Top 8 industrieën die profiteren van additieve productie

Additive manufacturing (AM), of 3D-printen, heeft de afgelopen jaren een snelle ontwikkeling doorgemaakt. Nu nieuwe industrieën de technologie beginnen te omarmen, ontdekken ze de vele manieren waarop hun bedrijf erdoor wordt beïnvloed. Additieve productietechnologieën blijven zich in een snel tempo ontwikkelen, wat leidt tot de ontwikkeling van nieuwe additieve toepassingen. Deze nieuwe processen, samen met een groeiend assortiment materialen van productiekwaliteit, zoals titanium, staal en een reeks kunststoffen, maken een breed scala aan mogelijkheden mogelijk.

Met al deze toepassingen van additive manufacturing zijn tal van industrieën in staat om de ontwikkelings- en fabricagekosten te verlagen en tegelijkertijd de productie, snelheid, innovatie en time-to-market te verhogen. Het is ook mogelijk om nieuwe structuren en vormen te produceren, terwijl tegelijkertijd het afval wordt verminderd. Lees verder om meer te weten te komen over deze acht industrieën die de vruchten plukken van additive manufacturing en de toekomst van deze technologie.

Snelle links:

• Wat is Additive Manufacturing?
• Wat is de marktomvang van Additive Manufacturing in 2021?
• Topsectoren die profiteren van additieve productie
• Geïnteresseerd om meer te weten te komen over de voordelen van additieve productie?

Wat is Additive Manufacturing?

Additive manufacturing, ook wel 3D-printen genoemd, is het proces waarbij een driedimensionaal object wordt gemaakt op basis van een digitaal 3D- of CAD-model. Zoals de naam al aangeeft, werkt additive manufacturing door materialen toe te voegen om een ​​object te creëren door het laag voor laag op te bouwen. Deze materialen kunnen metaalpoeders, plastic of keramiek omvatten. Additive manufacturing kan traditionele methoden voor het maken van objecten door machinale bewerking, snijden, draaien, vormen, frezen en andere "subtractieve" fabricageprocessen versterken en in sommige gevallen volledig vervangen.

Tijdens het additieve fabricageproces wordt het object ontworpen met behulp van CAD-software (Computer-Aided Design) of door een scan te maken van het te printen object. De software kan de scan vertalen naar een nauwkeurig raamwerk voor de 3D-printmachine om laag voor laag te volgen.

Wat is de marktomvang van Additive Manufacturing in 2021?

Naarmate de vooruitgang in additive manufacturing dit proces toegankelijker dan ooit blijft maken, implementeert een toenemend aantal industrieën 3D-printen in hun activiteiten. Zoals het er nu uitziet, lijken additieve productietechnologieën een zeer ontwrichtende kracht te zijn in de hele wereldwijde productie-industrie. De wereldwijde markt voor additieve productie zal naar verwachting in 2028 $ 30,6 miljard bedragen. Andere rapporten schatten dat de markt met 14,4% per jaar zal groeien. Verwacht wordt dat de productie in 2027 bijna 33% van het totale marktaandeel zal behalen.

De drijvende kracht achter deze snelle groei is het vermogen van additieve fabricagetechnologieën voor bedrijven om over te schakelen van prototyping-toepassingen naar efficiënte massaproductie van onderdelen, componenten en accessoires. Met de vooruitgang in AM-technologieën in combinatie met de toenemende acceptatie van additieven in verschillende industrieën, is het waarschijnlijk dat de markt voortdurend zal uitbreiden.

Topsectoren die profiteren van additieve productie

Naarmate nieuwe toepassingen van additive manufacturing beschikbaar blijven komen, hebben meer industrieën AM-technologieën omarmd. Hier zijn enkele van de topindustrieën die momenteel toepassingen voor additieve fabricage ontwikkelen en produceren die slechts een paar jaar geleden onbereikbaar waren.

Lucht- en ruimtevaart

De lucht- en ruimtevaartindustrie, altijd op het scherpst van de snede, was een early adopter van additive manufacturing. Luchtvaartbedrijven moeten voldoen aan enkele van de strengste normen van de maakindustrie, en onderdelen en componenten moeten zijn gemaakt van de best presterende materialen. Met AM kunnen ingenieurs complexe, zeer sterke onderdelen ontwerpen en tegelijkertijd het gewicht van lucht- en ruimtevaartcomponenten verminderen door efficiëntere geometrieën te printen en aanzienlijke hoeveelheden onnodig materiaal te elimineren. Dit zorgt voor een lager brandstofverbruik, minder CO2-uitstoot en lagere kosten (plus betere vliegtickets).

