10 Expertsvoorspellingen die de toekomst van 3D-printen vormgeven

2019 was een cruciaal jaar voor 3D-printen, toen de technologie snel overging van prototyping naar industriële productie en een kernbestanddeel werd van moderne productie-ecosystemen.

Stap houden met deze snel bewegende industrie is uitdagend, daarom hebben we meer dan 30 expertinterviews van het afgelopen jaar geanalyseerd om de meest kritieke trends te destilleren die het komende decennium van additieve manufacturing zullen definiëren.

1. 3D-printen wordt mainstream serieproductie

“Additieve manufacturing gaat heel spannende tijden tegemoet omdat het geleidelijk mainstream wordt.”

Andy Kalambi, CEO van Rize
3D-printen is uitgegroeid tot meer dan prototyping. Vandaag de dag integreren bedrijven in de auto-, consumentengoederen- en gereedschapsectoren de technologie in hun productielijnen, met 51% van de geïnterviewde bedrijven die 3D-printen al gebruiken voor serie-onderdelen (Sculpteo State of 3D Printing rapport 2019).
Autofabrikanten zoals Ford, Volkswagen en BMW setzen 3D-geprinte componenten al in, en BMW vierde onlangs zijn miljoenste 3D-geprinte onderdeel voor de i8 Roadster. Hoewel de volumes nog bescheiden zijn, zullen de variëteit en frequentie van geprinte onderdelen dramatisch toenemen.

“We bereiken een ommekeerpunt en het aantal onderdelen dat daadwerkelijk in productie gaat, neemt toe. Over vijf jaar zullen er veel contractfabrikanten zijn die aanzienlijk zijn opgeschaald en honderden van deze systemen op hun vloer hebben staan, die onderdelen produceren met langdurige contracten voor productie.”

Zachary Murphree, VP Technology Partnerships bij VELO3D
De sleutel tot opschaling is de komst van next-generation metal binder jetting, aangeboden door bedrijven als Desktop Metal, 3DEO, ExOne, HP en GE. Deze systemen combineren lagere hardware- en materiaalkosten met hogere doorvoersnelheid, wat metal binder jetting positioneert als een kosteneffectief alternatief voor traditionele productiemethoden. Hoewel 3D-printen draaien of spuiten niet zal vervangen, evolueert het tot een levensvatbare productiemethode die naast conventionele processen kan draaien.

2. Ontwerpsoftware integreert naadloos met additieve manufacturing

“Een belangrijke trend is de ontwikkeling van ontwerphulpmiddelen voor AM. De volgende stap is dat ze volledig en naadloos geïntegreerd raken in populaire CAD-softwarepakketten.”

Terry Wohlers, oprichter en president van Wohlers Associates
Ontwerpen voor additieve manufacturing blijft uitdagend voor ingenieurs die gewend zijn aan traditionele methoden. Veel CAD-tools zijn nog niet geoptimaliseerd voor gegraadeerde materialen, roosterstructuren of porositeitsmodellering. Geïntegreerde oplossingen – zoals Autodesk Netfabb, dat STL-bestanden herstelt, ondersteuning genereert, roosters en metalen onderdelen simuleert – overbruggen deze kloof. PTC’s Creo 6.0, verrijkt door de recente overname van generatief-ontwerpfirma Frustum, biedt ook end-to-end ontwerp en build-voorbereiding. Deze vooruitgang zal de adoptie versnellen door iteratiecycli te verkorten en AM-vriendelijk ontwerp tot de standaardworkflow te maken.

“We zullen meer softwaretools zien die ingenieurs helpen onderdelen beter te ontwerpen voor een gegeven proces… Deze ontwikkelingen helpen het aantal benodigde iteraties te verminderen, met name als het doel productieprinten is.”

Greg Paulsen, Director Application Engineering bij Xometry

3. Onderwijs is de sleutel tot bredere adoptie

“Wat vaardigheden betreft, is innovatie naar mijn mening puur over mensen en technologieën. Het heeft geen zin om te dringen naar geavanceerde technologieën zonder de mensen die ze moeten adopteren.”

Revannth Murugesan, Managing Director bij Carbon Performance
De State of the Industry Survey identificeerde gebrek aan opleiding als de grootste barrière voor servicebureaus. Prototyping is eenvoudig, maar de overstap naar productie vereist hardware-investeringen en diepgaande technische kennis. Zonder deze expertise worstelen bedrijven om businesscases op te bouwen en het volle potentieel van de technologie te benutten.

“Dat personeelselement is nu echt cruciaal. Er zijn niet genoeg ingenieurs, managers, executives die de technologie goed genoeg begrijpen om er een strategie voor te ontwikkelen en eruit te halen wat ze nodig hebben.”

