AM Over de Heen Wereld: Azië-Stille Oceaan 3D-print Rijpgraad en Rapide Groei

Bekijk Deel 1 van de AM Over de Heen Wereld serie, die de adoptie van 3D-printing in Noord-Amerika en Europa verkent.
 
Azië-Stille Oceaan (APAC) transformeert in de snelst groeiende 3D-printmarkt. De regio wordt verwacht te groeien met de hoogste snelheid van 18% en $3,6 miljard aan 3D-printing te besteden binnen de komende 5 jaar.
 
Tot onlangs heeft de regio achtergebleven in 3D-printing adoptie, vergeleken met Noord-Amerika en Europa. Echter, groeiende interesse van APAC-productiebedrijven en de invoering van veel door de overheid geleide strategieën en beleidsregels hebben verschillende landen in de regio geholpen een duurzaam AM-ecosysteem te creëren.
 

 
Hieronder kijken we naar hoe 3D-printing geadopteerd en ondersteund wordt in China, Zuid-Korea, Singapore en Australië.
 

3D-printing in de Werelds 'Productiemacht'

Spotlight: China

 
China is misschien wel de grootste drijfveer achter 3D-printgroei in Azië, gegeven de enorme overheidssteun om de industrie te promoten. China's 3D-printmarkt werd geschat op $1,8 miljard in 2018. Momenteel is het de derde grootste 3D-printmarkt, na de VS en West-Europa.

 
In 2017 publiceerde de Chinese overheid het 'Additive Manufacturing Industry Development Action Plan', met als doel een nationale AM-industrie van $3 miljard waard te maken in 2020.
 
Het Actieplan, dat deel uitmaakt van de 'Made in China 2025' strategische routekaart voor het productiesecteur van het land, schetst lange-termijnambities en ontwikkelingsdoelen om China een van de toonaangevende 3D-printnaties te maken. Een van de hoogtepunten van het plan is een doel om meer dan 100 AM-pilotprojecten in 10 sleutelindustriën te introduceren, inclusief medisch, cultureel, educationeel en internetsectoren.
 
Om deze doelen te bereiken, koestert China veelbelovende AM-bedrijven, ondersteunt standaardisatie voor de Chinese AM-industrie en investeert in 3D-print werkvoorbereiding. Bijvoorbeeld, China richtte recent de eerste 3D-print College ter wereld op, Baiyun-Winbo 3D Printing Technology College in Guangzhou.
 
Het land heeft ook plannen om 3D-printers in 400.000 basisscholen te installeren. Initiatieven als deze zullen de Chinese samenleving op de lange termijn ten goede komen, aangezien mensen vanaf jonge leeftijd opgeleid en geschoold zullen zijn in 3D-technologie.
 
AM-technologieën in China
 
Het wordt geschat dat 48% van de huidige 3D-printopbrengsten in China afkomstig zijn van 3D-printers (vergeleken met 37% voor Europa of 33% voor de Verenigde Staten). Dit cijfer duidt op een sterke vraag naar 3D-printhardware in het land.
 
Een van de sleutelgebieden met snelle groei in China is metalen 3D-printing, met bedrijven als Bright Laser Technologies en Shining 3D die metalen laser-gebaseerde 3D-printers ontwikkelen. Shining 3D heeft recent zijn AM-productlijn uitgebreid met de release van de EP-M150 3D-printer. De nieuwe SLM 3D-printer is geschikt voor kleine metalen 3D-printtoepassingen, één voorbeeld tandarts kronen. De printer wordt gezegd in staat te zijn om 500 kronen te produceren met slechts 1 kg metaalpoeder.
 
De opkomst van Chinese AM-machines is met name opvallend geweest op de TCT Asia 2018, een van de grootste AM-gerelateerde beurzen in China. TCT Magazine rapporteert dat er zo veel als 38 metalen 3D-printers van alle vormen en maten waren, ontwikkeld en geproduceerd door Chinese bedrijven.
 
