Marktbericht für Keramikbeschichtungen: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Produkt (Oxid, Carbid, Nitrid), Technologie (Thermisches Spritzen, Physikalische Gasphasenabscheidung, Chemische Gasphasenabscheidung, Sonstige), Anwendung (Automobilindustrie, Energie, Luft- und Raumfahrt, Industriegüter, Gesundheitswesen) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2024–2032

Wachstumstreiber des Marktes für Keramikbeschichtungen

Die steigende Nachfrage der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie nach Keramikbeschichtungen wird den Markt antreiben.

Die Herstellung, Vermarktung und der Betrieb von Verkehrsflugzeugen fallen im Allgemeinen unter den Luftfahrtsektor, doch die Nachfrage nach militärischer Ausrüstung und Systemen für Land-, See- und Luftoperationen treibt die Verteidigungsindustrie an. 2019 verzeichnete die zivile Luft- und Raumfahrtbranche aufgrund von Problemen mit bestimmten Flugzeugtypen während der Produktion geringere Auslieferungen. Für die globale zivile Raumfahrtindustrie wird 2020 ein Jahr bedeutender Wendepunkte erwartet, da mit anhaltenden Investitionen in neue und etablierte Raumfahrttechnologien zu rechnen ist. Obwohl die Vereinigten Staaten maßgeblich für die Expansion des Luft- und Raumfahrt- sowie des Militärsektors verantwortlich sind, haben in jüngster Zeit auch andere Nationen, darunter China, Frankreich, Indien, Japan, der Nahe Osten und Afrika sowie Großbritannien, wesentlich zum Wachstum des Sektors beigetragen.

Turbinentriebwerke werden hauptsächlich für den Flugzeugantrieb, Hilfsenergiesysteme und andere Zwecke eingesetzt. Wärmedämmschichten sind isolierende Keramikschichten, die auf metallische Bauteile in Wärmekraftmaschinen aufgebracht werden. Das darunterliegende luftgekühlte Bauteil wird durch die wärmeisolierende Keramikbeschichtung vor den heißen Triebwerksabgasen geschützt. Die Temperatur von Bauteilen in Gasturbinentriebwerken konnte durch Keramikbeschichtungen um bis zu 190 °C gesenkt werden.

Die Schubkraft und der Wirkungsgrad von Flugzeugtriebwerken und Gasturbinen am Boden können durch den Einsatz von Keramikbeschichtungen schrittweise erhöht werden. Um die Temperaturparameter von Triebwerksscheiben und -schaufeln sowie den Brennkammerauskleidungen von Gasturbinenkomponenten zu erhöhen, müssen diese wärmeisolierenden Schichten auf -150 °C gekühlt werden. Der Ausfall von Flugzeugkomponenten ist inakzeptabel. Daher beeinflusst die primäre Anwendung dieser Beschichtungen in Turbinentriebwerken die Marktentwicklung für Keramikbeschichtungen.

Der Markt für Keramikbeschichtungen wird von dem Bewusstsein für Fahrzeugschutz und Ästhetik angetrieben.

Der Bedarf an Keramikversiegelungen steigt mit der zunehmenden Anzahl verkaufter Autos, wo sie vor allem ästhetischen und schützenden Zwecken dienen. Es handelt sich um ein flüssiges Polymer, das auf die Außenfläche eines Fahrzeugs aufgetragen wird. Die Versiegelung verbindet sich chemisch mit dem Originallack und bildet so eine Schutzschicht, die dem Fahrzeug Glanz verleiht. Keramikversiegelungen bieten dem Fahrzeug die Sicherheit und den Glanz, die eine herkömmliche, gründliche Reinigung nicht erreichen kann. Auf dem Markt sind verschiedene Keramikversiegelungsprodukte erhältlich. Die Hauptunterschiede liegen im Gehalt an Siliziumdioxid (SiO₂). Dieser kann zwischen 5 % und 70 % variieren. Generell gilt: Je höher der Siliziumdioxidanteil, desto länger ist die Haltbarkeit des Produkts. Keramikversiegelungen für Autos bieten zahlreiche Vorteile.

