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Kunststoffkonzerne:Der Aufstieg des 3-D-Druckers

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Das Geschäft mit Schicht für Schicht gedruckten Teilen wächst stark. Davon wollen auch deutsche Konzerne profitieren.

(Foto: David Dieschburg/imago/Photocase)

Prothesen, Flugzeugteile oder Prototypen kommen immer häufiger aus dem 3-D-Drucker. Die Technologie galt lange als Spinnerei. Doch deutsche Konzerne glauben an einen Milliardenmarkt.

Von Benedikt Müller, Krefeld

Der Schlamm sprudelt, in Hellgelb, Orange und Schwarz blubbern die Pigmente. Die einstige Bayer-Tochterfirma Lanxess stellt in den meterlangen Bottichen der Pigmentanlage in Krefeld unter Hitze Färbestoffe her, aus eisenhaltigen Rohstoffen wie etwa Blechschrott. Die Pigmente setzen sich in den Tanks ab, werden anschließend getrocknet und gemahlen. Am Ende verleihen die winzigen Partikel etwa Pflastersteinen oder Dachziegeln den gewünschten Ton, sie stecken in Lacken oder im Kunstrasen.

Am Niederrhein setzen sie im Farbwerk, das hier schon 1926 eröffnete, auf eine Zukunftstechnologie. "Seit etwa drei Jahren forschen wir aktiv daran, welche unserer Pigmente für den 3-D-Druck geeignet sind", sagt Stefano Bartolucci, Manager im Pigmentgeschäft von Lanxess. Das Unternehmen liefert seine Farbpartikel an die Hersteller jener Kunststoffrollen, die in 3-D-Druckern zum Einsatz kommen, und testet die Ergebnisse mit eigenen Druckern im Labor in Krefeld.

Noch sei dies ein sehr kleiner Absatzmarkt für die Pigmentanlage, die jährlich gut 300 000 Tonnen Färbestoff herstellt, sagt Bartolucci. Doch er erwartet, dass der Anteil steigen wird. "Schon in den vergangenen Jahren sind 3-D-Druck-Anwendungen im Vergleich zum Gesamtmarkt überproportional gewachsen." Lanxess ist nicht der einzige Konzern im industriell geprägten Westen Deutschlands, der von dieser Zukunftstechnologie profitieren will. Denn das Geschäft mit Schicht für Schicht gedruckten Teilen wächst stark.

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Die Pigmente des Konzerns Lanxess werden für Pflastersteine oder Kunstrasen - und für gedruckte Gegenstände verwendet.

(Foto: Thorsten Martin)

So schätzt die Beratungsfirma Ernst & Young (EY), dass alle Unternehmen weltweit im gerade abgelaufenen Jahr etwa elf Milliarden Euro Umsatz mit Produkten aus 3-D-Druckern erwirtschaftet haben. Die Experten sagen voraus, dass dieser Markt jährlich um 25 Prozent wachsen dürfte. "Die mit 3-D-Druckern hergestellte Produktvielfalt kennt praktisch keine Grenzen mehr", schreiben auch die Analysten der Commerzbank.

Schon heute lassen sich viele Modelle und Prototypen, die Designer am Computer entwickeln, schneller und günstiger Schicht für Schicht drucken als mit herkömmlichen Spritzgussverfahren. Denn wer Einzelteile 3-D-druckt, braucht keine teuren Werkzeugmaschinen. Auch immer mehr Medizintechniker drucken Prothesen oder Zahnschienen, Brillengestelle oder Schuheinlagen, die sie am Computer den Röntgenbildern des Patienten anpassen. Ein Konzern wie Boeing hat nach eigenen Angaben schon Zehntausende gedruckte Komponenten in Flugzeuge und Satelliten eingebaut. Denn 3-D-Drucker können viele komplizierte Gebilde in einem Stück fertigen, die man sonst aus Einzelteilen zusammenbauen müsste.

Die Technik

3-D-Druck ist der Oberbegriff für Verfahren, bei denen Teile Schicht für Schicht entstehen. Etwa, indem ein Drucker Kunststoff erwärmt; dieser wird flüssig, zieht millimetergenau Linien auf einer Oberfläche, kühlt ab und härtet aus. Der Beschichter bringt dabei solange Lagen auf, bis das Objekt fertig ist. Andere Drucker setzen Pulver auf eine Platte auf; anschließend bestrahlt ein Laser oder Elektronenstrahl millimetergenau jene Stellen, die zusammenschmelzen sollen. So entsteht nach und nach ein festes Gebilde. Allen Verfahren gemein ist, dass dabei Teile entstehen, die zuvor als Computermodell entworfen wurden. Die Objekte können auch komplizierte Verästelungen oder Hohlräume enthalten; dies spart Gewicht und reduziert den Ressourcenbedarf. Während die meisten 3-D-Drucker noch immer Kunststoff verarbeiten, kommen seit Jahren immer mehr Materialanwendungen hinzu. Beispielsweise können Beschichter auch mit Metallpulver oder Beton, mit Glas oder Keramik arbeiten.

Die Technik, die lange als Spinnerei für ein paar Begeisterte belächelt wurde, ist für die exportorientierte deutsche Industrie Risiko und Chance: Einerseits können 3-D-Drucker so manche Fertigung weg von großen Fabriken und näher zu den Verbrauchern verlagern. Andererseits lebt die junge Branche davon, dass ihre Drucker immer schneller und präziser arbeiten und die verwendeten Materialien immer besser werden. Hier setzen die Hoffnungen hiesiger Kunststoffhersteller an.

