3D-Print Industrie Uitblik 2019: Mondiale Groeitrends & Toekomstige Kans

Naarmate de 3D-printindustrie groeien, ontstaan nieuwe trends en evolueren de algehele toepassingen van de technologie. Bedrijven over de hele wereld breiden hun inspanningen in nieuwe richtingen uit en omarmen wat het te bieden heeft in eindgebruiksproducten, prototypen en gereedschappen onder de vele andere toepassingen. Hier is een kijk op de specifieke manieren waarop de industrie geëvolueerd is in 2019:

Mondiale Groeivoorspellingen

In het algemeen groeit de industrie, met meerdere voorspellingen die exponentiële toename tonen in zowel uitgaven aan 3D-printen als gebruik. Het Wohlers Report 2019 voorspelt dat tegen 2020 alle AM-producten en -diensten wereldwijd op $15,8 miljard zullen staan. Het bedrijf verwacht dat de opbrengstvoorspellingen zullen klimmen naar $23,9 miljard in 2022, en $35,6 miljard in 2024.

De 3D-printindustrie is breed gecategoriseerd in Desktop- en Industriële systemen. Deze groei in de industrie snijdt beide kanten op die front, met een toename in opbrengst voor industriële machines en een daling in desktop-ssystemen. De algehele trend is omhoog, maar kleinere printers tonen een algehele afname.

Zowel de publieke als de private sector investeren meer in 3D-printen over de hele wereld. Noord-Amerika houdt het grootste aandeel in de financiering van additieve fabricage als geheel, echter China en de Aziatische regio's tonen de grootste groeisnelheid, wat ze formidable concurrenten maakt voor de toekomst. Dit kan ook verder versterkt worden door China's eigen 'Made in China' initiatief, wat waarschijnlijk de investering in private en publieke sector technologieën, inclusief 3D-printen en CNC-bewerking (onder andere), zal stimuleren.

Een ander rapport van GlobalData stelt dat de luchtvaart- en defensie-industrieën een grote bron van groei zijn voor additieve fabricage. Dit wordt met name gesteund door de productie van reservedeel, satellieten en motoren. De Chinese, Russische en Amerikaanse gewapende machten zijn onder de meest prominente defensiefabrikanten die 3D-printtechnologieën inzetten.

Europa is ook een grote hub voor de 3D-printindustrieën. Grote vraag in de regio komt van kleine en middelgrote bedrijven die behoefte hebben aan hoge snelheid, betrouwbare en goedkope prototypes, wat grotendeels in de gezondheidszorg- en luchtvaartsectoren zit. Overheidsuitgaven zien ook een voorwaartse momentum. De Nederlandse overheid heeft bijvoorbeeld een extra USD 150 miljoen geïnvesteerd in 3D-printgerelateerd onderzoek en innovatie. Op dezelfde manier heeft Finland gekeken naar het vergroten van zijn 3D-printactiviteiten door partnerschappen, terwijl naties als Polen het ook integreren voor het medische veld (Europees cohesiebeleid).

Er zijn een paar beperkingen op de markt, zoals de hoge kosten van het implementeren van de technologie voor industriële productieniveaus. Dit kan worden gedempt door de toenemende concurrentie binnen industriële additieve fabricagesystemen, wat de prijzen in de toekomst naar beneden kan trekken. Een ander zorgenfactor voor de groei van 3D-printen is die van betrouwbaarheid en herhaalbaarheid, wat veel industriële bedrijven weerhoudt de technologie aan te nemen. Dit is iets waar 3D-printerfabrikanten aan werken binnen de industrie en wat verdere vooruitgang zal vereisen om de indruk van onbetrouwbaarheid en gebrek aan consistentie te ontkrachten.

Een overweldigende hoeveelheid respondenten in een 2019 enquête door Essentium (99%) plannen om het niveau van 3D-printgebruik bij hun bedrijf te verhogen. Al met al ziet de industrie er gezond uit en groeit het met een toenemende snelheid volgens meerdere jaren aan voorspellingen van Wohlers, Sculpteo en meer.

Toepassingen & Industriële Vraag

De hoofdtoepassingen van 3D-printen op dit moment zijn in de gezondheidszorg, luchtvaart & defensie, industriële en consumentenproductindustrieën. De bedrijven die vaak opereren met 3D-printen vinden hun meest interessante toepassingen in het creëren van complexe geometrieën zoals roosters. Een andere factor die veel bedrijven als een belangrijk USP van 3D-printen vinden, is het creëren van snellere iteraties van hun producten. Dit klopt, aangezien bedrijven in een ander onderzoek ook stelden dat hun topfocus voor het gebruik van 3D-printen het versnellen van productontwikkelingscycli is.

Terwijl prototypes en proof-of-concept nog steeds de meest voorkomende manieren zijn waarop bedrijven 3D-prints gebruiken, klimmen productie en R&D ook. De eerste twee hebben een toename in gebruik gezien vergeleken met de afgelopen 2 jaar, terwijl afgeronde goederenproductie grotendeels gestaagd is gebleven. Bovendien, zoals een enquête van Essentium aangeeft, gebruiken 83% van de bedrijven die 3D-printen inzetten, het niet voor massaproductie (meestal opererend op productieruns onder de 1000's).

