AM Around the World:hoe volwassen is 3D-printen in de regio Azië-Pacific?

Bekijk deel 1 van AM Around the World-serie, waarin de adoptie van . wordt onderzocht 3D-printen in Noord-Amerika en Europa .

Azië-Pacific (APAC) transformeert in de snelst groeiende markt voor 3D-printen. De regio zal naar verwachting met het hoogste percentage van 18% groeien en $ 3,6 miljard aan 3D-printen binnen de komende 5 jaar.

Tot voor kort liep de regio achter bij de acceptatie van 3D-printen, vergeleken met Noord-Amerika en Europa. De groeiende belangstelling van APAC-productiebedrijven en de introductie van veel door de overheid geleide strategieën en beleid hebben verschillende landen in de regio echter geholpen om een ​​duurzaam AM-ecosysteem te creëren.



Hieronder bekijken we hoe 3D-printen wordt toegepast en ondersteund in China, Zuid-Korea, Singapore en Australië.

3D-printen in 's werelds 'productiekrachtpatser' 

Spotlight:China

China is misschien wel de grootste kracht achter de groei van 3D-printen in Azië, gezien de enorme overheidssteun om de industrie te promoten. De markt voor 3D-printen in China werd in 2018 geschat op 1,8 miljard dollar. Momenteel is het de op twee na grootste markt voor 3D-printen, na de VS en West-Europa.

In 2017 vaardigde de Chinese regering het 'Additive Manufacturing Industry Development Action Plan' uit, met als doel om tegen 2020 een nationale AM-industrie ter waarde van $ 3 miljard te maken.

Het actieplan, dat deel uitmaakt van 'Made in China 2025' strategische routekaart voor de productiesector van het land, schetst langetermijnambities en ontwikkelingsdoelen om van China een van de toonaangevende 3D-printlanden te maken. Een van de hoogtepunten van het plan is het doel om meer dan 100 AM-pilotprojecten te introduceren in 10 belangrijke industrieën, waaronder de medische, culturele, educatieve en internetsectoren.

Om deze doelen te bereiken, koestert China veelbelovende AM-bedrijven, die standaardisatie voor de Chinese AM-industrie ondersteunen en investeren in de ontwikkeling van personeel voor 3D-printen. Zo heeft China onlangs het eerste 3D Printing College ter wereld opgericht, Baiyun-Winbo 3D Printing Technology College in Guangzhou.

Het land heeft ook plannen om 3D-printers te installeren in 400.000 basisscholen. Initiatieven als deze zullen de Chinese samenleving op de lange termijn ten goede komen, aangezien de mensen van jongs af aan worden opgeleid en bekwaam in 3D-technologie.

AM-technologieën in China

Naar schatting is 48% van de huidige inkomsten uit 3D-printen in China afkomstig van 3D-printers (vergeleken met 37% voor Europa of 33% voor de Verenigde Staten). Dit cijfer geeft aan dat er een sterke vraag is naar 3D-printhardware in het land.

Een van de belangrijkste gebieden die een snelle groei in China zien, is metaal 3D-printen, waarbij Bright Laser Technologies en Shining 3D op metaal gebaseerde 3D-printers ontwikkelen. Shining 3D heeft bijvoorbeeld onlangs zijn assortiment AM-producten uitgebreid met de release van de EP-M150 3D-printer. De nieuwe SLM 3D-printer is geschikt voor kleine metalen 3D-printtoepassingen, zoals tandkronen. De printer zou in staat zijn om 500 kronen te produceren met slechts 1 kg metaalpoeder.

De opkomst van Chinese AM-machines was vooral merkbaar op de TCT Asia 2018, een van de grootste AM-gerelateerde beurzen in China. TCT Magazine meldt dat er maar liefst 38 metalen 3D-printers in alle soorten en maten waren, ontwikkeld en vervaardigd door Chinese bedrijven.

Volgens TCT Asia-spreker en industrie-expert, Graham Tromans, 'wordt metaal AM in China gezien als meer een productieproces in vergelijking met de plastic processen. De automobiel- en lucht- en ruimtevaartsectoren zijn van het grootste belang voor de Chinese productie-economie en daarom ontwikkelen zoveel bedrijven metalen machines.'

