie [1] 1%
Kreativwirtschaft (inkl. Design, Architektur, Film- und Unterhaltungsindustrie) [0]
Sonstige [7] 10%
Potenzialanalyse 3D-Druck 8Anwendungsfelder und Anforderungen
Werden 3D-Drucktechnologien genutzt?
Mehrfachnennungen möglich
53% n = 68
24%
21%
18%
7%
am Standort an am Standort an Nein, der Einsatz ist auch
Berlin [36] weiteren Standorten [14] Berlin [16] weiteren Standorten [5] zukünftig nicht
vorgesehen [12]
Ja Nein, aber es ist geplant
zukünftig 3D-Druck zu nutzen
Potenzialanalyse 3D-Druck 9Anwendungsfelder und Anforderungen
Zeitraum des Einsatzes von 3D-Drucktechnologien
Mehrfachnennungen möglich
n = 19 (Frage nur an diejenigen, die derzeit keinen 3D-Druck einsetzen.)
53%
32%
26%
11% 11%
am Standort an am Standort an am Standort an keine Angaben [6]
Berlin [10] weiteren Berlin [5] weiteren Berlin [0] weiteren
Standorten [2] Standorten [2] Standorten [0]
Kurzfristig Mittelfristig Langfristig
(spätestens in 2 Jahren) (in 3 bis 5 Jahren) (in mehr als 5 Jahren)
Potenzialanalyse 3D-Druck 10Anwendungsfelder und Anforderungen
Anwendungsfelder von 3D-Druck
n = 50
Herstellung von Designstudien und Modellen [47] 21% 74% 4%
Herstellung von (teil-)funktionalen Prototypen [44] 5% 93% 2%
Für den Formen- und Werkzeugbau (incl. Vorrichtungsbau) [38] 3% 55% 42%
Herstellung von vollfunktionsfähigen (Serien-)Bauteilen [42] 2% 48% 50%
Herstellung von Ersatzteilen [39] 3% 46% 51%
Reparatur von Bauteilen [36] 3% 31% 67%
Andere [13] 15% 85%
Ausschließlich durch 3D-Druck Teilweise durch 3D-Druck Nie durch 3D-Druck
Potenzialanalyse 3D-Druck 11Anwendungsfelder und Anforderungen
geplante Anwendungsfelder von 3D-Druck in 3-5 Jahren
n = 50
Herstellung von Designstudien und Modellen [35] 26% 74%
Herstellung von (teil-)funktionalen Prototypen [35] 17% 83%
Für den Formen- und Werkzeugbau (incl. Vorrichtungsbau) [30] 3% 77% 19%
Herstellung von vollfunktionsfähigen (Serien-)Bauteilen [31] 7% 71% 21%
Herstellung von Ersatzteilen [28] 73% 27%
Reparatur von Bauteilen [28] 4% 54% 43%
Andere [13] 38% 62%
Ausschließlich durch 3D-Druck Teilweise durch 3D-Druck Nie durch 3D-Druck
Potenzialanalyse 3D-Druck 12Anwendungsfelder und Anforderungen
Umsetzung einzelner Schritte im additiven Fertigungsprozess
Mehrfachnennungen möglich
n = 56
Erstellung des eines virtuellen 3D-Modells (CAD-Zeichnung oder 3D-
44 8 4 6
Scan)
Übertragung des virtuellen 3D-Modells in ein von 3D-Druckern
41 10 9 8
lesbares Dateiformat (z. B. STL)
Einrichten des 3D-Druckers und drucken des Objekts 32 10 21 19
Nachbearbeitung des 3D-gedruckten Objekts 32 9 17 12
Unternehmensintern am Standort Berlin Unternehmensintern außerhalb Berlins
Potenzialanalyse 3D-Druck 13Anwendungsfelder und Anforderungen
Eingesetzte 3D-Druckverfahren
Mehrfachnennungen möglich
n = 56
Pulverbasierte Verfahren [31] 55%
▶ Vor allem im Bereich Kunststoffe [19] 34%
▶ Vor allem im Bereich Metalle [16] 29%
▶ Sonstige bzw. nicht bekannt [1] 2%
Extrusionsbasierte Verfahren [28] 50%
Photopolymerisationsverfahren [14] 25%
Sonstige [4] 7%
Potenzialanalyse 3D-Druck 14Anwendungsfelder und Anforderungen
Anforderungen an Bauteile in Bezug
auf den heutigen Stand der 3D-Drucktechnologien
n = 40
Präzision [39] 41% 49% 10%
Formtreue [39] 38% 51% 10%
Festigkeit [39] 26% 56% 18%
Oberflächenqualität [39] 26% 49% 26%
Temperaturbeständigkeit [39] 21% 41% 31% 8%
