Markt für 3D-Druck im Bauwesen Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Der globale Markt für 3D-Druck im Bauwesen wurde 2023 auf 1,23 Milliarden USD geschätzt. Er soll 2032 60,73 Milliarden USD erreichen und im Prognosezeitraum (2024–32) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 54,23 % aufweisen. Die globale Wohnungskrise treibt den Bedarf an erschwinglichen, schnell zu errichtenden Häusern voran. 3D-Druck im Bauwesen bietet eine Lösung, die Baukosten und -zeit erheblich reduziert. Dieser innovative Ansatz verbraucht weniger Material und Arbeitskräfte und ist daher eine attraktive Option für Regierungen und Bauträger, die einkommensschwachen Bevölkerungsgruppen erschwinglichen Wohnraum bieten möchten.

Beim 3D-Druck im Bauwesen werden Bauelemente oder ganze Gebäude durch Polymer-, Metall-, Beton- oder andere Materialien Schicht für Schicht auf einem 3D-Drucker hergestellt. Der gängigste Druckertyp verwendet einen Roboterarm, um Beton hin und her zu extrudieren. Pulverbindung und additives Schweißen sind zwei weitere 3D-Druckverfahren. Einer der attraktivsten Aspekte des 3D-Drucks ist die Gestaltungsfreiheit. Architekten können komplexe Designs erstellen, die mit herkömmlichen Baumethoden unmöglich, teuer oder zu arbeitsintensiv wären.

Marktdynamik

Globale Markttreiber für 3D-Druck im Bauwesen

Zunehmende Nutzung des 3D-Drucks in der Bauindustrie

Viele Branchen nutzen 3D-Druck mittlerweile für Prototyping, Produktentwicklung und Produktion. Unternehmen von der Automobil- bis zur Baubranche nutzen 3D-Druck, um die digitale Transformation voranzutreiben, und profitieren von kürzeren Vorlaufzeiten, größerer Designfreiheit und digitaler Fertigung. Die Implementierung von 3D-Druck in der Baubranche nimmt zu. Bestimmte Aspekte des Bauwesens werden voraussichtlich schneller wachsen als andere.

Die zunehmenden Umweltprobleme in Bezug auf die Abfälle der Industrie, das Potenzial der Anpassungsoptionen und der architektonischen Anpassungsfähigkeit mithilfe dieser Technologie sowie die schnelle Erstellung von Prototypmodellen sind die größten Einflussfaktoren auf dieses Wachstum. Darüber hinaus treiben mehrere Vorteile wie Abfallreduzierung, Fertigungs- und Designfreiheit sowie weniger menschliche Fehler das Marktwachstum für 3D-Druck im Bausektor voran.

Durch 3D-Druck können verschiedene Komponenten hergestellt werden, die in der Bauindustrie verwendet werden. Der Ausbau wird vor allem durch die Anzahl innovativer, neuer Projekte vorangetrieben, deren Bau gut geplant ist. Vinci, Frankreichs führendes Bauunternehmen, erwarb im Februar 2017 eine Beteiligung an XtreeE, einem französischen Startup, das auf den 3D-Druck von Betonbauelementen spezialisiert ist.

Im Jahr 2018 erhielt das Bauunternehmen ICON als erstes Unternehmen in Amerika eine Baugenehmigung und konnte in Austin, Texas, ein 3D-gedrucktes Haus bauen. Auch andere Städte haben davon Notiz genommen. Bauunternehmen, die 3D-Druck verwenden, tragen dazu bei, Wohnungsnot zu lindern und dringend benötigte Gebäude an Orten zu errichten, wo es keine oder nur laxe Bauvorschriften gibt, wie etwa Schulgebäude in Afrika, Sozialwohnungen in Mexiko und Obdachlosenheime in Texas.

Vorteile der 3D-Drucktechnologie

3D-Druck im Bauwesen ist eine neue Technologie, die Handarbeit durch eine Maschine ersetzt, die Strukturen erstellt und zusammenstellt. Dies kann eine bequeme, kostengünstige und umweltfreundliche Methode zum Bau neuer Gebäude sein. Laut Construction Dive beträgt der weltweite Bauabfall mehr als eine Milliarde Tonnen pro Jahr und wird sich bis 2025 voraussichtlich verdoppeln. 3D-Druck kann dazu beitragen, diesen Bauabfall zu reduzieren. Dies liegt vor allem daran, dass 3D-Druck ein additiver Herstellungsprozess ist, bei dem nur das erforderliche Material verwendet wird.

Darüber hinaus trägt der 3D-Druck zu weniger Logistikprozessen und weniger Abfall bei. Da beim 3D-Druck Rohmaterial direkt in die Konstruktion eingegossen wird, werden die Holzformen, die im traditionellen Bauwesen verwendet werden, überflüssig. In Kombination mit anderen abfallreduzierenden Prozessen und Baumethoden wie Vorfertigung und Lean Construction wird ein abfallfreies Gebäude plausibler. Daher wird erwartet, dass diese Faktoren den Markt für 3D-Druck antreiben werden.

