4D-Druck leitet Ära rasanter Produktionsverfahren mit geringem Arbeitsaufwand ein
Beim vierdimensionalen Druckverfahren (4D-Druck) wird mit Materialien gearbeitet, die ihre Eigenschaften und ihr Verhalten verändern können, angeregt durch externe Impulse wie beispielsweise Temperaturveränderungen. Diese fortgeschrittene Technologie wird einen enormen Effekt auf die Entwicklungen in verschiedenen Industriebereichen haben. In naher Zukunft wird der 4D-Druck die Unternehmenslandschaft revolutionieren, und zwar mit gedruckten Objekten, die von menschlichen Organen bis hin zu Bauteilen in der Luftfahrt oder Automobilindustrie reichen.
Eine aktuelle Studie von Frost & Sullivan zu den Fortschritten im 4D-Druck geht davon aus, dass die Branchen Luftfahrt, Verteidigung, Automobil sowie der Gesundheitsbereich die ersten Industriebereiche sein werden, in denen 4D-Druckverfahren nach ihrer Kommerzialisierung zur Anwendung kommen werden. Während die technologische Entwicklung weiter fortschreitet, werden weitere Industrien als Einsatzbereiche hinzukommen.
„Der 4D-Druck ist eine Erweiterung des 3D-Drucks und ist herkömmlichen Produktionsverfahren weit überlegen in Bezug auf Leistung, Effizienz und Qualität. Er ermöglicht die Herstellung neuer Produkte mit verbesserten Fähigkeiten”, bemerkt Technical Insights Research Analyst Jithendranath Rabindranath von Frost & Sullivan. „Anders als konventionelle Herstellungstechniken ermöglicht diese Technologie die Selbstmontage von Materialien, die für die Herstellung von Bauteilen und Produkten benötigt werden, und beschleunigt dadurch den Prozess bei gleichzeitiger Verringerung des Arbeitsaufwandes.”
Doch den Marktteilnehmern steht noch viel Arbeit bevor, denn die 4D-Druck-Technologie befindet sich in einem frühen Entwicklungsstadium. Die Rapid-Prototyping-Technologie wurde noch nicht für Anwendungen im großen Maßstab und den Fertigungsprozess realer (physischer) Objekte getestet, weshalb die Validität der 4D-Druck-Technologie für solche Einsatzszenarien noch nicht deutlich genug zum Ausdruck gekommen ist.
Wie bei jeder anderen neuen Technologie auch, stellen die hohen Kosten bei der Einführung eine Hürde für die Akzeptanz der 4D-Druck-Technologie dar. In den Fällen, in denen Unternehmen bereit sind, in die Einführung dieser neuen Technologie zu investieren, sind die Produktpreise tendenziell hoch, um anfallende Kosten zu decken und die Rentabilität bei bescheidenem Produktionsvolumen aufrechtzuerhalten.
„Sobald die Technologie einige Jahre lang als Massenprodukt vermarktet worden ist, werden die Kosten für den Einsatz von 4D-Druckverfahren fallen, was dazu führen wird, dass Unternehmen aus den verschiedensten Industrien diese neue Technologie in ihre Produktionsprozesse integrieren werden,” konstatiert Rabindranath. „Der Einsatz der Technologie wird aufgrund eines positiven Finanzierungsumfeldes weiterhin steigen, welches Verbände, Forschungslabors, Universitäten, Startups und große Marktplayer, insbesondere in den USA, dazu anregt, in die Forschung und Entwicklung zu investieren.”