John Barnes, oprichter van The Barnes Group Advisors

“De industrie erkent wat additieve manufacturing niet kan, evenals het feit dat het veel meer kan dan waar het nu voor gebruikt wordt.”

Harold Sears, Technical Leader Additive Manufacturing Technologies bij Ford
Opleidingsinitiatieven – online cursussen, workshops, beurzen – nemen toe. Zo lanceerde de Barnes Group een online cursus in samenwerking met Purdue University om ingenieurs AM-basisvaardigheden bij te brengen. Bedrijven die de mogelijkheden en grenzen van 3D-printen leren kennen, zoals Boyce Technologies, kunnen schakelen van prototyping naar hoge-volume productie, met 90% van hun output nu geproduceerd door 3D-printen.

4. Tandheelkunde omarmt 3D-printen als dominante productiemethode

“In de tandheelkunde kun je in theorie een geweldige case maken voor het converteren van 80% plus van de productiemiddelen naar een additieve technologie.”

Scott Dunham, Vice President Research bij SmarTech Analysis
Harsgebaseerde technologieën (SLA, DLP, material jetting) produceren al kroonen, gidsen en aligners. Een SmarTech-rapport projecteert dat 3D-printerverkoop in de tandheelkunde de verkoop van draaimachines zal overstijgen voor 2025, met 3D-printen als leidende productiemethode voor tandtechnische restauraties voor 2027. Harsprinters kosten gemiddeld $5.000 en zijn compatibel met gecertificeerde tandharsen – Formlabs en EnvisionTEC bieden respectievelijk 5 tot 13 tand-specifieke materialen aan.

“We zien dat 3D-printen een van de sleuteltools wordt in gebieden als tandzorg en tandrestauratie. De digitale draad is daar grotendeels ontwikkeld, van intra-orale scanning tot workflows en planning – niet alleen in het lab, maar ook in de tandartspraktijk.”

Avi Reichental, oprichter van XponentialWorks

5. Additieve manufacturing wordt slimmer

“Deel van het machine learning-proces is het introduceren van een hoog niveau van herhaalbaarheid en het gebruik者 in staat stellen om makkelijker te voorspellen hoe de prestaties zullen functioneren.”

Joshua Martin, CEO van Fortify
Slimme printers uitgerust met sensoren en machine-learning algoritmen duiken op. Real-time monitoring – vastleggen van smelttemperatuur, bouwafmetingen en oppervlakteafwerking – stelt predictieve analyses in staat om defecten te signaleren voordat ze optreden. Bedrijven als VELO3D, EOS en MIT-startup Inkbit zijn pioniers, met camera-gebaseerde inspectie en geautomatiseerde correctie geïntegreerd in hun machines. Brede adoptie van deze technologieën zal herhaalbaarheid verbeteren, bouwfouten verminderen en kwaliteitsborging stroomlijnen.

“Ik denk dat dat de Heilige Graal is voor AM, want met in-process controle kun je bijna onmiddellijk reageren op tekortkomingen in je proces.”

Yves Hagedorn, Managing Director bij Aconity3D

6. De servicebureau-markt blijft groeien

Servicebureaus zijn cruciaal voor de vooruitgang van AM. De trend wordt gedreven door specialisatie – metaal AM, medisch, en andere niche verticals – en de behoefte aan geïntegreerde post-processing en ontwerpservices.

“Specialisten die ongekende expertise in een specifiek AM-gebied kunnen kultiveren, zullen een rendement op die investering in expertise zien.”

Scott Dunham, Vice President Research bij SmarTech Analysis

“Er zullen in de komende jaren veel fusies en overnames plaatsvinden… grotere fabricanten van 3D-printmaterialen kunnen servicebureaus overnemen om hun specifieke materialen te promoten.”

Jonathan Warbrick, Business Development Manager bij Graphite Additive Manufacturing

Recente overnames – Sandvik’s deelneming in Beam-IT en de snelle groei van MaaS-platforms als 3D Hubs en Xometry – illustreren de dynamiek van de sector. Deze platformen bieden end-to-end productieservices, verminderen marketingoverhead voor winkels en bieden klanten een one-stop-shop voor diverse productiebehoeften.

“[MaaS is] een win-win omdat de winkels werk krijgen zonder enige behoefte aan marketing… de klant heeft één centrale locatie om hun onderdelen te bestellen over veel productietechnologieën.”

Greg Paulsen, Director Application Engineering bij Xometry

7. Metal 3D-printen blijft rijpen

“Wat metalen 3D-printen betreft, hebben we maar de top van de ijsberg geraakt.”