Globale Marktbeschränkung für 3D-Druck im Bauwesen

Hohe Kapitalinvestitionen

Die hohen Anschaffungskosten für die Miete solcher Geräte und der Logistikaufwand, um diese großen 3D-Drucker zur Baustelle zu bringen, sind vielleicht das größte Hindernis für die flächendeckende Einführung der 3D-Drucktechnologie auf Baustellen. 3D-Drucker sind teuer und im Anschaffungspreis sind weder Material noch Wartung enthalten. Vielen Baufachleuten fällt es derzeit schwer, die Kosten des 3D-Drucks gegenüber den Vorteilen der Technologie zu rechtfertigen.

Globale Marktchancen für 3D-Druck im Bauwesen

Steigende Nutzung von Building Information Modeling (BIM)

Die stetig zunehmende Nutzung von Building Information Modeling (BIM) ist einer der Schlüsselfaktoren für das Branchenwachstum. BIM ist die Grundlage der digitalen Transformation in den Bereichen Ingenieurwesen, Architektur und Infrastruktur. Es handelt sich um eine kollaborative Teamlösung, mit der Immobilienentwickler, Architekten, Ingenieure, Hersteller, Bauunternehmer und andere Infrastrukturfachleute eine 3D-Struktur oder ein 3D-Gebäude planen, entwerfen und konstruieren können.

Aufgrund der geringeren Produktionskosten durch Materialverschwendung wächst der Markt. 3D-Drucker verwenden nur die benötigten Materialien, was zu Kosteneinsparungen führt. Darüber hinaus können 3D-Drucker recycelte Materialien verwenden, die umweltfreundlich sind. Diese Faktoren tragen zur Kostensenkung bei, was das zukünftige Wachstum vorantreibt.

Regionalanalyse

Basierend auf den Regionen ist der globale Marktanteil des 3D-Drucks im Bauwesen in Nordamerika, Europa, Lateinamerika, Asien-Pazifik sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt.

Die Vorherrschaft des asiatisch-pazifischen Raums auf dem regionalen Markt

Der asiatisch-pazifische Raum hält den größten Anteil am globalen 3D-Druckmarkt im Bauwesen. Der asiatisch-pazifische Raum kontrolliert den Großteil der globalen 3D-Druckindustrie im Bauwesen. Es wird erwartet, dass die 3D-Drucktechnologie im Prognosezeitraum deutlich an Bedeutung gewinnen wird, da sich die Region als globales Produktionszentrum etabliert. Die Präsenz vieler Fertigungssektoren trägt zum allgemeinen Wirtschaftswachstum der Region bei.

Aufgrund der Existenz mehrerer Hersteller ist die Region ein wichtiger Markt für 3D-Druckkonstruktionen. Die wachsende Nachfrage nach 3D-Druckkonstruktionen in den Endverbrauchssektoren Bau und Infrastruktur wird die Entwicklung des Marktes ebenfalls vorantreiben. China und Südostasien dominieren den 3D-Druckkonstruktionsmarkt in der APAC-Region. Da diese sich entwickelnde Technologie in Indien, Südkorea, Japan und anderen asiatischen Ländern noch nicht kommerzialisiert ist, wurden sie als der Rest der APAC-Region klassifiziert. Forschungsaktivitäten in Japan und Indien hingegen machen diese potenziellen Länder zu Märkten für diese Technologie.

Der europäische Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich stetig wachsen . Viele europäische Marktteilnehmer, wie etwa das Vereinigte Königreich, investieren stark in den 3D-Druck und treiben damit das Marktwachstum in der Region voran. So kündigte beispielsweise das Bauingenieurunternehmen Skanska im Mai 2020 ein Joint Venture mit der Loughborough University im Vereinigten Königreich an. Diese Zusammenarbeit soll den Einsatz der 3D-Drucktechnologie im Bausektor des Landes steigern.

Segmentanalyse

Der globale Marktanteil des 3D-Drucks im Bauwesen wurde nach Methode, Material, Endbenutzer und Regionen klassifiziert.

Auf der Grundlage der Methode

Basierend auf der Methode ist der globale Markt in Extrusion, Pulverbindung und Sonstiges segmentiert.

Das Extrusionsverfahren macht den größten Anteil des weltweiten 3D-Druck-Baumarkts aus. Extrusion ist die gebräuchlichste und grundlegendste 3D-Drucktechnik. Sie kann in fast jeder Situation eingesetzt werden. Als primäres Druckmaterial wird ein Kunststofffilament verwendet. Das Filament wird erhitzt und schmilzt im Druckkopf des 3D-Druckers.

