Additieve productie wereldwijd: Huidige 3D-printadoptie in Noord-Amerika en Europa

Bekijk Deel 2 van de AM Over de Wereld-serie, die de adoptie van 3D-printen in de APAC-regio verkent.

Noord-Amerika en Europa domineren nog steeds de additieve productiemarkt (AM), met het grootste aandeel industriële 3D-printbedrijven en de meeste octrooien. De voorsprong van de regio is echter bedreigd door de snelle groei van Azië.

Hoe evolveert de 3D-printindustrie in deze regio's, en welke strategieën kunnen hun concurrentiekracht behouden?

3D-printadoptie in Noord-Amerika

Noord-Amerika leidt de AM-markt met 35% van de geïnstalleerde industriële systemen, volgens het Wohlers Report 2019.

De Verenigde Staten zijn de primaire drijfveer, ondersteund door een robuust ecosysteem van industriële leiders, startups en een hoog volume aan octrooien. EY rapporteert dat 29% van alle mondiale AM-bedrijven gevestigd is in de VS, inclusief bekende namen als 3D Systems en Stratasys, unicorns zoals Carbon, Desktop Metal en Formlabs, en traditionele fabrikanten als GE en HP die AM omarmen.

VS-start-ups verwierven meer dan $600 miljoen aan venture capital in de eerste helft van 2018 – meer dan het totaal opgehaalde bedrag van 2012-2015 gecombineerd – wat de ondernemerlijke momentum van de regio benadrukt.

De rol van de VS-overheid in AM-industrialisatie

Hoewel particuliere investeringen de meeste innovatie drijven, heeft de federale overheid cruciale initiatieven gelanceerd zoals het National Additive Manufacturing Innovation Institute (NAMII) in 2012, later hernoemd tot America Makes. Vandaag coördineert America Makes 88 R&D-projecten en fungeert als hub voor geavanceerde productie-innovatie.

In samenwerking met ANSI produceerde America Makes de eerste AM-standaardisatieroadmap, een raamwerk dat bestaande standaarden, hiaten en prioriteitsgebieden voor nieuwe ontwikkeling identificeert. De roadmap helpt standaarden te harmoniseren, barrières te verlagen en adoptie over industrieën te versnellen.

Verliest de VS zijn voorsprong?

Ondanks het leiderschap, staat de VS voor concurrentie van Zuid-Korea, het VK en Duitsland. A.T. Kearney merkt op dat de VS een samenhangende nationale AM-strategie mist, met lagere overheidssteun in 2017 vergeleken met het wereldwijd gemiddelde. Hoewel de Wit-Huis strategie 2018 voor geavanceerde productie AM niet specifiek adresseert, tonen recente defensiegerelateerde financieringen – $6 miljoen van de Luchtmacht voor 3D-geprinte raketmotoren en $13,2 miljard in 2018 voor technologie-innovatie – gerichte steun.

Private bedrijven drijven AM-groei

In 2019 had meer dan de helft van de VS-bedrijven 3D-printen geadopteerd, en 22% plande toekomstige adoptie. Luchtvaart, industriële goederen, medische en auto-sectoren – geleid door bedrijven als Ford ($45 miljoen investering in het Advanced Manufacturing Center) en GM – zijn belangrijke aanhangers. Een Sculpteo-enquête 2019 vond dat Noord-Amerikaanse bedrijven plannen om AM-investeringen met ten minste 50% te verhogen.

Om het leiderschap te behouden, moeten VS-beleidsmakers werknemersontwikkeling, onderwijs en stimuleringsprogramma's uitbreiden die bredere commerciële adoptie bevorderen.

3D-printadoptie in Europa

Europa heeft het op een na grootste AM-marcaandeel, met 55% van de mondiale AM-bedrijven gevestigd in de regio, volgens EY. Het continent beherbergt toonaangevende fabrikanten als EOS, Renishaw, SLM Solutions, Ultimaker en Photocentric.

Westeuropese landen – Duitsland, het VK, Italië en Frankrijk – drijven AM-ontwikkeling. IDC-enquêtes bevestigen dat deze landen leiden in de adoptie van AM voor eindonderdelen, met name in luchtvaart en gezondheidszorg. Verschillende landen hebben nationale AM-strategieën geïntegreerd in hun Industrie 4.0-plannen.

