Studie zu additiver Fertigung: Deutschland ist Spitze

Deutschland ist führend bei Innovationen in additiver Fertigung (AM, von engl. "additive manufacturing"), wie die Studie „Patente und additive Fertigung – Trends bei 3D-Druck-Technologien“ des Europäischen Patentamts (EPA) zeigt. Demnach reichten deutsche Unternehmen und Erfinder zwischen 2010 und 2018 beim EPA 3.155 AM-Patentanmeldungen ein. Das sind im Europavergleich 40 % und weltweit 19 % der europäischen Patentanmeldungen auf diesem Gebiet. Deutschland liegt damit auf dem zweiten Platz nach dem anmeldestärksten Land USA (5.747 Anmeldungen, 35%) und trägt damit maßgeblich zur Spitzenposition bei, die Europa insgesamt mit nahezu der Hälfte aller beim EPA eingereichten AM-Patentanmeldungen innehat.

Die führenden Anmelder im deutschen Unternehmensranking – Siemens und BASF – sind gleichzeitig auch Europas größte AM-Patentanmelder. Insgesamt nahmen die AM-Patentanmeldungen beim EPA zwischen 2015 und 2018 mit einem Plus von durchschnittlich 36 % pro Jahr besonders rasant zu – zehnmal schneller als die Gesamtzahl der Patentanmeldungen jährlich (3,5 %).

„Der Anmeldezuwachs in der additiven Fertigung ist Teil des Booms digitaler Technologien insgesamt und bestätigt, dass sich die digitale Transformation der Wirtschaft unverkennbar in den beim EPA eingereichten Patentanmeldungen widerspiegelt,“ sagte EPA-Präsident António Campinos. „Europa hat sich zu einem globalen Innovationshub im wachstumsstarken Digitalbereich entwickelt, zu dem auch additive Fertigungstechnologien zählen. Diese Stärke zeigt sich deutlich in der Liste der führenden AM-Anmelder: Im vergangenen Jahrzehnt stammte fast die Hälfte der Patentanmeldungen von europäischen Erfindern und Unternehmen."

Wie die Studie zeigt, entstammen 47 % (7 863) aller AM-Erfindungen, für die im Zeitraum 2010 – 2018 Patentanmeldungen beim EPA eingereicht worden sind, aus europäischen Ländern. Neben Deutschland zeigen auch Spanien, Belgien, das Vereinigte Königreich, die Schweiz und die Niederlande eine starke Spezialisierung auf diesem Gebiet.

Spitzenregion in Europa, wenn es um AM-Innovation geht, ist München, gefolgt von Barcelona und Zürich. Berlin steht an vierter Stelle. Insgesamt gehören sechs deutsche Zentren zu den Top-15 der europäischen Regionen. Beim Regionenvergleich werden auch Unterschiede in den Technologieprofilen deutlich. Diese liegen weitgehend in den regional ansässigen Unternehmen und Institutionen begründet: So sind beispielsweise in München alle vier AM-Technologiesektoren – Maschinen und Verfahren, Materialien, Anwendungsgebiete und Digitale Technologien – relativ stark vertreten, da dort u. a. Siemens, EOS und MTU Aero Engines beheimatet sind.

• Laut Studie liegt der Relative Spezialisierungsindex (RTA) für Deutschland im Zeitraum 2010 – 2018 bei 1,12 und zeigt damit eine deutliche Spezialisierung im Bereich 3D-Druck-Technologie, insbesondere im Sektor Maschinen und Verfahren, aber auch bei Materialien.
• Unter den deutschen Top 5 – Siemens, BASF, MTU Aero Engines, Evonik und EOS – weisen zwei Anmelder eine breite Spezialisierung in mehreren AM-Bereichen auf: So belegt Siemens (645 AM-Patentanmeldungen) in den Feldern Digitale Technologien sowie Maschinen und Verfahren jeweils den zweiten Platz und bei Anwendungsgebiete den dritten Rang. BASF (363 AM-Patentanmeldungen) ist bei Materialien führend und liegt bei Maschinen und Verfahren an fünfter Stelle. Evonik belegt im Sektor Materialien den dritten Platz.
• Zudem befinden sich unter den deutschen Anmeldern viele wachstumsstarke deutsche KMU, wie BEGO und FIT AG, aber auch patentaktive öffentliche Forschungszentren wie die Fraunhofer-Gesellschaft (86 AM-Patentanmeldungen) und das Max-Planck-Institut (16 AM-Patentanmeldungen), und Universitäten wie die TU München.

AM-Technologien gelangen der Studie zufolge in zahlreichen Industriezweigen zur Anwendung. Der Gesundheitssektor verzeichnet die größte Nachfrage nach Patenten für additive Fertigungsverfahren (4 018 Anmeldungen) seit 2010, gefolgt von Energie und Verkehr (2 001 bzw. 961 Anmeldungen). Ein stark steigendes Anmeldeaufkommen ist ferner bei Industriewerkzeugen, in der Elektronik, im Bauwesen, bei Konsumgütern und sogar in der Lebensmittelbranche zu beobachten.

• Die Analyse zeigt ferner, dass 25 Unternehmen zwischen 2000 und 2018 rund 30 % (6.548) aller AM-Patentanmeldungen beim EPA eingereicht haben.
• Angeführt wird das weltweite Ranking von Unternehmen so unterschiedlicher Branchen wie Transport, Chemie und Pharma, IT, Elektronik, Bildverarbeitung und Konsumgüter sowie 3D-Druck selbst (Stratasys, 3D Systems, EOS) von den US-Mischkonzernen General Electric und United Technologies. Siemens liegt auf dem dritten Platz.
• Auch insgesamt dominieren bei den 25 führenden Anmeldern die USA und Europa mit jeweils elf bzw. acht Unternehmen, fünf davon stammen aus Deutschland.

Zwei Drittel der Patentanmeldungen für AM-Technologien wurden von sehr großen Unternehmen eingereicht. 10 % (2.148) stammten aus Unternehmen mit 15 bis 1 000 Beschäftigten, 12 % (2.584) von Einzelerfindern und kleinen Unternehmen mit weniger als 15 Beschäftigten sowie 11 % (2.448) von Universitäten, Krankenhäusern und öffentlichen Forschungseinrichtungen. Diese drei Kategorien mit kleineren Marktteilnehmern sind somit auch als wichtige Akteure der AM-Innovationslandschaft anzusehen.