Wenn ein Auto regelmäßig der Sonne ausgesetzt ist, oxidiert der Lack, wird stumpf und sieht abgenutzt aus. Eine Keramikversiegelung verringert die Oxidation, indem sie den Lack vor der UV-Strahlung der Sonne schützt. Durch die Bildung einer chemikalienbeständigen Oberfläche verhindert die Keramikversiegelung, dass sich bestimmte Chemikalien am Lack festsetzen. Das Ergebnis ist, dass das Auto widerstandsfähiger gegen Flecken und Verätzungen ist, sofern diese schnell entfernt werden. Die Marktnachfrage dürfte durch das steigende Bewusstsein der Verbraucher für die Wichtigkeit des Schutzes von Autos vor UV-Strahlung, Flecken, Verätzungen und anderen Schäden weiter angekurbelt werden.

Der Markt wird durch die steigende Nachfrage nach Keramikbeschichtungen in Spezialanwendungen angetrieben.

Bei der Herstellung von Solarmodulen werden Keramiken als transparente leitfähige Beschichtungen (COs) eingesetzt. Die derzeit am häufigsten verwendete CO ist Indiumzinnoxid (ITO), gefolgt von fluor-dotiertem Zinnoxid (FTO) und aluminium-dotiertem Zinkoxid (AZO). Die nächste Generation hocheffizienter Photovoltaikzellen wird auf Butyskit-Basis sein. Diese keramische Beschichtung schützt das Glas von Solarmodulen vor Korrosion und Verfärbungen durch Salznebel oder Mineralpartikel. Auch Solarspiegel können mit diesen Beschichtungen geschützt werden, um extremen Temperaturen von unter Null bis über 100 Grad Celsius standzuhalten. Im Prognosezeitraum ist mit einem Anstieg der Installation von Photovoltaikanlagen in Privathaushalten, Unternehmen und Industrieanlagen zu rechnen. Infolgedessen wird die Nachfrage nach Solarmodulen voraussichtlich steigen.

Der Gesundheitssektor wächst aufgrund einer Reihe von Faktoren, darunter eine alternde und wachsende Bevölkerung, die Zunahme chronischer Erkrankungen, Investitionen in die Infrastruktur, technologische Fortschritte, veränderte Behandlungsmodelle, höhere Lohnkosten bei Arbeitskräftemangel und der Ausbau der Gesundheitssysteme in Entwicklungsländern. Ein umweltfreundlichesPVD (Physical Vapor Deposition)n) Das PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) dient zur Herstellung medizinischer Keramikbeschichtungen durch Beschichtung eines Instruments mit Titan-Aluminium-Nitrat (TiAN). In diesem PVD-Prozess wird ein hochreines Titan-Aluminium-Target in einer Vakuumkammer mittels Magnetron-Sputtern auf das Substrat aufgebracht. Die Metallpartikel des Targets verdampfen, reagieren mit Stickstoffionen und lagern sich anschließend als wenige dünne, hochdichte Schichten im Mikrometerbereich auf dem Sensor ab. Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften, der verlängerten Lebensdauer, der erhöhten Härte, der Korrosionsbeständigkeit und weiterer Vorteile werden sie vorwiegend im Gesundheitswesen zur einfacheren Reinigung und Aufbereitung eingesetzt. Infolgedessen wächst der Markt für Keramikbeschichtungen aufgrund des expandierenden Gesundheitssektors.

Markthemmender Faktor

Die Nachfrage nach Keramikbeschichtungen könnte durch deren hohen Preis beeinträchtigt werden.