Er is ook een brede selectie van polymere 3D-printers van bedrijven zoals UnionTech (een van China's grootste SLA 3D-printerfabrikanten), INTAMSYS en Farsoon Technologies.

Industrieën die 3D-printen toepassen

Volgens een recent rapport van EY heeft 78% van de ondervraagde Chinese bedrijven in 2019 al 3D-printen geadopteerd. 

Dergelijke hoge tarieven kunnen worden verklaard door een groeiende vraag naar slimmere, efficiëntere productie in China. 3D-printen is een technologie die bedrijven implementeren om aan deze behoefte te voldoen.

Een voorbeeld hiervan is de Chinese automobielsector. Pix Moving, een automotive start-up in de provincie Guizhou, ontwikkelt autonoom rijdende auto's door 3D-printen en generatieve ontwerptechnieken te combineren.

Specifiek gebruikt het bedrijf Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)-technologie om autochassis te 3D-printen die minder onderdelen zullen bevatten en daarom veel minder zullen wegen. Succes in het veilig en levensvatbaar maken van dergelijke auto's zou van Pix een wereldpionier maken.

Een andere Chinese sector die een revolutie teweegbrengt door 3D-printen, is de bouw. Het bedrijf WinSun is momenteel toonaangevend in 3D-printen in de bouw in China. De 3D-printer van WinSun, die 10 meter breed en 6,6 meter hoog is, gebruikt een speciaal materiaal van cement, zand en vezels, gemengd met een gepatenteerd additief. De technologie wordt gebruikt tijdens een prefabricagefase om de muren in de fabriek te printen en vervolgens ter plaatse te monteren.

WinSun maakte voor het eerst indruk in 2014, met een batch van 10 huizen geprint uit gerecyclede constructie materiaal en geassembleerd in Suzhou. Momenteel werkt het bedrijf aan het 3D-printen van 's werelds grootste gebouwencomplex, dat naar verwachting eind dit jaar in Shanghai wordt onthuld.

Als het gaat om de Chinese gezondheidszorg, profiteren grote ziekenhuizen al van 3D-geprinte orgaanmodellen, die chirurgen gebruiken om zich voor te bereiden op complexe operaties.

Bovendien zijn verschillende ziekenhuizen in China al jaren bezig met het 3D-printen van implantaten in de klinische praktijk. Chirurgen van het tweede ziekenhuis van de Shandong University hebben in 2018 bijvoorbeeld een onderkaakimplantaat voor een jonge patiënt in 3D geprint. 

Daarnaast hebben de Peking University Third Hospital, Air Force Military Medical University Tangdu Hospital, Guangdong Provinciaal Orthopedisch Ziekenhuis en andere lagere ziekenhuizen hebben ook 3D-geprinte orthopedische implantaten toegepast bij de behandeling van complexe orthopedische ziekten.

Gezien het hoge acceptatiepercentage en de toegenomen betrokkenheid van de overheid, gaat 3D-printen een gouden periode in in China. China wordt geprezen als een toekomstige leider op het gebied van 3D-printen en is goed gepositioneerd om deze titel in de nabije toekomst te claimen.

Spotlight:Zuid-Korea 

Zuid-Korea heeft ook een sterke focus op de groei van 3D-printen. Ondanks de relatief late acceptatie van de technologie, in vergelijking met andere geavanceerde landen, richten Koreaanse bedrijven zich nu op een inhaalslag op het veld in deze zich snel ontwikkelende sector.

Om gelijke tred te houden met de innovatie van 3D-printen, De Koreaanse regering verleent nationale steun. In 2014 heeft het een roadmap voor 3D-printen voor R&D opgesteld. Dit plan is bedoeld om de bestaande industrie te ondersteunen met een geïntegreerd ecosysteem waarmee spelers eenvoudig 3D-printtechnologie kunnen gebruiken en ermee kunnen verbinden. Centrale en lokale overheden hebben in het hele land 8 regionale centra voor 3D-printen opgericht om infrastructuur en adviesdiensten voor 3D-printen te bieden.