Automobiel

Net als de lucht- en ruimtevaart is de auto-industrie altijd op zoek naar innovatie met nieuwere ontwerpen; hun producten worden ook blootgesteld aan hoge snelheden en zware omstandigheden. AM stelt hen in staat om complexe, hoogwaardige onderdelen te ontwikkelen die bestand zijn tegen deze omstandigheden en een grotere veiligheid bieden. Rapid prototyping verbetert ook de voertuigkwaliteit, waardoor autofabrikanten zaken als waterbestendigheid en hoge temperaturen kunnen testen. Bovendien maakt 3D-printen het mogelijk om onderdelen te consolideren, de voorraad te verminderen en reparatie of onderhoud uit te voeren met een enkel onderdeel. En, net als in de ruimtevaart, maken AM-technologieën het mogelijk om roosterstructuren te printen, zodat auto-onderdelen zo licht en aerodynamisch mogelijk kunnen zijn.

Een praktijkvoorbeeld van 3D-printen in de auto-industrie is hoe Porsche nu onderdelen van zeldzame klassieke auto's via een 3D-printer levert. Waar verzamelaars moeite zouden hebben om verouderde onderdelen voor hun auto's te vinden, maakt 3D-printen het mogelijk om reserveonderdelen voor zeldzame voertuigen te printen.

Consumentenproducten

Voor marketingteams die een product van concept tot voltooiing brengen, wordt vaak de meeste tijd besteed aan ontwerp. Om er zeker van te zijn dat het product precies goed is, wordt er veel tijd besteed aan het maken van prototypes om concepten aan belanghebbenden te bewijzen en uiteindelijk een consumentenvriendelijk product te leveren.

Door AM te omarmen, kunnen marketingteams iteraties van hun product veel sneller ontwikkelen en vervolgens snel draaien om het ontwerp naar behoefte aan te passen. Aangezien additieve productie steeds verder toeneemt met het bouwvolume en de snelheid, kunnen er meer consumentenproducten worden geproduceerd via AM-technologieën voor snelle en efficiënte massaproductie-eisen.

Energie

Stroomstoringen, -pieken en -pieken kosten naar schatting meer dan $ 150 miljard aan jaarlijkse schade aan de Amerikaanse economie als gevolg van arbeidsonderbrekingen en verlies van productiviteit en gegevens. Met behulp van additive manufacturing kan de energiesector lichtgewicht, efficiënte en milieuvriendelijke componenten maken die ook bestand zijn tegen extreme omstandigheden. Bovendien kan AM-technologie de ontwikkeling mogelijk maken van corrosiebestendige metalen materialen voor op maat gemaakte onderdelen die mogelijk onder water of in andere ruwe omgevingen moeten worden blootgesteld.

Naast de mogelijkheid om superieure producten te ontwikkelen, brengt de adoptie van additieve fabricage voor de energie-industrie het gebruik van nieuwere en lichtere materialen met zich mee. En met AM-technologieën die de productiekosten met 40% verlagen en de time-to-market met een derde, wordt verwacht dat de energiesector in de toekomst aanzienlijk zal investeren in additive manufacturing.

Infrastructuur

Stel je voor dat je over een brug loopt die volledig is gemaakt van 3D-printen. Binnenkort kan dit werkelijkheid worden. In feite is het al in Nederland waar 's werelds eerste 3D-geprinte voetgangersbrug in 2018 werd onthuld. De structuur is gemaakt door additieve robotica die gesmolten staal in lagen aanbrengt en meet bijna 10 meter breed.

Additive manufacturing in de bouwmarkt breidt zich uit en luidt een nieuw tijdperk in voor de industrie. Volgens een studie van Transparency Market Research wordt voorspeld dat 3D-printen in de infrastructuursecretaris tegen 2027 zal groeien met een CAGR van 33 procent. Aangezien gedrukte materialen nauwkeurig laag voor laag kunnen worden aangebracht bij het bouwen van infrastructuur of het bouwen van gebouwen, vermindert AM materiaalverspilling en maakt het mogelijk om zo kostenefficiënt mogelijk te bouwen.

Bovendien maakt 3D-printtechnologie complexe ontwerpstructuren mogelijk, aangezien de materialen nauwkeurig worden geprint - waardoor de kans op infrastructuurongevallen door constructiefouten en een slecht ontwerp wordt verkleind. Hoewel 3D-printen niet wordt gebruikt in de dagelijkse bruggenbouw, is er veel toekomstpotentieel naarmate de industrie zich uitbreidt. En met een recent rapport waaruit blijkt dat meer dan een derde van alle Amerikaanse bruggen grote reparatiewerkzaamheden nodig hebben of vervangen moeten worden, kan er in de nabije toekomst een snelle uitbreiding van de industrie plaatsvinden.

Medisch en farmaceutisch

Additive manufacturing heeft een revolutie teweeggebracht in de medische industrie, waardoor wat ooit sciencefiction was, een nieuwe realiteit is geworden. De technologie zorgt voor doorbraken voor artsen, patiënten en onderzoeksinstellingen. Van duurzame protheses en levensechte anatomische modellen tot componenten van chirurgische kwaliteit, de ongelooflijke overvloed aan objecten die al met succes in de medische wereld zijn geprint, geeft een kijkje in het potentieel dat deze technologie inhoudt voor de gezondheidszorg in de nabije toekomst.