Korrosionsbeständigkeit [38] 5% 55% 32% 8%
UV-Beständigkeit [36] 8% 42% 39% 11%
Biokompatibilität [34] 3% 18% 41% 38%
Sterilisierbarkeit [35] 3% 14% 34% 49%
Lebensmitteltauglichkeit [34] 6% 9% 32% 53%
Sonstige [2] 100%
Sehr hoch Hoch Gering Sehr gering
Potenzialanalyse 3D-Druck 15Potenziale und Erwartungen
Aussagen zum Einsatz von 3D-Druck im Unternehmenskontext
n = 55
Die individuelle Anpassung von Produkten wird vereinfacht. [55] 53% 38% 7% 2%
Die Einführungszeit neuer Produkte lässt sich verkürzen. [55] 55% 33% 13%
Es lassen sich komplexere Produkte mit funktionalem Mehrwert herstellen.
57% 25% 15% 4%
[53]
Neue Geschäftsmodelle können erschlossen werden. [48] 33% 40% 21% 6%
Leichtbauweisen können besser umgesetzt werden. [50] 24% 42% 28% 6%
Produkte können je nach Bedarfslage hergestellt werden. [53] 34% 30% 30% 6%
Die Produktqualität lässt sich steigern. [48] 25% 31% 31% 13%
Produkte können direkt oder in der Nähe des Einsatzortes hergestellt
25% 30% 30% 15%
werden. [53]
Die dezentrale Fertigung ermöglicht zunehmend eine „Urbane Produktion“.
14% 33% 37% 16%
[49]
Die Nachhaltigkeit des Herstellungsprozesses kann verbessert werden. [47] 11% 34% 43% 13%
Andere [9] 44% 33% 11% 11%
Stimme voll zu Stimme zu Stimme teilweise zu Stimme nicht zu
Potenzialanalyse 3D-Druck 16Potenziale und Erwartungen
Aktuelle Herausforderungen im Zusammenhang
mit der Nutzung von 3D-Drucktechnologien (n = 68)
Bauteilzertifizierung [55] 22% 38% 25% 15%
Materialauswahl [60] 15% 42% 33% 10%
Prozessstabilität für ein Bauteil [59] 17% 39% 34% 10%
Druckqualität [62] 13% 39% 40% 8%
Fertigungszeiten [58] 16% 33% 34% 17%
Einführungskosten der Drucker inkl. Infrastruktur [61] 13% 34% 39% 13%
Prozessstabilität zeitlich versetzt gefertigter Bauteile [55] 15% 27% 45% 13%
Bauraumgröße der Drucker [57] 7% 30% 42% 21%
Integration in bestehende Prozessketten [56] 5% 29% 57% 9%
Standards und Normen [54] 11% 22% 39% 28%
Betriebskosten [60] 7% 22% 58% 13%
Qualifizierung des Personals [60] 7% 20% 50% 23%
Informations- und Datensicherheit [59] 5% 12% 58% 25%
Akzeptanz der Unternehmensführung [60] 7% 32% 62%
Akzeptanz der Mitarbeiter [61] 7% 43% 51%
Andere [7] 29% 29% 43%
Sehr problematisch Problematisch Weniger problematisch Nicht problematisch
Potenzialanalyse 3D-Druck 17Potenziale und Erwartungen
Unterstützungsangebote zur Erhöhung des Mehrwertes
Mehrfachnennungen möglich
n = 68
Vernetzung und Austausch von Best Practices mit anderen
53%
Unternehmen. [36]
Gemeinsame Nutzung von Ressourcen (Geräte, Software,
53%
Beratung usw.) in einem offenen 3D-Druckzentrum. [36]
Erkenntnistransfer aus der Wissenschaft bspw. im Rahmen
49%
kooperativer FuE-Projekte. [33]
Qualifizierungsangebote zur personellen Weiterbildung der
34%
Nutzungskompetenz. [23]
Andere [5] 7%
Potenzialanalyse 3D-Druck 18Experteninterviews - Anwender
Potenziale, Erwartungen und Stand der Implementation
Grad der Implementation unterschiedlich fortgeschritten
o zum Teil schon mehr als 10 Jahre implementiert (Fokus Prototyping)
o viele Unternehmen sind in der Planungs- und Testphase
o Business-Case Test-Case Anwendung DL ( ggf. Investition in Maschinen)
Ausschlag für die Implementation gibt häufig die Geschäftsführung technology push
Der Wissensaufbau erfolgt sukzessiv und auf Basis von „learning by doing“
o Eingangs Basisschulung, Messen, Konferenzen, Trial-and-Error usw.