Volgens TCT Asia spreker en industrie-expert Graham Tromans, 'in China wordt metalen AM gezien als meer een productieproces vergeleken met kunststofprocessen. De auto- en luchtvaartsectoren zijn van utmost belang voor China's productie-economie en dat is waarom zoveel bedrijven metalen machines ontwikkelen.'
 
Er is ook een wijd keuze aan polymere 3D-printers van bedrijven als UnionTech (één van China's grootste SLA 3D-printerfabrikanten), INTAMSYS en Farsoon Technologies.
 
Industrieën die 3D-printing Adopteren
 
Volgens een recent EY-rapport hebben 78% van de geïnterviewde Chinese bedrijven 3D-printing al geadopteerd in 2019.
 
Zulke hoge adoptiecijfers kunnen verklaard worden door een groeiende vraag naar slimme, efficiëntere productie in China. 3D-printing is één technologie die bedrijven implementeren om aan deze behoefte te voldoen.
 
Een voorbeeld hiervan is de Chinese autosesctor. Pix Moving, een autostart-up in Guizhou Provincie, ontwikkelt autonomerijende auto's door 3D-printing en generatieve ontwerptechnieken te combineren.
 
Specifiek gebruikt het bedrijf Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) technologie om auto-chassis te 3D-printen die minder onderdelen zullen hebben en dus veel lichter zullen wegen. Succes in het veilig en haalbaar maken van zulke auto's zou Pix een wereldpionier maken.
 
Een andere Chinese sector die gerevolutioneerd wordt door 3D-printing is bouw. WinSun bedrijf leidt momenteel bouw 3D-printing in China. WinSun's 3D-printer, 10 meter breed en 6,6 meter hoog, gebruikt een speciaal materiaal van cement, zand en vezel, gemengd met een eigen additief. De technologie wordt gebruikt tijdens een prefabriecefase om de muren in de fabriek te printen, om daarna op locatie gemonteerd te worden.
 
WinSun maakte in 2014 furore met een batch van 10 huizen geprint uit gerecycled bouwmateriaal en gemonteerd in Suzhou. Momenteel werkt het bedrijf aan 3D-printen van het grootste gebouwencomplex ter wereld, verwacht onthuld te worden in Shanghai aan het einde van dit jaar.
 
Wat de Chinese gezondheidszorgindustrie betreft, profiteren grote ziekenhuizen al van 3D-geprinte orgaanmodellen, die chirurgen gebruiken om zich voor te bereiden op complexe operaties.
 
Verder hebben verschillende ziekenhuizen in China al jaren klinisch 3D-geprinte implantaten toegepast. Bijvoorbeeld, chirurgen van het Tweede Ziekenhuis van Shandong Universiteit 3D-printten een onderkaakimplantaat voor een jonge patiënt in 2018.
 
Daarnaast hebben Peking Universiteit Derde Ziekenhuis, Luchtmacht Militair Medisch Universiteit Tangdu Ziekenhuis, Guangdong Provinciale Orthopedische Ziekenhuis, en andere lagere ziekenhuizen ook 3D-geprinte orthopedische implantaten toegepast in de behandeling van complexe orthopedische ziekten.
 
Gegeven de hoge adoptiegraad en verhoogde overheidsbetrokkenheid, gaat 3D-printing in China een gouden periode in. Geroemd als een toekomstige 3D-printleider, is China goed gepositioneerd om deze titel in de nabije toekomst te claimen.
 

Spotlight: Zuid-Korea

 
Zuid-Korea heeft ook een sterke focus op 3D-printgroei. Ondanks relatief late adoptie van de technologie, vergeleken met andere geavanceerde landen, richten Koreaanse bedrijven nu hun zichten op in te halen op het veld in deze snel ontwikkelende sector.
 