Oost-Europa, met name Rusland, bezit significant potentieel maar loopt achter in R&D en industriële implementatie. Russische initiatieven richten zich op AM-technologie-ontwikkeling, doch praktische productie-adoptie blijft beperkt.

Volgens het CECIMO-rapport 2018 is personeelstekort de primaire barrière, met 52% van de respondenten die moeite hebben met het werven van competent AM-personeel. Belangrijke expertisehiaten omvatten kwaliteitsborging, testen en regelgevingsconformiteit – cruciaal voor serieproductie.

Land in focus: Duitsland

Duitsland, de EU-productiehub, lanceerde in 2011 de 'Industrie 4.0'-initiatief, met AM als kerntechnologie. Met 148 onderzoeksinstellingen – geleid door het Fraunhofer Instituut – drijft Duitsland innovatie. Fraunhofers FutureAM-project (2017) richt zich op het opschalen van metaal AM door geavanceerde technologieën; recente resultaten omvatten een nieuw optisch systeem voor L-PBF dat grote metaalcomponenten tot tien keer sneller kan produceren dan conventionele systemen.

De Additive Manufacturing Associatie binnen VDMA ondersteunt industrialisatie, met 150 leden die leveranciers, software, materialen en eindgebruikers omspannen. Hun roadmap richt zich op materialenlogistiek, milieuen veiligheidsstandaarden, dataverwerking en processtandaardisatie.

Siemens' 3-jarig IDEA-project, gefinancierd door het Duitse Ministerie van Onderwijs en Onderzoek, richt zich op het integreren van digitale tweelingen met AM om industriële implementatie te verbeteren.

Huidige adoptie toont dat slechts 13% van 560 Duitse bedrijven die door VDI worden onderzocht, AM gebruikt voor complete eindproducten, hoewel een derde AM-componenten in hun productie integreert – een bemoedigende trend. De autosector is een sleutelgroei-driver, met BMW's IDAM-project dat jaarlijkse massa-productie van 50.000 componenten via AM nastreeft.

Land in focus: Verenigd Koninkrijk

Het VK is een wereldleider in AM-onderzoek en -toepassing, op nummer twee in Europa na Duitsland. De Industriële Strategie 2017 schetst een helder pad om het VK als top AM-speler te positioneren.

VK-universiteiten – Nottingham, Sheffield en Cambridge – zijn onderzoeksmachtcentra. Het Manufacturing Technology Centre, geopend in 2015, huisvest een nationale AM-faciliteit.

Commerciële adoptie blijft echter ongelijk. Hoewel bedrijven als Bowman International en Renishaw AM gebruiken voor specifieke onderdelen, hebben de meeste VK-fabrikanten de technologie nog niet volledig omarmd. Barrières omvatten personeelstekorten, beperkte overheidsbegrip, voorzichtige investeringshoudingen en gefragmenteerde ondersteuningsstructuren.

Met een sterke kennisbasis en geavanceerde productiecapaciteit kan het VK de AM-toeleveringsketen uitbreiden, mits er gecoördineerde overheidsactie is om onderzoek naar commerciële implementatie te vertalen.

Concurrentievoordeel behouden: Noord-Amerika en Europa

In 2019 bleven Noord-Amerika en West-Europa leiders, met Duitsland en de VS als belangrijkste drijfveren van AM-voortgang. Toch dreigen wereldwijke onzekerheden – Brexit, VS-China handelsspanningen – de momentum.

De recente toezegging van de EU om AM te prioriteren in VS-handelsonderhandelingen streeft naar eliminatie van niet-tarifaire barrières en geünificeerde certificeringsstandaarden, wat markttoegang voor AM-oplossingen in beide regio's vergemakkelijkt.

Om hun leiderschap te behouden, moeten beleidsmakers en industrie AM-onderwijs intensiveren, adoptie stimuleren en een robuust ecosysteem bevorderen dat kan concurreren met Aziës snel expandierende markt.