Technologiepotenziale vor allem in den Bereichen:
o Komplexität
o Kleinserien Fokus: Rapid Manufacturing
o Leichtbau
o Mehrwerte: Wirtschaftlichkeit, Funktionalität und Qualität
Implementation wird i. d. R. erst nach Feststellung möglicher Mehrwerte angegangen
Technologiepotenziale werden im Rahmen von Test-Cases erschlossen
o Druckdienstleister, wissenschaftliche Institute
Herausforderungen sind insbesondere
o hohe Investitionskosten
o Zulassung von Bauteilen
o mangelndes Vertrauen in die Technologie seitens der Auftraggeber
Anwendungsfelder der Zukunft sind insbesondere diese, in denen die produktionsbezogene
Wertschöpfung nicht in erster Linie über Skaleneffekte realisiert wird
Potenzialanalyse 3D-Druck 19Experteninterviews - Anwender
Wahrnehmung und Unterstützungsbedarfe des Standorts Berlin
Am Standort Berlin fehlen große Anwender, die ein Momentum für 3D-Drucktechnologien und deren Einsatz
erzeugen. Große in Berlin ansässige Unternehmen kollaborieren eher national als regional.
Den tendenziell kleinen Berliner Industriebetrieben fällt es schwer, neben ihrem Kerngeschäft signifikant in
neue Technologien wie 3D-Druck zu investieren.
Kleinere Anwenderunternehmen vermissen eine stärkere Vernetzung der Berliner 3D-Druck-Community
o die Sichtbarkeit der relevanten Akteure (Anwender wie Anbieter) ist nicht gegeben
o Austausch von Erkenntnissen zu Use-Cases, Druckparametern, Konstruktionsdetails, etc.
Vereinzelt bestehen lokale, strategische Partnerschaften im Kontext von 3D-Druck.
o das Fehlen von Anlagenherstellern wird bemängelt
o Co-Innovation Prozesse werden punktuell umgesetzt, jedoch ausschließlich mit langjährigen Kunden und Partnern
Der Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft wird als notwendige Voraussetzung gesehen
o in Ansätzen am Berliner Standort umgesetzt
o praxisnahe und niedrigschwellige FuE-Förderung für KMU
Es fehlen Experimentierräume mit der aktuellen Technologie
o Ausbau einer gemeinsam nutzbaren Infrastruktur wird gewünscht
o es gibt keine klare Präferenz, ob diese zentral oder dezentral ausgerichtet sein sollten
o Etablierung 3D-Druck-bezogener Inhalte in Aus- und Weiterbildungsangebote adressieren
o bestehende Austausch- und Vernetzungsangebote weiterentwickeln
Die meisten Unternehmen sind bereits in einschlägigen Netzwerken aktiv
o allgemeine Herausforderungen im 3D-Druck
o lokale Communities
o anwendungsspezifischer Austausch zu 3D-Druck
Potenzialanalyse 3D-Druck 20Experteninterviews - Anbieter
Der Standort ist für die Ansiedlung in Berlin nicht ausschlaggebend.
o Die Akquise internationaler, hochqualifizierter Arbeitnehmer ist jedoch weitgehend problemlos.