Die beiden Hauptgründe für die bisherige geringe Akzeptanz von Keramikbeschichtungen sind die vergleichsweise höheren Kosten und Bedenken hinsichtlich der Reproduzierbarkeit von Eigenschaften wie Dicke, Struktur, Härte und Haftung. Keramikbeschichtungen haften auf der Fahrzeugoberfläche und härten zu einer glänzenden und festen Schutzschicht aus, wodurch sie semipermanent sind. In diesem Sektor wird in Marketingstrategien häufig die Härte betont. Keramikbeschichtungen sind jedoch kratzempfindlicher. Aufgrund ihrer extrem dichten Struktur steht bei Kratzern weniger Oberfläche zur Verfügung, um die Abriebkräfte zu verteilen. Beim erneuten Druckaufbau konzentriert sich dieser auf die entstandene kleine Stelle der Oberfläche und führt zu einem so hohen Druck, dass ein Kratzer entsteht. Diese Faktoren könnten das Marktwachstum im erwarteten Zeitraum verlangsamen.

Kochgeschirr wird häufig durch eine Antihaftbeschichtung vor Kratzern oder Beschädigungen geschützt. Antihaftbeschichtungen enthaltenPolytetrafluorethylen (PTFE)und Perfluoroctansäure (PFOA). PFOA wurde von der ARC als „möglicherweise krebserregend für den Menschen“ eingestuft. Daher ist zu erwarten, dass der Markt durch die krebserregenden Eigenschaften von PFOA eingeschränkt wird.

Segmentanalyse

Der Markt für Keramikbeschichtungen ist in folgende Kategorien unterteilt: Produkt, Technologie, Anwendung (Automobilindustrie, Energie, Luft- und Raumfahrt, Industriegüter und Gesundheitswesen) und Region.

Produktanalyse

Basierend auf dem Produkt ist der Markt in Oxide, Carbide und Nitride unterteilt. Im Jahr 2021 entfielen 57,2 % des Gesamtumsatzes auf Oxide. Im Vergleich zu anderen Beschichtungen wie Carbiden und Nitriden sind Oxide kostengünstiger.StahlindustrieDiese Art von Beschichtung wird für feuerfeste Steine, Schornsteine, Führungsstangen, Pumpen und Lager eingesetzt. Auch die Öl- und Gasindustrie verwendet Oxid- und Karbidbeschichtungen in großem Umfang für ihre Schlammrotoren, Pumpenhülsen, MWD-Anlagen und Ventilteile. Öl- und Gasexplorationsunternehmen können durch die Beschichtung von Komponenten Explorationskosten senken und die Produktion steigern.

Im Prognosezeitraum wird für das Hartmetallsegment ein jährliches Wachstum von 7,7 Prozent erwartet. Aufgrund der hohen Kosten für Verarbeitung und Rohstoffe sind Hartmetallbeschichtungen kostspielig. Hartmetallbeschichtungen finden langsam Einzug in den Sportbereich, wo sie beispielsweise auf Pferdehufe angewendet werden.Golfschlägerund Fahrräder. Im Oktober 2020 wurde eine Erweiterung der Produktlinie für die Kfz-Keramikversiegelung FUSION PLUS von XPEL, Inc. angekündigt. Das Sortiment an Kfz-Keramikversiegelungen umfasst nun Spezialsubstanzen zum Schutz von Zierteilen, Kunststoff, Polstern, Glas und Bremssätteln.

Technologieanalyse

Das gängigste Verfahren zur Aufbringung von Keramikbeschichtungen ist das thermische Spritzen. Weltweit erzielte es über 74 % des Umsatzes. Da sich dieses Verfahren für nahezu jede Materialzusammensetzung eignet und eine hohe Dichte ermöglicht, ist es die bevorzugte Option vieler Hersteller von Keramikbeschichtungen. Bodycote übernahm im April 2020 erfolgreich Ellison Surface Technologies. Durch diese Akquisition entstand das weltweit größte Unternehmen für technische Oberflächenbeschichtungstechnologie und thermische Spritzdienstleistungen. PVD (Physical Vapour Deposition) wird voraussichtlich einen deutlichen Aufschwung im Markt für Keramikbeschichtungen erleben. Die geringeren Kosten sind der Hauptgrund für diese Entwicklung.