Additieve fabricage maakt het bijvoorbeeld mogelijk om 3D-geprinte tandheelkundige apparaten en op maat gemaakte apparaten, zoals kunstgebitten, kronen en zelfs Invisalign™, te maken van een verscheidenheid aan substraten en prints die op elk individu zijn afgestemd. Momenteel wordt de markt voor 3D-printen voor digitale tandheelkunde gewaardeerd op $ 2,5 miljard - en zal naar verwachting alleen maar blijven groeien. Bovendien maakt additieve fabricage het mogelijk om apparaten zoals hoortoestellen in massaproductie te maken voor een betere pasvorm om het hoogste niveau van comfort voor de gebruiker te garanderen.

Een van de meest recente lopende projecten is het gebruik van additieve technologie door onderzoekers om menselijke embryonale stamcellen af ​​te drukken. Door dit te doen, kunnen deze stamcellen vervolgens worden gebruikt om weefsel te maken voor het testen van medicijnen of het kweken van vervangende organen, om huid af te drukken die de verbrande of beschadigde huid zou kunnen vervangen, en om kankercellen af ​​te drukken om nieuwe medicijnen daarop te bestuderen en uit te testen. Chirurg Anthony Atala, directeur van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, heeft zelfs gewerkt aan het printen van organen, in de overtuiging dat het printen van een orgaan binnenkort het transplanteren van een orgaan kan vervangen.

Eetbare goederen

Additive manufacturing heeft het potentieel om de voedingsindustrie wakker te schudden. Hoewel additieve productie momenteel minder een game-changer is in de voedingsindustrie, biedt eetbaar AM-printen een schat aan kansen. Vanaf nu kunnen chocolaatjes en zelfs pizza worden 3D-geprint.

Binder-jetting is een van de meest voorkomende methoden van 3D-geprinte voedselproductie. Door de metaalpoeders en polymeren te vervangen door kristalsuikers om ingewikkelde, precieze suikersculpturen te ontwerpen en te maken, vooral voor restaurants, bakkerijen en hotels. Eetbaar additief printen biedt merkmogelijkheden voor producenten van snoep en snoep, aangezien 3D-printen nauwkeurig getekende logo's en foto's mogelijk maakt.

Er zijn ook de mogelijkheden dat additieve productie in eetbare voedingsmiddelen kan leiden tot de creatie van unieke voedselformuleringen voor voedingsbehoeften, vereenvoudigde distributie naar moeilijk bereikbare locaties en op maat gemaakte medische/voedingssupplementen.

Sport

De wereld van de sport- en spelindustrie wordt beïnvloed door 3D-printen bij het creëren van mode, uitrusting en accessoires. Alleen al in de Verenigde Staten verdient de sportartikelenindustrie jaarlijks ongeveer $45 miljard dollar, en additive manufacturing biedt tal van voordelen. Omdat 3D-printen maatwerk en personalisatie mogelijk maakt, ontwikkelen fabrikanten van sportartikelen nu gepersonaliseerde apparatuur voor atleten die op maat zijn gemaakt voor hun exacte afmetingen. Sportuitrusting kan nu ook lichter worden gemaakt, maar net zo sterk, zo niet sterker.

Additive manufacturing biedt ook kansen voor betere veiligheidsuitrusting dankzij sterkere materialen en ingewikkelde geometrische ontwerpen. Fabrikanten van voetbalhelmen zijn altijd op zoek naar manieren om helmontwerpen te verbeteren om hoofdtrauma te voorkomen. Met het vermogen van 3D-printen om roosterstructuren te creëren, is het eindproduct niet alleen licht, maar zorgt het ook voor een veiligere drukverdeling voor fysieke helmen. Naast de mogelijkheid om elke helm aan te passen aan de exacte hoofdvorm van de atleet, kan 3D-printen een superieure helm opleveren.

Foodware-bedrijven, van Adidas tot Nike, gebruiken additieve productie om op maat gemaakte shows te creëren die een betere grip en pasvorm en zowel betere inlegzolen als buitenkanten mogelijk maken. Hoewel er momenteel geen volledig 3D-geprinte schoen op de markt is, is 3D-printen tegenwoordig betrokken bij het maken van veel sportschoenen en dit zal waarschijnlijk blijven groeien in deze branche.

Geïnteresseerd om meer te weten te komen over de voordelen van additieve productie?

Additive manufacturing is een game-changer voor fabrikanten van elke omvang. Het kan hen in staat stellen om producten sneller en goedkoper te maken, maar met minder productieafval en betere precisie. Als je naar het grotere geheel kijkt, verandert AM ook het leven van gewone Amerikanen, van medische doorbraken tot veiliger vervoer en wegen.

U kunt vandaag beginnen met het laten groeien van uw bedrijf met additive manufacturing! Als u niet weet waar u moet beginnen, neem dan vandaag nog contact op met onze experts! CMTC is er om kleine tot middelgrote fabrikanten te begeleiden naar oplossingen die een impact kunnen hebben op hun bedrijf voor duurzame en impactvolle groei.