Om bij 3D-printinnovatie te blijven, biedt de Koreaanse overheid nationale steun. In 2014 stelde het een 3D-print roadmap voor R&D op. Dit plan heeft als doel de bestaande industrie te ondersteunen met een geïntegreerd ecosysteem dat spelers in staat stelt om gemakkelijk 3D-printtechnologie te gebruiken en te verbinden. Centrale en lokale overheden hebben 8 3D-print regionale centra landelijk opgericht om 3D-printinfrastructuur en consultancy diensten te bieden.
 

Gezondheidszorg Leidt AM-adoptie

 
Voornamelijk door sterke overheidssteun, heeft de medische sector een leidende rol ingenomen in het adopteren en implementeren van 3D-printing in Korea.
 
Onder de 10 prioriteitssectoren van de overheid, uiteengezet in de 3D-print roadmap, is gezondheidszorg verantwoordelijk voor het grootste aandeel. Verder zijn de overheidspilotprojecten om 'nieuwe vraag te stimuleren' voornamelijk bedoeld voor de gezondheidszorgindustrie. Dit impliceert dat vanuit het oogpunt van de overheid, gezondheidszorg 3D-printtoepassingen de snelste winsten bieden in de initiële fase.
 
Dankzij de overheidssteun waren er 19 3D-geprinte medische hulpmiddelen, voornamelijk orthopedische implantaten, officieel geregistreerd door het Ministerie van Voedsel en Medicijnveiligheid, eind 2016.
 

Kan Zuid-Korea de Volgende Wereldwijde 3D-printleider Worden?

 
Vergeleken met andere landen, werd Zuid-Korea nooit gevangen in de consumenten 3D-printhype. Sinds de introductie van de technologie in het land, hebben Koreanen het grotendeels gezien als een industrieel proces, niet als een consumentenspeelgoed.
 
Volgens een EY-rapport groeide de bekendheid met 3D-printing in Korea van 24% in 2016 tot 81% in 2019, wat het de natie maakt met de meest 3D-printervaring.
 
Verder was Korea verantwoordelijk voor ongeveer 4,1% van alle geïnstalleerde AM-systemen ter wereld in 2018 en heeft het derder grootste aantal machines in de Azië-Stille Oceaan regio.
 
De meeste 3D-printhardware in het land wordt geïmporteerd. In 2017 stonden buitenlandse fabrikanten voor meer dan 80% van de totale 3D-printerverkoop in Korea, volgens een rapport van Ipsos Business Consulting.
 
Volgens A.T. Kearney kan Korea de wereldwijde leider worden, dankzij een door de overheid geleide R&D-roadmap gefocust op 3D-printing.
 
Naast het vestigen van de nationale AM-strategie, investeert Koreas overheid zwaar in AM-technologieontwikkeling. 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).
 
Progressief integreert Korea AM in zijn economie ten goede van fabrikanten en de algehele nationale productie. We verwachten dat Korea een significante groeimarkt voor AM-technologieën en toepassingen zal zijn door 2019 en in de jaren daarvolgend.
 

3D-printing in de ASEAN-regio

 
De Association of Southeast Asian Nations (ASEAN) verwijst naar een regio in Zuidoost-Azië die 10 landen omvat: Myanmar, Laos, Vietnam, Cambodja, Thailand, Maleisië, Singapore, Brunei, Indonesië en de Filipijnen.
 
ASEAN's 10 lidstaten hebben variërende graden van AM-adoptie, met velen ervan 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 AM-penetratie in ASEAN vandaag klein, vertegenwoordigend slechts 5 tot 7% van Azië's totale AM-uitgaven geschat op $3,8 miljard voor 2019.
 
Binnen de ASEAN-regio zijn Singapore, Thailand en Maleisië de grootste adopters van 3D-printing, good voor ongeveer 80% van de AM-markt naar waarde.
 
Voor de meeste regio's is de grootste obstakel voor AM-adoptie vandaag niet de technologie maar gebrek aan know-how. Echter, AM heeft het potentieel om meer dan $100 miljard aan waarde en 3 tot 4 miljoen banen in ASEAN te creëren, volgens ThyssenKrupp.
 