Pulverbindung ist das zweitgrößte Segment. Es wird geschätzt, dass es im Prognosezeitraum mit einer höheren durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate wachsen wird. Der zunehmende Einsatz der Pulverbindungs-3D-Drucktechnologie zum Bau komplexer Schalungen in der Bauindustrie treibt das Segmentwachstum in letzter Zeit voran. Die Nachfrage nach dieser Methode ist groß, da sie schneller, einfacher und präziser ist, um eine komplexe Schalung herzustellen, und weniger arbeitsintensiv und zeitaufwändig ist als herkömmliche Methoden zur Herstellung von Schalungen.

Auf der Grundlage des Materials

Basierend auf dem Material ist der globale Markt in Beton, Metall, Verbundwerkstoffe und Sonstiges segmentiert.

Beton nimmt den größten Anteil am weltweiten 3D-Druckmarkt für Baumaterialien ein. In den letzten fünf Jahren hat sich der 3D-Betondruck für Bauzwecke dank Fortschritten in der Robotik, Materialwissenschaft und Software rasant weiterentwickelt.

Metall nimmt die zweitgrößte Position ein. Durch kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen erzeugt der 3D-Druck von Metall unter anderem nicht-prismatische Abschnitte, innere Versteifungen, Öffnungen und funktional abgestufte Elemente. Der 3D-Druck von Metall wird im Bauwesen hauptsächlich zum Entwerfen von Fassadenknoten und anderen Verbindungen verwendet. In letzter Zeit wird er auch zum Bau von Brücken verwendet. Darüber hinaus ist die zunehmende Verwendung von 3D-gedrucktem Edelstahl im Bauwesen auch einer der Hauptfaktoren, die das Segmentwachstum vorantreiben.

Verbundwerkstoffe nehmen den drittgrößten Marktanteil ein. Verschiedene Unternehmen wie Mighty Buildings verwenden duroplastische Verbundwerkstoffe wie Light Stone Material, um die Abhängigkeit der Hausbauindustrie von Stahl und Beton zu verringern. Das Unternehmen wird durch diese Initiative voraussichtlich den CO2-Fußabdruck und die Kosten des Hausbaus um mehr als 50 % senken. Daher wird erwartet, dass die Bauindustrie in den kommenden Jahren Verbundwerkstoffe für den 3D-Druck verwenden wird, da Beton schädliche Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Auf der Grundlage des Endbenutzers

Basierend auf dem Endbenutzer ist der globale Markt in Gebäude und Infrastruktur segmentiert.

Das Bausegment hält den größten Anteil am globalen 3D-Druck-Baumarkt. Es wird erwartet, dass es mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 91,4 % wächst. Der weltweit steigende Bedarf an Häusern wird voraussichtlich das Segmentwachstum vorantreiben. Dieser wachsende Bedarf an neuen Häusern kann mithilfe der 3D-Drucktechnologie gedeckt werden, da mit dieser Technologie hochwertige Häuser zu einem Bruchteil der Kosten und in der Zeit geschaffen werden können, die für herkömmliche Bauten erforderlich sind. Daher gehen verschiedene Bauunternehmen Partnerschaften mit 3D-Druckeranbietern ein, um Häuser mithilfe der 3D-Drucktechnologie zu bauen. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Mission von World Housing, Obdachlosigkeit zu bekämpfen, indem weltweit Häuser für arme Menschen gebaut und finanziert werden, in den kommenden Tagen neue Möglichkeiten für das Segmentwachstum schaffen wird.

Das Infrastruktursegment ist das zweitgrößte. Es wird erwartet, dass es während der Prognose mit einer höheren durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate wächst. Der zunehmende Einsatz von 3D-Drucktechnologie zum Bau von Infrastrukturen wie Möbeln und Brücken aus Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen treibt das Segmentwachstum an.

jüngsten Entwicklungen

• Juli 2024 – Mit einem Crane WASP 3D-Drucker haben Forscher des Institute for Advanced Architecture of Catalonia (IAAC) einen 100 m2 großen Prototyp eines Gebäudes mit geringen CO2-Emissionen hergestellt. Dies ist das neueste umweltfreundliche Gebäude, das für den 3D Printed Earth Forest Campus (TOVA) im Naturpark Collserola (Barcelona) errichtet wurde. Natürliche Materialien und Erde aus der Gegend dienten dem IAAC-Team als Ausgangsmaterial für das Projekt „Postgraduate in 3D Printing Architecture“ (3DPA).
• Mai 2024 – Ein Gebäude mit tragenden Betonwänden wurde von Züblin, einem in Deutschland ansässigen Bauingenieurunternehmen und einer Tochtergesellschaft von Putzmeister und Strabag, aus einem einzigen 3D-Druck erstellt. Das Unternehmen behauptet, dies sei eine „Weltneuheit“. Das Gebäude ist das neueste Lagerhaus für Strabag Baumaschinentechnik International in Stuttgart, Deutschland. Während des Baus wird Züblins 3D-Drucktechnologie getestet und eine neue Anlage für Strabag geschaffen.