Patente in der additiven Fertigung Die 3D-Druck-Industrie ist achtmal so innovativ wie der Durchschnitt

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Das Europäische Patentamt (EPA) hat eine umfassende Studie zur Patententwicklung in der additiven Fertigung in den letzten zwei Jahrzehnten vorgelegt. Mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 26,3 Prozent wuchsen die weltweiten Patentanmeldungen im 3D-Druck zwischen 2013 und 2020 fast achtmal so schnell wie der Durchschnitt aller anderen Technologiebereiche zusammen.

Die vom Europäischen Patentamt (EPA) veröffentlichte Studie zeigt, dass die Innovation im Bereich der additiven Fertigung (AM) zuletzt sprunghaft angestiegen ist. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die weltweiten Patentanmeldungen im Bereich der 3D-Druck-Technologien zwischen 2013 und 2020 mit einer durchschnittlichen Rate von 26,3 Prozent anwuchsen – d.h. in den sieben Jahren fast achtmal schneller als der Durchschnitt aller anderen Technologiebereiche zusammen (3,3 Prozent).

Darüber hinaus sei der 3D-Druck vielfältiger geworden. Während früher die Hauptakteure etablierte Maschinenbauunternehmen waren, gibt es inzwischen viel mehr Start-ups und spezialisierte Unternehmen für additive Fertigung. Insgesamt wurden seit 2001 weltweit mehr als 50.000 Internationale Patentfamilien (IPF) für 3D-Drucktechnologien angemeldet. Eine IPF steht für eine bedeutende Erfindung, für die in zwei oder mehr Ländern weltweit Patentanmeldungen eingereicht wurden.

USA nehmen den Spitzenplatz ein

Der Studie zufolge belegen die USA im weltweiten Rennen um die AM-Innovation den ersten Platz mit 39,8 Prozent aller mit additiver Fertigung verbundenen IPF zwischen 2001 und 2020. Japan landet mit einem Anteil von 13,9 Prozent auf Platz zwei, dicht gefolgt von Deutschland, das 13,4 Prozent aller IPF in der additiven Fertigung beiträgt. Hier sei jedoch anzumerken, dass Deutschland zwischen 2018 und 2020 deutlich mehr Patentanmeldungen in dem Segment eingereicht hat als Japan. Frankreich (Platz 4) und Großbritannien (Platz 5) landen mit 3,9 Prozent und 3,8 Prozent der weltweiten 3D-Druck-Innovationen knapp vor China (Platz 6) und Südkorea (Platz 7), die jeweils 3,7 Prozent und 3,1 Prozent aller IPF in der additiven Fertigung ausmachen.

Deutschland führt in Europa den 3D-Druck Markt an

Innerhalb der EPA-Mitgliedstaaten sticht Deutschland mit 6.700 IPF zwischen 2001 und 2020 als klarer Spitzenreiter heraus und steht für 41 Prozent der gesamten Erfindungsaktivität im Segment 3D-Druck in Europa. Die IPF aus Deutschland sind im Bereich 3D-Drucktechnologien seit 2013 am stärksten angestiegen, von 213 auf über 1.100 im Jahr 2020 – das entspricht mehr als einer Verfünffachung. Den zweiten Platz erreicht Frankreich mit insgesamt 1.938 IPF gefolgt von Großbritannien mit 1.925 IPF. Beide weisen einen IPF-Anteil von jeweils 12 Prozent aus.

Eine genauere Betrachtung der Anwendungsbereiche zeigt, dass Deutschland zwar in allen acht Sektoren den größten Beitrag leistet, aber in den Technologiefeldern Werkzeugmaschinen, Konsumgüter, Verkehr und Elektronik deutlich dominiert. Bei der Spezialisierung auf einzelne Branchen ist Deutschland besonders stark in den Bereichen Schienenverkehr ( 26 Prozent aller FPI in diesem Bereich), Landfahrzeuge (21 Prozent), Werkzeugmaschinen (18 Prozent), Schuhe (17 Prozent), Luft- und Raumfahrt (15 Prozent) und Energie (15 Prozent).

Die wenigsten IPF weist Deutschlands in der Kategorie Gesundheit und Medizin auf. Hier sind Frankreich und die Schweiz hervorzuheben. Im Baugewerbe erweist sich Frankreich als echter Konkurrent, während im Energiesektor sowohl Frankreich als auch Großbritannien bemerkenswerte Beiträge leisten. Darüber hinaus haben Antragsteller aus der Schweiz einen relativ hohen Anteil im Lebensmittelbereich.

Vier deutsche Unternehmen unter den Top-20 Patentanmeldern

Unter den 20 größten Patentanmeldern im Bereich der additiven Fertigung befinden sich sowohl US-amerikanische als auch europäische und japanische Unternehmen. Die drei führenden Unternehmen General Electric, Raytheon Technologies und HP kommen aus den USA. Auf Platz vier steht mit Siemens ein deutsches Unternehmen, das mit fast 1.000 IPF stärkste europäische Unternehmen der letzten 20 Jahre. Mit BASF (8.), Siemens Energy (15.) und MTU Aero Engines (18.) sind drei weitere deutsche Unternehmen unter den Top-20 Patentanmeldern im Bereich der additiven Fertigung vertreten.

Die Fraunhofer-Gesellschaft (221 IPF) und Bosch (209 IPF) nahmen den fünften und sechsten Platz der patentstärksten Unternehmen im 3D-Druck Segment in Deutschland ein. EOS landete mit insgesamt (200 IPF) auf Position sieben. Neben größeren Unternehmen leisten auch KMU und Start-ups einen wichtigen Beitrag zur Innovation des 3D-Drucks in Deutschland. Darunter befinden sich Firmen wie Voxeljet AG, Realizer GmbH, BigRep GmbH, Innotere GmbH, Dye Mansion oder die Merz Dental GmbH.

Fraunhofer-Gesellschaft ist global führende Forschungseinrichtung

Auch Hochschulen und öffentliche Forschungseinrichtungen tragen erheblich zur Innovation im Bereich 3D-Druck bei. Etwa 12 Prozent der IPF für den 3D-Druck haben Universitäten oder öffentlichen Forschungseinrichtungen eingereicht. Das ist fast doppelt so hoch ist wie ihr typischer Anteil (7 Prozent). Eindeutiger Spitzenreiter ist die deutsche Fraunhofer-Gesellschaft, die mit 221 IPF sogar weltweit Platz 21 der anmeldestärksten Unternehmen im Bereich der additiven Fertigung erreicht. Weitere deutsche Forschungseinrichtungen mit bedeutenden Aktivitäten im 3D-Druck Segment sind das Karlsruher Institut für Technologie (33 IPF.), die TU München (27.), das Max-Planck-Institut (26.), die TU Dresden (21.) sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (20.).

Zur Studie "Innovationstrends in der additiven Fertigung"

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