Gezondheidszorg leidt AM-adoptie 

Grote steun van de overheid heeft de medische sector een leidende rol gespeeld bij de adoptie en implementatie van 3D-printen in Korea.

Van de 10 prioritaire sectoren van de overheid, beschreven in de roadmap voor 3D-printen, heeft de gezondheidszorg het grootste aandeel. Verder zijn de proefprojecten van de overheid om ‘nieuwe eisen te koesteren’ vooral bedoeld voor de zorgsector. Dit houdt in dat vanuit het standpunt van de overheid 3D-printtoepassingen in de gezondheidszorg in de beginfase de snelste winsten opleveren.

Dankzij de steun van de overheid waren er 19 3D-geprinte medische hulpmiddelen, voornamelijk orthopedische implantaten, officieel geregistreerd door het Ministerie van Voedsel- en Geneesmiddelenveiligheid, tegen eind 2016. 

Zou Zuid-Korea de volgende wereldwijde leider in 3D-printen kunnen worden?

Vergeleken met andere landen is Zuid-Korea nooit meegesleept in de hype van 3D-printen voor consumenten. Sinds de introductie van de technologie in het land, beschouwen Koreanen het grotendeels als een industrieel proces, niet als een consumentenspeelgoed.

Volgens een rapport van EY groeide de bekendheid met 3D-printen in Korea van 24% in 2016 naar 81% in 2019, waardoor het het land is met de meeste ervaring met 3D-printen.

Bovendien was Korea in 2018 goed voor ongeveer 4,1% van alle geïnstalleerde AM-systemen ter wereld en heeft het het op twee na grootste aantal machines in de regio Azië-Pacific.

De meeste hardware voor 3D-printen in het land wordt geïmporteerd. In 2017 waren buitenlandse fabrikanten goed voor meer dan 80% van de totale verkoop van 3D-printers in Korea, volgens een rapport van Ipsos Business Consulting.

Volgens AT Kearney zou Korea de wereldleider kunnen worden, dankzij een door de nationale overheid geleide R&D-roadmap gericht op 3D-printen.

Naast het vaststellen van de nationale AM-strategie, investeert de Koreaanse regering zwaar in de ontwikkeling van AM-technologie. In 2017 ontving de 3D-printindustrie in Korea 41,2 miljard won (het equivalent van $ 37 miljoen) aan overheidsfinanciering. In 2019 werd de financiering verhoogd tot 59,3 miljard won (het equivalent van $ 52,7 miljoen).

Korea integreert geleidelijk AM in zijn economie ten voordele van fabrikanten en zijn algehele nationale productie. We verwachten dat Korea in 2019 en de komende jaren een belangrijke groeimarkt zal zijn voor AM-technologieën en -toepassingen.

3D-printen in de ASEAN-regio

De Associatie van Zuidoost-Aziatische Naties (ASEAN) verwijst naar een regio in Zuidoost-Azië die 10 landen omvat:Myanmar, Laos, Vietnam, Cambodja, Thailand, Maleisië, Singapore, Brunei, Indonesië en de Filippijnen.

De 10 lidstaten van ASEAN hebben verschillende mate van AM-adoptie, en veel van hen zijn gericht op het ontwikkelen van de infrastructuur en vaardigheden om te profiteren van deze disruptieve technologie.

Volgens een witboek van ThyssenKrupp, een van de grootste industriële groepen in Duitsland, is de AM-penetratie in ASEAN vandaag de dag klein, goed voor slechts 5 tot 7% ​​van de totale AM-uitgaven in Azië, geschat op $ 3,8 miljard voor 2019.
>
Binnen de ASEAN-regio zijn Singapore, Thailand en Maleisië de grootste gebruikers van 3D-printen, met een waarde van ongeveer 80% van de AM-markt.

Voor de meeste regio's de grootste wegversperring tot AM-adoptie vandaag de dag is niet de technologie, maar het gebrek aan knowhow. Volgens ThyssenKrupp heeft AM echter het potentieel om meer dan $ 100 miljard aan waarde en 3 tot 4 miljoen banen in ASEAN te creëren.