Für den regionalen Markt stellt die geringe Dichte verarbeitender Unternehmen als potenzielle
Anwender für 3D-Druck einen Nachteil dar.
o Vertriebsaktivitäten beschränken sich nicht auf regionale Grenzen
o Wettbewerb findet auf internationaler Ebene statt und erfolgt vor allem über technologische
Leistungsfähigkeit und Innovationsstärke
Verschwimmende Grenzen zwischen Kunden und Kooperationspartnern (vor allem Startups)
o Netzwerke und FuE-Projekte bilden gute Mittel, um neue Kontakte zu knüpfen und vertrauensvolle
Beziehungen zu Kunden und Partnern aufzubauen.
o Kooperationen sind jedoch vor allem überregional/international
Die Campus-Idee wird begrüßt
o Es braucht einen physischen Ort, an dem Ressourcen (Geräte, Software etc.) gemeinschaftlich getestet und
genutzt werden, Anbieterunternehmen potenzielle Kunden einladen und kreative Workshops durchgeführt
werden können.
Es fehlt an Maßnahmen und Angeboten, um das Interesse internationaler Unternehmen an Berlin
zu verstetigen.
o Obwohl eine Vielzahl von Unternehmen ihre Innovationsabteilungen (Hubs) nach Berlin verlegen und die
hohe Dichte an Konferenzen zu Innovations- und Technologiethemen viele relevante Akteure in die Stadt
bringen, findet nachhaltige Verzahnung mit der lokalen Wirtschaft und Berliner Unternehmen nur vereinzelt
statt.
Potenziale im Bereich der Medizintechnik werden hoch eingeschätzt
o Sowohl mit Blick auf Medizintechnik als auch Bioprinting.
Im Schnittbereich zwischen Industrie und Kreativwirtschaft bestehen Anknüpfungspunkte, die
weiterentwickelt werden könnten um den Standort zu positionieren.
Potenzialanalyse 3D-Druck 21Wissenschaftsstandort Berlin
Breite Forschungslandschaft
Forschungsbereiche, in denen Berliner Akteure den internationalen Diskus prägen
o Keramik und Biomaterialien hohes Potenzial für Medizintechnik
o Bioprinting
o Digital integrierte Prozesskette
Charakter der Forschungsprojekte (FuE)
o Hauptsächlich über direkte Industriekooperationen
o Wenig öffentliche Forschungsförderung
Vernetzung
o Die Vernetzung der wissenschaftlichen Akteure ist (über-)regional wie international schwach
ausgeprägt
o Eine Bündelung der Kompetenzen wäre wünschenswert
Potenzialanalyse 3D-Druck 22Entwicklungskorridore
Potenzialanalyse 3D-Druck 23Entwicklungskorridore
• Medizintechnik und Bioprinting
• Dienstleistungen für Digital Fabrication
Schwerpunkt-
themen • Mehr Hardware im Startup-Ökosystem
• „Innovation-Hub“ für urbane Produktion
• Losgröße 1 und gedruckte Ersatzteile
Erschließung der • Wissensaufbau
industriellen Unterstützungs- • Beratung
Innovationspotenziale bedarfe • Infrastruktur
von 3D-Druck • Services
• Netzwerk
Gestaltungs-
ansätze • Campus / Hub
• Hybrid
Potenzialanalyse 3D-Druck 24Entwicklungskorridore
Medizintechnik und Bioprinting
Schwerpunkt- • MedTech-Branche zeichnet sich durch hohe FuE-Aktivitäten aus;
themen • 61 Unternehmen mit 4568 Beschäftigten in Berlin (2015; Platz 7)
• Berliner Akteure im Schnittmengenbereich der MedTech und der regenerativen Medizin
(Biomaterial, Tissue Engineering und Chirurgie) verfügen über breite Kompetenzen.
• Bioprinting: Wachstumsrate von 35,9 Prozent von 2016 bis 2022 prognostiziert
Losgröße 1, gedruckte Ersatzteile und Rapid Repairing
• 3D-Druck ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung kleiner Losgrößen.