Scott Dunham, Vice President Research bij SmarTech Analysis
Metaal AM blijft een hoog-groeigebied, maar het volledige potentieel is onbenut. De focus zal verschuiven naar geavanceerde materialen, hogere benutting en rigoureuze kwaliteitscontrole. EOS’s lancering in 2019 van vier nieuwe metalen legeringen – roestvrij staal CX, aluminium AlF357, en twee titaniumgraden – toont deze traject. Betrouwbare test- en certificeringsprocessen zullen cruciaal zijn voor bredere industriële adoptie, met name in auto-, luchtvaart- en energiesectoren.

“Kwaliteitscontrole, dus het begrijpen van de kwaliteitseisen en in staat zijn om je onderdeel te valideren, gaat echt het verschil maken in de toekomst.”

Doug Hedges, President van Sintavia

Naarmate productievolumes stijgen, wordt samenwerking op standaarden en best practices essentieel om consistente onderdeelkwaliteit in de industrie te garanderen.

8. Composiet 3D-printen biedt een enorme marktkans

“De composietruimte is misschien wel het nieuwste segment in 3D-printen. Er zijn uitdagingen, maar ook veel kansen.”

Joshua Martin, CEO van Fortify
Het composietsector wordt verwacht bijna $10 miljard te bereiken in het komende decennium, gedreven door de mogelijkheid om lichte, hoge-sterkte onderdelen te produceren voor luchtvaart, auto, olie & gas, en industriële goederen. Huidige composietproductie is arbeidsintensief en traag; additieve manufacturing kan kosten en levertijden drastisch reduceren.

“Composietproductie is momenteel heel arbeids-, bron- en kapitaalintensief, wat betekent dat het niet echt schaalt naar grote volumes.”

Wiener Mondesir, Co-Founder en CTO van Arevo

Bedrijven als Markforged, Arevo, Fortify, Impossible Objects en Thermwood versnellen de overgang naar composiet AM. Fortify’s recente $10 miljoen Series A financiering en Arevo’s fietsframeproductie tonen de snelle groei van de sector.

9. Automatisering wordt centraal in additieve manufacturing

Automatisering – hardware, robotica, sensoren en software – is de volgende grenzen. Geïntegreerde productie-eenheden die robotica combineren voor bouwafhandeling en computer-vision inspectie zijn al op de markt. Digital Metal’s robotische build-box oplossing en Jabil’s geautomatiseerde post-processing workflows illustreren deze trend.

“Post-processing automatisering wordt een van de belangrijkste dingen om in de gaten te houden. Dit komt omdat de echte sprong in de mogelijkheid zal liggen om post-productie te automatiseren.”

Neil van Es, oprichter van Parts on Demand

Geautomatiseerde post-processing, gekoppeld aan digitale workflow-managing, zal continue, volume-klaar productie mogelijk maken – essentieel voor volledige industriële productie.

10. Het additieve manufacturing-landschap wordt competitiever

“In de komende paar jaar zullen we veel meer competitieve chaos zien als gevolg van een tamelijk gevuld veld.”

Scott Dunham, Vice President Research bij SmarTech Analysis
De AM-markt omvat nu meer dan 80 printerfabrikanten, waarvan de meerderheid in het laatste decennium ontstond. Nieuwe spelers kunnen bestaande incumbents overstijgen, gefocust op innovatie zonder legacy-beperkingen. Dit heeft rebranding-inspanningen getriggerd – bijv. Ultimaker en 3D Hubs – om hun B2B-focus te verduidelijken.

“We leven in een periode waarin je of innoverte of verdampt. Met andere woorden: je disrupteert of je wordt gedisrupteerd.”

Avi Reichental, oprichter van XponentialWorks

Competitie druk zal bedrijven dwingen zich te differentieren door unieke expertise en duidelijke waardeproposities, wat continue groei en innovatie in de sector bevordert.

Trends wijzen op een heldere toekomst voor AM

“Ik denk dat de additieve manufacturing-industrie haar belofte zal waarmaken.”

Simon Fried, Co-Founder van Nano Dimension
De convergentie van geavanceerde hardware, intelligente software, nieuwe materialen en uitbreidende toepassingen wijst erop dat 3D-printen een andere mainstream productietechnologie zal worden. Tandheelkunde staat met name op het punt van een bijna complete overstap naar additieve manufacturing, terwijl andere sectoren zullen volgen naarmate bewustzijn en capaciteiten groeien.

“Ik denk echt dat je de impact van digitale manufacturing zal zien als oplossing voor full-scale manufacturing.”

Philip DeSimone, Co-Founder en VP Business Development bij Carbon

Om te floreren, moeten bedrijven deze trends benutten – gespecialiseerde diensten leveren, investeren in slimme tech, en continue innovatie najagen. De toekomst van additieve manufacturing is digitaal, slim en full-scale.

Meer Expert Roundups:

• 10 van de grootste uitdagingen bij het opschalen van Additive Manufacturing voor productie [Expert Roundup]
• Expert Roundup: 20 Experts delen hun 3D-printvoorspellingen voor 2020