Om deze kans te grijpen, moeten beleidsmakers en bedrijfsleiders samenwerken aan de uitvoering van AM-projecten en de nodige ondersteuning bieden om AM-infrastructuur, vaardigheden en capaciteiten in de ASEAN-landen op te bouwen.

Singapore als ASEAN-pionier in AM 

Singapore heeft grote nadruk gelegd op de ontwikkeling van de nationale 3D-printindustrie. Om de groei en het concurrentievermogen van de nationale productiesector te ondersteunen, heeft de regering van Singapore het Research, Innovation and Enterprise (RIE) 2020-plan opgesteld, waarin AM is aangemerkt als een essentiële factor.

Maar misschien is het grootste overheidsinitiatief om AM te stimuleren de oprichting van het National Additive Manufacturing Innovation Cluster (NAMIC) in 2015 geweest. NAMIC identificeert en ontwikkelt AM-start-ups en -technologieën en stimuleert publiek-private samenwerkingen .

Sinds 2013 heeft de Singaporese overheid 380 miljoen dollar geïnvesteerd via NAMIC om het onderzoek naar 3D-printen om te zetten in commerciële toepassingen.

Bovendien is Singapore de thuisbasis van vele AM-onderzoekshubs en -centra van excellentie, opgericht door externe bedrijven. Wereldwijde bedrijven zoals GE, ThyssenKrupp, HP, UPS, Evonik, Voestalpine en DNV GL hebben allemaal regionale AM-centra in Singapore opgezet.

Lokale start-ups, zoals 3D MetalForge, Anatomics en SpareParts 3D, zijn behoorlijk succesvol geweest in het ontwikkelen van AM-toepassingen en het helpen doordringen in industriële sectoren.

AM-adoptie in verschillende branches

Industrieën met een groot potentieel voor AM-adoptie, zoals ruimtevaart, scheepvaart en offshore, evenals medische technologie, zijn goed afgestemd op de productiebasis van Singapore.

Singapore bevindt zich dus in een goede positie om AM-technologieën toe te passen voor verbeterde prestaties en kostenvoordelen in deze industrieën. NAMIC doet veel moeite om een ​​dergelijke acceptatie te stimuleren, bijvoorbeeld door de Land Transport Authority te betrekken bij het gebruik van 3D-printen om reserveonderdelen te maken voor onderhoud en engineering van treinen en bussen.

Duidelijk , Singapore is momenteel ASEAN's grootste AM-kenniscentrum en gebruiker die de opkomst van de technologie in de regio verder zal ondersteunen.

Australië:een nieuwe hub voor 3D-metaalprinten

In 2019 maakt de Australische AM-markt slechts ongeveer 3-5% uit van de totale AM-markt in APAC. Bij het overnemen van AM-technologie loopt Australië achter op de rest van de wereld. De afgelopen jaren heeft het land echter een instroom gezien van nieuwe bedrijven die AM-hardware ontwikkelen, met als belangrijkste voorbeelden Aurora Labs, SPEE3D en Titomic.

Interessant is dat de meeste AM-ontwikkelingen gecentreerd zijn rond op metaal gebaseerde technologieën. Een reden kan liggen in de overvloedige afzettingen van natuurlijke hulpbronnen van het land, waaronder enkele van de grootste ertsreserves voor metalen zoals aluminium, titanium, nikkel, staal en tantaal.

Dit betekent dat in plaats van een enorme hoeveelheid van deze middelen naar het buitenland te sturen, het land op zoek is naar manieren om deze middelen thuis te benutten. Metaal 3D-printen komt naar voren als een van de meest veelbelovende technologieën om metalen zoals titanium, nikkel en aluminium te verwerken.

De Australische regering heeft een positieve rol gespeeld bij het bevorderen van de adoptie van AM in het land. CSIRO, het nationale wetenschappelijke agentschap van Australië, heeft een substantiële toezegging gedaan voor onderzoek naar 3D-printen, met een investering van meer dan AUD $ 6 miljoen in zijn Lab 22 AM-faciliteit.