Om deze kans te grijpen, moeten beleidsmakers en bedrijfsleiders samenwerken aan het implementeren van AM-projecten en het bieden van de nodige ondersteuning om AM-infrastructuur, vaardigheden en capaciteiten in de ASEAN-landen op te bouwen.
 

Singapore als ASEAN Voorloper in AM

 
Singapore heeft grote nadruk gelegd op de ontwikkeling van de nationale 3D-printindustrie. Om de groei en concurrentiekracht van de nationale productiesector te ondersteunen, heeft de Singapoerse overheid het Research, Innovation and Enterprise (RIE) 2020-plan opgesteld, dat AM als essentiële enabler identificeerde.
 
Maar misschien wel de grootste overheidsinitiatief om AM te drijven is de vestiging van het National Additive Manufacturing Innovation Cluster (NAMIC) in 2015. NAMIC identificeert en ontwikkelt AM-start-ups en technologieën en start public-private samenwerkingen.
 
Sinds 2013 investeerde de Singapoerse overheid $380 miljoen via NAMIC om 3D-printonderzoek in commerciële toepassingen te vertalen.
 
Verder is Singapore de thuisbasis van veel AM-onderzoekscentra en centrums van excellentie, opgesteld door buitenlandse bedrijven. Wereldwijde bedrijven als GE, ThyssenKrupp, HP, UPS, Evonik, Voestalpine en DNV GL hebben alle regionale AM-centra in Singapore gevestigd.
 
Lokale start-ups, zoals 3D MetalForge, Anatomics en SpareParts 3D, zijn redelijk succesvol geweest in het ontwikkelen van AM-toepassingen en het bevorderen van penetratie over industriële sectoren.
 

AM-adoptie over Industrieën

 
Industrieën met hoog potentieel voor AM-adoptie, zoals luchtvaart, maritiem en offshore, alsook medische technologie, passen goed bij Singapore's productiebasis.
 
Singapore is dus in een goede positie om AM-technologieën te adopteren voor verbeterde prestaties en kostenvoordelen in deze industrieën. NAMIC legt veel inspanning in om dergelijke adoptie te drijven, bijvoorbeeld door de Land Transport Authority te betrekken bij het gebruik van 3D-printing voor het maken van reserveonderdelen voor onderhoud en engineering operaties van treinen en bussen.
 
Duidelijk is Singapore momenteel ASEAN's grootste AM-kenniscentrum en gebruiker dat de opkomst van de technologie in de regio verder zal ondersteunen.
 

Australië: Een Nieuwe Hub voor Metalen 3D-printing

 
In 2019 maakt Australië's AM-markt slechts ongeveer 3-5% uit van de totale AM-mark in APAC. In het adopteren van AM-technologie heeft Australië achtergebleven op de rest van de wereld. Echter, in recente jaren heeft het land een toestroom van nieuwe bedrijven gezien die AM-hardware ontwikkelen, met voorbeelden als Aurora Labs, SPEE3D en Titomic.
 
Interessant is dat de meerderheid van AM-ontwikkelingen gericht is op metaal-gebaseerde technologieën. Een reden kan liggen in de rijke voorraden van natuurlijke hulpbronnen van het land, inclusief enkele van de grootste reserves van ertsen voor metalen zoals aluminium, titanium, nikkel, staal en tantalum.
 
Dit betekent dat in plaats van een enorme hoeveelheid van deze hulpbronnen naar het buitenland te sturen, het land zoekt naar manieren om deze hulpbronnen thuis te benutten. Metalen 3D-printing duikt op als een van de meest veelbelovende technologieën om metalen zoals titanium, nikkel en aluminium te verwerken.
 
De Australische overheid heeft een positieve rol gespeeld in het bevorderen van de adoptie van AM in het land. CSIRO, Australië's nationale wetenschapsagentschap, heeft een substantiële toezegging gedaan aan 3D-printonderzoek, met een AUD$ 6 miljoen-plus investering in zijn Lab 22 AM-faciliteit.
 