Bei Evonik wächst diese Hoffnung seit vielen Jahren heran; die Essener Chemiefirma ist aus den zukunftsträchtigen Geschäften der alten Ruhrkohle AG entstanden. "Unser Konzern hat schon 1996 erste Polyamid-Pulver in den 3-D-Druck-Markt geliefert", sagt Sylvia Monsheimer, die bei Evonik für neue 3-D-Technologien verantwortlich ist. "Wir haben dieses Geschäft wie ein kleines Pflänzchen gepflegt und immer daran geglaubt."

Dieser Glaube mündet nun in eine zusätzliche Fabrik. Das M-Dax-Unternehmen gibt für sie nach eigenen Angaben gut 400 Millionen Euro aus, eröffnen soll sie im kommenden Jahr: Im westfälischen Marl am Rande des Ruhrgebiets erweitert Evonik ein bestehendes Polyamid-Werk um die Hälfte der bisherigen Kapazität; etwa 150 Arbeitsplätze sollen zusätzlich entstehen. Dabei ist der Konzern schon heute weltgrößter Hersteller dieses leichten und dennoch zähen Kunststoffs, der etwa in Pipelines oder auch in Tennisschlägern steckt.

Philips-Lampen werden nun auch individuell gedruckt - mit Plastik aus Leverkusen

Monsheimer sagt: "Polyamid 12 ist ein fast 50 Jahre altes Produkt, das in all seinen Anwendungen gut nachgefragt wird, auch im 3-D-Druck." Diese Technologie sei schon heute ein wichtiger Absatzmarkt für Evonik und werde noch wichtiger werden. "Prognosen, wonach der 3-D-Druck-Markt um 25 Prozent pro Jahr wachsen wird, schocken uns nicht", sagt die Managerin, "wir bei Evonik bereiten uns darauf vor."

Die Essener liefern ihr Polyamid in Pulverform in die 3-D-Industrie, arbeiten mit Druckerherstellern wie HP oder der bayerischen Eos zusammen. Und sie haben - jeweils gemeinsam mit Partnern - Wagniskapital in 3-D-Firmen investiert: beispielsweise in das chinesische Start-up Meditool, das vor allem Schädel- und Kieferimplantate druckt. Oder in das israelische Jungunternehmen Castor, dessen Software ausrechnet, ob sich ein Bauteil für die 3-D-Technik eignet, welches Material taugt und wie viel der Druck kosten dürfte.

Auch Covestro spürt nach eigenem Bekunden beim 3-D-Druck starke Dynamik und Konkurrenz. Der Dax-Konzern verzeichne in diesem Geschäft jährliche Wachstumsraten von mehr als 100 Prozent, sagt ein Sprecher des Kunststoffherstellers. Die Leverkusener liefern ihr Plastik beispielsweise an die niederländische Firma Signify. Die einstige Lampensparte des Philips-Konzerns druckt daraus Schirme für Hängeleuchten oder Tischlampen. Der Kunde wählt im Internet, wie groß der Schirm sein soll, dessen Muster und Farbe. Signify druckt die Leuchten schließlich in den Niederlanden und liefert sie an Privatleute und Unternehmen; zusätzliche Standorte in Asien und den USA sind in Planung.

Die Lampe zeigt beispielhaft, wie die Ansprüche an das Material im 3-D-Druck steigen. Schließlich muss ein solcher Schirm Licht durchlassen und Wärme vertragen können, er sollte flammsicher und nicht zu schwer sein. Darin liegt die nächste Chance für Chemiekonzerne: Wie Lanxess mit den Farbpigmenten können sie Zusatzstoffe verkaufen, die gedruckten Kunststoffteilen bestimmte Eigenschaften verleihen, sie etwa steifer oder wasserdicht werden lassen.

Darauf setzen sie heute auch bei Henkel. Der Konzern ist für seine Waschmittel und Kosmetik bekannt; noch mehr Geld verdient er allerdings mit Industrieklebstoffen und Harzen. Die Düsseldorfer hatten sich schon Mitte der Achtzigerjahre mit dem damals aufkommenden 3-D-Druck beschäftigt, aber zunächst keinen Markt darin gesehen.

2016 starteten sie einen zweiten Versuch und haben seitdem einige Millionen in 3-D-Anwendungen investiert. Schließlich kommen dort Materialien zum Einsatz, mit denen die Klebstoffsparte von Henkel ohnehin arbeitet.

Gemeinsam mit 3-D-Firmen wie Origin aus Kalifornien hat das Familienunternehmen Druckmaterialien entwickelt, die etwa besonders hohe Brandschutznormen erfüllen. Dies ist wichtig für Branchen wie die Luftfahrt, in denen hohe Sicherheitsanforderungen gelten. "In den vergangenen Jahren hat der 3-D-Druck mehrere wichtige Entwicklungsschritte genommen", sagt Michael Todd, Innovationschef des Henkel-Klebstoffgeschäfts. Schicht für Schicht gefertigte Plastikteile seien mittlerweile robuster, dennoch leichter als früher.

Noch erwirtschafte sein Konzern mit dem 3-D-Druck relativ geringe Umsätze, die aber stetig wüchsen. Todd äußert sich zuversichtlich, dass das Geschäft stark wachsen werde, je mehr neue Materialien für Anwendungen in der Industrie auf den Markt kämen. "Der 3-D-Druck wird nicht mehr nur für Prototypen genutzt", sagt Todd, "die Technik hält Einzug in erste industrielle Fertigungen." Der Markt, den sie bei Henkel so lange vergeblich gesucht haben, er scheint sich aufzutun.

© SZ vom 03.01.2020/mxh

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