Door de overheid gefinancierde initiatieven, zoals het Australian Advanced Manufacturing Growth Centre (AMGC) en het Innovative Manufacturing Cooperative Research Centre (IMCRC), hebben ook de bredere overgang van de Australische maakindustrie naar hoogwaardigere AM-technologieën ondersteund .

In de tussentijd maken enkele Australische bedrijven en instellingen aanzienlijke vorderingen om het gebruik van AM te bevorderen. Het Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) heeft het Centre for AM opgericht. Met een reeks AM-technologieën, waaronder selectief lasersmelten, directe laserdepositie van metaal, gefuseerde depositiemodellering en Polyjet, biedt het centrum oplossingen voor de lucht- en ruimtevaart, biomedische sector, defensie en energieopwekking.

Bovendien biedt Conflux Technologie is een goed voorbeeld van hoe bedrijven AM kunnen gebruiken voor productinnovatie. 3D-metaalprinten helpt het bedrijf bij het ontwerpen en produceren van efficiëntere, geoptimaliseerde warmtewisselaars voor industrieën, waaronder de auto-industrie, motorsport en ruimtevaart.

AM in Australië is ook op een sterk groeipad voor toepassingen in de medische, ruimtevaart- en defensiegerelateerde sectoren.

RUAG Australia werkt bijvoorbeeld samen aan een tweejarig project om het gebruik van Direct Energy Deposition (DED)-technologie voor reparatie en fabricage van vliegtuigonderdelen te onderzoeken.

De Australische luchtvaart industrie aanzienlijk zou kunnen profiteren van het onderzoeksproject. De geschatte totale kosten van de vervanging van beschadigde vliegtuigonderdelen door de Australische luchtmacht bedragen meer dan AU$ 230 miljoen. Het gebruik van metaal AM om beschadigde onderdelen te repareren kan deze kosten drastisch verlagen.

In een ander voorbeeld heeft GE Additive een Memorandum of Understanding (MoU) ondertekend met de regering van New South Wales (NSW) in Australië, om een ​​ruimtevaartcentrum voor 3D-printen te ontwikkelen in de Western Sydney Aerotropolis.

In de medische industrie is iOrthotics, dat gespecialiseerd is in op maat gemaakte orthesen, overgestapt van het frezen van polypropyleen naar 3D-printen. Door te investeren in 3D-printoplossingen heeft iOrthotics zijn productie kunnen verhogen en tegelijkertijd meer dan 30 ton plastic afval per jaar kunnen elimineren.

AM biedt Australische bedrijven een geweldige kans om zich te onderscheiden en concurrerend te zijn. Het betekent dat de groei van deze technologie in de regio zal doorgaan, wat zal helpen om een ​​meer concurrerende en duurzame Australische maakindustrie op te bouwen.

APAC-regio:een nieuwe kanshebber voor leiderschap in 3D-printen 

De APAC-regio blijft een grotendeels onbenutte kans als het gaat om de adoptie van 3D-printen. De status-quo verandert echter snel en de regio haalt de wereldleiders in.

Vooral China groeit als serieuze concurrent van de gevestigde AM-markten in de VS en Europa. Volgens een voorspelling van het China Industry Information Institute zal de Chinese 3D-printindustrie in 2020 naar verwachting een outputwaarde hebben van $ 7,68 miljard, ofwel een derde van de wereldmarkt. Als de groei in dit tempo doorgaat, zou China in de nabije toekomst de grootste markt voor 3D-printen kunnen worden.

Naast China zijn er positieve vooruitzichten voor Zuid-Korea en sommige ASEAN-landen als het gaat om de acceptatie en industrialisatie van AM.

Het is duidelijk dat het grootste deel van deze groei zal afhangen van steun van overheden. Zowel nationale overheden als bedrijven moeten een richting inslaan om een ​​ecosysteem voor 3D-printen op te bouwen. Door de belangrijkste elementen van beleid, onderzoek, onderwijs en commercialisering samen te brengen, kunnen nationale economieën en industrieën uiteindelijk profiteren van geavanceerde productietechnologieën zoals 3D-printen.