Een andere stijging, zoals aangegeven door Sculpteo's enquête, is die van reservedeelproductie en een interesse in voorradenketenbeheer. Voorradenketenbeheer is een groot thema dit jaar in het bijzonder, wat significante golven maakt in de luchtvaart- en defensesectoren. Diverse organisaties als de Amerikaanse luchtmacht, marine en vliegtuigfabrikanten in het algemeen hebben 3D-printen gebruikt voor de herstel van oudere vliegtuigen en schepen, het herstellen van onderdelen die niet meer in productie zijn en het verlagen van opslagkosten met on-demand productie. Dit kan gezien worden in de gevallen van 3D-geprinte latrinedeksels die gecertificeerd zijn door de Amerikaanse luchtmacht en de Australische marine die de technologie test in een recente USD 1 miljoen proef. Beide gevallen impliceeren meer uitgebreid gebruik in de toekomst.

In het bekijken van de antwoorden van respondenten uit meerdere enquêtes, kunnen we zien dat levertijdreductie een dicht derde factor is met kostenbesparing ook redelijk belangrijk. Dit zijn beide factoren waar de 3D-printindustrie probeert de efficiëntie in te maximaliseren met nieuwere machines. Bedrijven als Spee3D en Aurora, bijvoorbeeld, hebben consistent metalen printers ontwikkeld die snellere productietijden hebben dan hun oudere modellen, hun eigen eerdere records brekend.

Technologieën

Wat technologieën betreft, heerst FDM/FFF nog steeds. De meeste toepassingen voor FDM zitten in prototyping en het produceren van productiegereedschappen en jigs. Beperkte productieruns spelen ook een grote rol in dit. Zoals eerder vermeld, is er een grote stijging geweest in industriële printers van grotere formaten, wat een rol kan hebben gespeeld in de toenemende groei van eindgebruiksonderdelen (hoewel eindgebruiksonderdelen nog ver van het meest voorkomende gebruik voor 3D-printers zijn).

Terwijl FDM het meest prevalente is voor in-house productie, hebben andere vormen van additieve fabricage zoals SLS, Jet Fusion en Polyjet groei bereikt via externe diensten. Feitelijk, behalve FDM, zijn de meeste andere typen 3D-printen meer geneigd om via diensten gebruikt te worden dan via in-house productie. Terwijl bedrijven meer printers overal kopen, hebben ze ook het gebruik van buitenste diensten verhoogd. Beide modi van gebruik hebben toename gezien.

Op dezelfde manier zijn kunststoftechnologieën veel meer geneigd om in-house te zijn, terwijl metaalprinten meer geneigd is om via externe diensten gedaan te worden. De luchtvaartindustrie is veel meer geneigd om de dure vormen van 3D-printen te gebruiken dan andere gebruikers, met veel bedrijven die meer dan USD 100.000 per jaar uitgeven. Dit punt illustrerend, hoewel 38% van de geïnterviewde bedrijven SLS gebruikt, bezit slechts 15% van hen een in-house machine.

De hoofdbemer voor verdere implementatie van 3D-printen is budget en betrouwbaarheid, dus het staat te redeneren dat de nieuwere, duurdere vormen van 3D-printen nu minder gemeen zijn. De Essentium-studie bevestigt ook dit punt, waaruit blijkt dat veel bedrijven geloven dat de kosten geassocieerd met 3D-printen het verhinderen om een grootschalige productietechnologie te worden. Dit kan veranderen met meer testen en toenemende prijsconcurrentie in de toekomst.

Ten slotte, onder de bedrijven die ook andere technologieën inzetten naast AM-systemen, was CNC-bewerking de meest prominente companion tech en lasersnijden volgde als een dicht tweede.

Materialen

Kunststoffen zijn het meest gangbare materiaal wanneer het gaat om additieve fabricage, zowel in-house als in termen van diensten. Prototyping, gereedschappen en R&D hebben een grote rol in dit gespeeld en, hoewel andere materialen ook deze zelfde doeleinden dienen, zijn kunststoffen het meest gebruikt. Echter, in termen van percentage gebruikers, zijn zowel kunststoffen als metalen gedaald als meer materialen het veld betraden. In feite zijn de meeste materialen (keramiek, was, harsen en multicolor) in 2019 gestegen in termen van in-house gebruik. Deze verschillen kunnen ook het resultaat zijn van de groei van out-house AM-diensten als optie voor veel bedrijven.

Ondanks de daling in in-house gebruik van metaal, groeide de opbrengst van metaalprinten met een geschatte 41,9%, wat een vijfjarige reeks voortzet van meer dan 40% groei elk jaar. Dit is door veel industrieën die hun productie opvoeren, maar het meest prominent stooten toename in defensie en luchtvaart de technologie vooruit. Echter, 50% van metaalprinten wordt via diensten gedaan in tegenstelling tot in-house printen.

Het gebruik van harsen zit op ongeveer 40% in termen van in-house materiaalgebruik, een 5% toename ten opzichte van het vorige jaar, terwijl multicolor technologieën zijn gestegen van 15% tot 27%. Deze cijfers zijn allemaal veel hoger wanneer gebruik via diensten en gemengde methoden meegerekend worden.

Materialen zijn een van de top zorgen voor de toekomstige groei van AM onder bedrijven. Meer specifiek, kijken de meeste bedrijven ernaar uit om meer materialen geïntroduceerd te zien en systemen die veelzijdiger zijn, aangezien nieuwe materialen op twee na gerangschikt werden in wat groeifactoren het meest interessant zijn voor bedrijven, volgens Sculpteo. Op dezelfde manier waren machinecapaciteiten en de voorraad en kosten van materialen beide de twee hoogst gerangschikte factoren voor het vergroten van de 3D-printactiviteiten van een bedrijf.