• Obwohl es erste positive Beispiele von Berliner Anwendern gibt die kleine Losgrößen mittels 3D-Druck
realisieren, fehlt es in der Breite häufig an Umsetzungskonzepten oder die Kosten für Maschinen incl.
Infrastruktur werden als Hürde wahrgenommen.
• Gedruckte Ersatzteile sind, ähnlich wie kleine Losgrößen, wirtschaftlich druckbar. Hier gibt es aktuell zwei
Berliner Netzwerke, die den überregionalen Diskurs prägen.
• Rapid Repairing wird aktuell von zwei Berliner Innovationsclustern vorangetrieben. In der Industrie kommt
das Thema eher langsam an, jedoch gibt es erste große Anwender.
Dienstleistungen für Digital Fabrication
• Anwender, die nicht maßgeblich an den datenbasierten Wertschöpfungsphasen beteiligt sind, können leicht
ausgetauscht werden.
• Bedarf nach industrienahen Dienstleistungen für 3D-Druck (3D-Modellierung, Werkstoffrezepturen,
Prozessparameter) wird sich kurz- bis mittelfristig ausdifferenzieren und insgesamt zunehmen.
• Berliner Unternehmen (insbesondere junge) können sich in diesem Kontext als Marktführer etablieren.
Potenzialanalyse 3D-Druck 25Entwicklungskorridore
Mehr Hardware im Startup Ökosystem
Schwerpunkt- • Startups für „Industrielle Technologien/Produktion/Hardware“ ergänzen Berlins
themen Gründerszene zunehmend.
• Hardware-Startups bilden prädestinierte Zielgruppe für additive Prototyping- und
Produktionsverfahren.
• Wachsende Nachfrage nach Unterstützungsangeboten, um Produktideen bis zur
Marktreife zu entwickeln und vor Ort in flexiblen Stückzahlen zu produzieren.
„Innovation-Hub“ für urbane Produktion
• Analog zu „digitalen“ Hubs: Berlin als Testfeld für neuartige Produktionstechnologien und innovative,
industrielle Wertschöpfungsmuster im städtischen Raum.
Potenzialanalyse 3D-Druck 26Entwicklungskorridore
Allgemeiner Informations- und Wissensaufbau
Unterstützungs- • Was ist 3D-Druck und wie funktioniert er?
bedarfe • Welche Verfahren/ Geräte gibt es und was können diese?
• Wo und wie lässt er sich in Wertschöpfungsprozesse sinnvoll einbinden?
• Welche Potenziale lassen sich wie realisieren?
• Wer bietet Fort- und Ausbildungen an?
Spezifische Beratung/ Qualifikation
• Spezifikation des Bedarfs und Auswahl geeigneter Geräte/ Dienstleister
• Konstruktions- und Gestaltungsprinzipien
• Prozessparameter und Materialauswahl
• Bauteilzertifizierung, Normierung, Standardisierung
• Datensicherheit
• Arbeitsschutz
Bereitstellung einer Hardware-Infrastruktur
• Zugang und geteilte Nutzung zu additiven Produktionsmitteln
• Testfeld zur Durchführung prototypischer additiver Herstellungsprozesse
• Raum für Kollaboration/Innovation
Services
• Industrielle Dienstleistungen entlang der additiven Wertschöpfungskette
• Vermittlung und Match-Making zwischen Anbietern, Anwendern und potenziellen Kooperationspartnern/
Anbahnung gemeinsamer FuE-Projekte
Potenzialanalyse 3D-Druck 27Entwicklungskorridore
Anwendernetzwerk 3D-Druck Berlin
Gestaltungs- • Verknüpfung verteilter Expertise
ansätze
• Austausch von Best Practices
• Wechselseitiger Kompetenzaufbau
Campus 3D-Druck Berlin
• Zentrale Anlaufstelle für 3D-Druck
• Bündelung und Transfer relevanter Kompetenzen
• Offene Produktions- und Prototyping-Infrastruktur
• Ansiedlung relevanter Unternehmen (insb. Startups)
Campus-Netzwerk-Hybrid
• Campus als offene Infrastruktur und Nukleus des
lokalen Anwendernetzwerks
Potenzialanalyse 3D-Druck 28Sie können auch lesen