Durch Anwendungsanalyse

Dieses Verfahren ist nicht nur kostengünstiger, sondern verbraucht auch weniger Energie als andere. PVD weist jedoch aufgrund der geringen Sprühgeschwindigkeit einige Nachteile auf. PVD-Beschichtungen sind weniger beständig gegen Oberflächendruck und hohe Temperaturen. Daher eignen sie sich nicht für Anwendungen in der Schwerindustrie und der Luftfahrt.

Der Großteil des weltweiten Verbrauchs entfiel auf Industrieprodukte. Laut der US-Umweltschutzbehörde (EPA) haben die Investitionen in korrosionsbeständige und effizienzsteigernde Beschichtungen zugenommen, was den Bedarf weiter verstärken wird. Darüber hinaus werden Industrieprodukte wie feuerfeste Steine, Schornsteine ​​und Eisenstangen mit Keramikbeschichtungen besprüht. In naher Zukunft werden die Stahl- und Energieerzeugungsbranche aufgrund der Abriebfestigkeit, Hitzebeständigkeit und der zusätzlichen Schutzschicht eine hohe Nachfrage danach haben.

In den letzten Jahren haben Keramikbeschichtungen, die zur Härtung chirurgischer Instrumente eingesetzt werden, vielfältige Anwendungsmöglichkeiten gefunden. Dies ist die letzte und wichtigste Beschichtungsart für künstliche Hüftgelenke, da sie den Verschleiß deutlich reduziert. Allein in den USA werden jährlich über 330.000 Hüftgelenksoperationen durchgeführt. Diese Beschichtungen verbessern die Leistung von Gasturbinentriebwerken und senken so dauerhaft die Betriebstemperaturen. Keramikbeschichtungen verbessern die Leistung von Flugzeugtriebwerken, indem sie den Betrieb bei höheren Temperaturen ermöglichen. Aufgrund der bedeutenden Verwendung des Produkts in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie wird ein exponentieller Anstieg der Nachfrage prognostiziert.

Regionalanalyse

Asien-Pazifik: Dominante Region

Aufgrund der niedrigen Kosten in der Region war der asiatisch-pazifische Raum 2021 mit über 40 % des weltweiten Verbrauchs Marktführer. Niedrigere Preise gehen in der Regel eher mit Produkten geringerer Qualität als mit niedrigeren Betriebskosten einher. Der hohe Verbrauch in Entwicklungsländern wie China, Indien und Japan verdeutlicht die lokale Nachfrage. Oerlikon Balzers erweiterte seine Aktivitäten im Bereich Beschichtungen in Asien im April 2021 mit der Eröffnung seines ersten Kundenzentrums. Um seine Präsenz auf dem asiatischen Markt auszubauen, hat das Unternehmen erhebliche Investitionen getätigt.

Im Prognosezeitraum dürfte die verstärkte Fertigung von Maschinenbauteilen in der Region die regionale Nachfrage ankurbeln. Der Großteil des regionalen Angebots wird aus China importiert, das auch ein führender Hersteller von Keramikbeschichtungen ist. Rund 25 % des regionalen Verbrauchs stammen aus Japan, das voraussichtlich auch im Prognosezeitraum weiterhin eine dominierende Rolle spielen wird.

Europa und Nordamerika decken zusammen etwa die Hälfte des weltweiten Bedarfs an Gütern. Der hohe Einsatz von Keramikbeschichtungen in der Region ist auf die etablierten Automobil- und Luftfahrtindustrien zurückzuführen. Zukünftiges Marktwachstum wird voraussichtlich von der Automobil- und der Gesundheitsbranche getragen.