Overheidsgefinancierde initiatieven, zoals het Australian Advanced Manufacturing Growth Centre (AMGC) en het Innovative Manufacturing Cooperative Research Centre (IMCRC), hebben ook de bredere overgang van Australië's productieindustrie naar hogere-waarde AM-technologieën ondersteund.
 
In de tussentijd maken sommige Australische bedrijven en instellingen significante strides in het verbeteren van AM-gebruik. Het Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) stichtte het Centre for AM. Met een reeks AM-technologieën, waaronder selective laser melting, direct laser metaal depositie, fused deposition modelling en Polyjet, biedt het Centrum oplossingen voor de luchtvaart, biomedische, defensie en energieopwekking industrieën.
 
Verder is Conflux Technology een geweldig voorbeeld van hoe bedrijven AM voor productinnovatie kunnen gebruiken. Metalen 3D-printing helpt het bedrijf om efficiëntere, geoptimaliseerde warmtewisselaars te ontwerpen en te produceren voor industrieën, inclusief auto, motorsport en luchtvaart.
 

 
AM in Australië is ook op een sterke groeipad voor toepassingen in de medische, luchtvaart en defensiegerelateerde sectoren.
 
Bijvoorbeeld, RUAG Australia collaboreert aan een tweejaarproject om toepassingen van Direct Energy Deposition (DED) technologie te onderzoeken voor vliegtuigcomponentreparatie en -productie.
 
De Australische luchtvaartindustrie kan significant profiteren van het onderzoeksproject. De geschatte totale kosten van het vervangen van beschadigde vliegtuigonderdelen bij de Australische Luchtmacht is meer dan AU$ 230 miljoen. Het gebruik van metalen 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 New South Wales (NSW) overheid in Australië, om een 3D-print luchtvaartcentrum te ontwikkelen op de Western Sydney Aerotropolis.
 
In de medische industrie heeft iOrthotics, gespecialiseerd in custom orthopedische hulpmiddelen, overgeschakeld van polypropyleen frezen naar 3D-printing. Investering in 3D-printoplossingen heeft iOrthotics in staat gesteld de productie te verhogen en meer dan 30 ton kunststofafval per jaar te elimineren.
 
AM biedt een geweldige kans voor Australische bedrijven om zich te differentiëren en competitief te zijn. Dit betekent dat de groei van deze technologie in de regio zal doorgaan, helpen om een meer competitieve en duurzame Australische productieindustrie te bouwen.
 

APAC-regio: Een Nieuwe Kandidaat voor 3D-print Leiderschap

 
APAC-regio blijft een grotendeels onontgonnen kans wat betreft adoptie van 3D-printing. Echter, de status quo verandert snel, en de regio haalt de wereldwijde leiders in.
 
China, in het bijzonder, groeit als een serieuze concurrent voor de gevestigde AM-marken in de VS en Europa. China's 3D-printindustrie wordt verwacht een outputwaarde van $7,68 miljard te hebben, of een derde van de wereldmarkt in 2020, volgens een voorspelling van het China Industry Information Institute. Als de groeicijfers op dit tempo voortduren, kan China de grootste 3D-printmarkt in de nabije toekomst worden.
 
Naast China is er een positief uitkijk voor Zuid-Korea en sommige ASEAN-landen wat betreft adoptie en industrialisering van AM.
 
Duidelijk is dat de meeste van deze groei zal afhangen van steun van overheden. Nationale overheden en bedrijven moeten alike een richting nemen naar het opbouwen van een 3D-printecosysteem. Uiteindelijk zal het samenbrengen van sleutelelementen van beleid, onderzoek, educatie en commercialisatie nationale economieën en industrieën in staat stellen om voordeel te halen uit geavanceerde productietechnologieën zoals 3D-printing.