„Sand war der entscheidende Faktor“, erklärt Ederer. „Als wir erkannten, dass Binder Jetting Sand schneller, wirtschaftlicher und in größerem Maßstab verarbeiten kann als alternative Technologien, war der Weg zur Industrialisierung klar.“
Von Anfang an lag der Fokus auf einer gießereifähigen Gesamtlösung: Geeignete Bindemittelchemie, hohe Prozessstabilität und Skalierbarkeit auf große Bauvolumina. Wie visionär dieser Ansatz war, zeigte sich um das Jahr 2000, als eine erste Marktanalyse einer Beratungsfirma den weltweiten Bedarf auf nur elf Systeme schätzte – was die Skepsis gegenüber einer Technologie widerspiegelte, die ihrer Zeit weit voraus war.
„Uns wurde oft gesagt, dass es einfach keinen Markt dafür gäbe“, sagt Rudolf Franz. „Aber wir waren überzeugt, dass sich der Markt entwickeln würde, wenn die Technologie wirklich industrielle Probleme lösen könnte – und die Geschichte hat gezeigt, dass diese Annahme richtig war.“
Die ersten Jahre waren von erheblichen technischen Herausforderungen geprägt. Verschiedene Ansätze zur Sandbeschichtung erwiesen sich als instabil oder schwer zu kontrollieren, während aggressive chemische Komponenten hohe Anforderungen an Materialien und Maschinendesign stellten. Erst durch den kontinuierlichen Austausch von Materialien und die Entwicklung neuer Beschichtungstechnologien und fortschrittlicher Druckkopftechnologien gelang der Durchbruch zu einem stabilen, reproduzierbaren Prozess. „Es gab Momente, in denen der Erfolg alles andere als garantiert war“, gibt Franz zu. „Die Technologie stand mehr als einmal kurz vor dem Scheitern. Was letztendlich den Ausschlag gab, war Beharrlichkeit – und die Bereitschaft, grundlegende Prozessschritte zu überdenken.“
Der Durchbruch
Im Jahr 2003 führten patentbezogene Probleme zur Aufspaltung des ursprünglichen Unternehmens Generis in zwei strategische Pfade: voxeljet konzentrierte sich zunächst auf On-Demand-Druckdienstleistungen und später auf Großformatsysteme, während ProMetal – später ExOne – die systematische Expansion des internationalen Systemgeschäfts vorantrieb. Beide Ansätze spielten eine entscheidende Rolle bei der Industrialisierung des 3D-Sanddrucks.
„Rückblickend war die Aufspaltung kein Rückschlag, sondern eine Beschleunigung“, sagt Ederer. „Zwei unterschiedliche Strategien adressierten unterschiedliche Marktbedürfnisse und zusammen haben sie das Binder Jetting viel schneller in die industrielle Realität gebracht.“
Die Anforderungen der Gießereien, insbesondere aus der Automobilindustrie, waren ein wichtiger Innovationstreiber. Parameter wie Bauvolumen, Druckgeschwindigkeit, Oberflächenqualität, Systemrobustheit und Materialauswahl wurden in enger Zusammenarbeit mit den Anwendern kontinuierlich verfeinert. Ein Meilenstein war der erste Verkauf von Systemen an BMW und Daimler im Jahr 2002, gefolgt vom technologischen Durchbruch mit größeren Anlagen in den Vereinigten Staaten ab 2004.
„Was die Kunden überzeugte, war nicht eine einzelne Funktion, sondern die allgemeine Zuverlässigkeit des Verfahrens“, bemerkt Franz. „Sobald die Automobilhersteller Vertrauen in die Technologie gewonnen hatten, beschleunigte sich die Einführung rasant.“
Mitte der 2010er Jahre war gedruckter Sand zur Standardtechnologie für Prototypen und Kleinserien geworden, und ab etwa 2020 kamen Multisysteminstallationen und die Serienfertigung komplexer Geometrien hinzu.
Der Kern des Verfahrens
Das Herzstück des Binder Jetting – der Druckkopf – hat in den letzten Jahren einen großen technologischen Sprung gemacht. Die Produktivität wurde vervielfacht, die Lebensdauer von nur wenigen Stunden auf rund 4.000 Betriebsstunden erhöht und die Prozessstabilität deutlich verbessert. Meilensteine wie der Sanddrucker S15, der PMMA-Druck, installierte SMAX-Maschinenflotten, Großformatsysteme wie der VX4000 und die jüngsten Fortschritte in den Bereichen Automatisierung und Produktivität bilden die Grundlage für zahlreiche industrielle Anwendungen.
„Heute wären viele Anwendungen in der Automobilfertigung, der Luft- und Raumfahrt, der Windenergie oder im Bereich Gigacasting ohne den 3D-Sanddruck schlichtweg nicht realisierbar“, betont Whitney Haring-Smith. „Was einst als Experiment begann, ist heute eine Basistechnologie moderner Gießereien.“
Neue Impulse gehen von Großformatdruckern, softwarebasierter Oberflächenoptimierung und weiterer Skalierung aus. Gleichzeitig bleiben CAD-Konstruktion, Design für additive Fertigung und der Strukturwandel in der Gießereiindustrie zentrale Herausforderungen – Spezialisierung und technologisches Know-how gewinnen zunehmend an Bedeutung.
Heute bündeln ExOne und voxeljet erneut ihre komplementären Stärken. Mit mehr als 500 weltweit installierten Systemen, einer starken Serviceorganisation und konsolidierten Entwicklungsressourcen entsteht ein global positioniertes Netzwerk für additive Fertigung.
„Unsere Kunden und Partner werden künftig von Stabilität und Kontinuität profitieren“, sagt Eric Bader, CEO von ExOne Global Holdings. „Durch die Zusammenführung der Führungsposition von ExOne im Bereich des digitalen Sandgusses mit der Expertise von voxeljet im großformatigen industriellen 3D-Druck bündeln wir jahrzehntelange Erfahrung. Unser Ziel ist es, Zuverlässigkeit zu gewährleisten, Innovationen gezielt voranzutreiben und nachhaltiges Wachstum zu ermöglichen.“
Die Fusion ist somit nicht nur ein strategischer Schritt, sondern auch ein konsequentes weiteres Kapitel in der Geschichte der additiven Fertigung – von ihren experimentellen Anfängen bis hin zu einer wichtigen Industrietechnologie für die Gießereiindustrie.
