Как заработать на 3D-печати: обзор перспективных ниш | Rusbase

Как заработать на 3D-печати: обзор перспективных ниш | Rusbase Аналитика
Содержание
  1. Основные преимущества использования аддитивных технологий
  2. Основные тренды рынка 3d-печати в россии и мире
  3. Рынок 3d-печати. а не напечатать ли нам что-то новое
  4. Рост аддитивного производства: прогнозы как никогда оптимистичны
  5. 3d-печать на марсе
  6. Аддитивные технологии – все еще источник проблем
  7. 60% производителей используют 3d-принтеры для изготовления функциональных узлов
  8. Автозапчасти
  9. Аналитика развития рынка 3d-принтеров и 3d-печати в россии и мире. графики.
  10. З. 3d-печать открывает перед компаниями множество преимуществ
  11. Индустрия 3d-печати стремительно развивается. следующий рубеж – производство
  12. Инициативы по развитию технологий 3d-печати в регионах-лидерах
  13. Конвейерная 3d-печать
  14. Крупнейшие игроки рынка 3d-печати
  15. Лидеры рынка 2021
  16. Наиболее распространенные технологии 3d-печати
  17. Не печатью единой
  18. Новая стратегия
  19. Объем мирового рынка 3d-печати
  20. Перспективы и препятствия к внедрению аддитивных технологий в производство
  21. Провал глобального масштаба
  22. Тенденции развития технологий 3d-печати в российском производстве
  23. Характеристика технологий 3d-печати и их роль в технологическом развитии

Основные преимущества использования аддитивных технологий

В целом, говоря о достоинствах аддитивного метода, эксперты указывают на три основных фактора.

Первый фактор – экономический. В каких случаях экономический фактор оказывается решающим? Например, при изготовлении пресс-форм под литье и штамповку. Стоимость этой операции измеряется сотнями тысяч рублей, а иногда и миллионами. При этом очень редко разработанная конструкция сразу отвечает всем требованиям – ее приходится дорабатывать.

Только представьте: вы изготовили пресс-форму, изготовили деталь и только после этого убедились, что все это надо доводить до ума. Тут на помощь и приходят аддитивные технологии: деталь гораздо проще и дешевле сначала вырастить, испытать, при необходимости доработать и еще раз вырастить.

Создание сложно-профильных деталей – второе достоинство аддитивных технологий. В медицине это преимущество реализуется в виде кастомизированных протезов, которые, очевидно, подходят только одному человеку (в каждом отдельном случае они абсолютно уникальны по форме).

И, наконец, третье преимущество – применение аддитивных технологий позволяет использовать материалы, которые недоступны для традиционных формообразующих технологий, таких как литье и мехобработка. Аддитивный метод открывает доступ к работе с материалами, которые практически не поддаются традиционным методам обработки.

Так, до появления 3D-печати кобальт-хром практически не использовался для изготовления сложно-профильных деталей, так как он плохо льется. Из-за плохой жидкотекучести материала сложно пролить тонкие сечения из сплавов кобальта. Аддитивные технологии избавляют от этой проблемы.

Благодаря им сегодня и западные, и отечественные предприятия делают детали горячего тракта газотурбинных двигателей из кобальт-хромовых сплавов. Возможность использования материалов с уникальными свойствами – один из критериев выбора аддитивных технологий для изготовления деталей.

Основные тренды рынка 3d-печати в россии и мире

В целом, основными трендами мирового и российского рынка аддитивных технологий являются:

  1. Смещение акцента с разработки новых аддитивных технологий на определение и расширение перечня сфер применения 3D-печати отдельных функциональных элементов конечной продукции в самых разных отраслях. Сдвиг в сторону производства изделий/продуктов является ключевым фактором совершенствования технологий/оборудования. Разработчики технологий участвуют в создании практических решений в рамках совместных проектов с промышленными компаниями.

  2. Определение соответствующих сфер применения 3D-печати в различных отраслях стимулирует производителей материалов разрабатывать и сертифицировать новые высокоэффективные материалы, в первую очередь, пластики. Это будет способствовать развитию рынка полимерной 3D-печати, которая в настоящий момент несколько отстает от печати металлами. Наибольший спрос на такие разработки возникает в аэрокосмической и автомобильной промышленности, где необходимы материалы с особыми свойствами и требованиями к качеству для решения конкретных задач (функциональные прототипы или серийное производство).

  3. Программное обеспечение будет применяться как для проектирования и изготовления (моделирование процесса 3D-печати) изделия, так и для управления рабочим процессом с целью сокращения времени и стоимости печати. Внедрение моделирования в рабочий процесс 3D-печати позволяет производствам выявлять потенциальные ошибки построения изделия еще до его начала. Предотвращение печати неудачных изделий может помочь резко сократить производственные затраты, снизить уровень брака и повысить общую рентабельность.

  4. Разработка и распространение автоматизированных решений для сокращения времени, которое необходимо для выполнения ключевых задач. Например, постобработка, известная своей трудоемкостью, и ручные процессы – одни из областей, где автоматизация может существенно повысить эффективность производства.

  5. Сотрудничество компаний и в некоторых случаях приобретение бизнеса могут стать существенными факторами, ускоряющими принятие и распространение аддитивных технологий в промышленности (приобретение компанией GE Concept Laser и Arcam (2021), приобретение ANSYS 3DSIM (2021) и Granta Design (2021), и приобретение Carpenter Technology Corporation’s британского поставщика металла LPW (2021)).

Рынок 3d-печати. а не напечатать ли нам что-то новое

В прошлом году мы уже разговаривали о данном рынке, актуализируем данные и проведем анализ.

Аддитивное производство, или 3D-печать, базируется на послойном создании изделий нужной формы с применением трехмерной модели. 

По данным отчета Wohlers, рынок 3D-печати вырос в 2021 г. на 21,2% почти до $12 млрд. Пока сложно оценить ущерб индустрии от последствий коронавируса в 2020 г., но однозначно, 3D-печать сыграла важную роль в решении проблемы нехватки медицинских устройств и средств индивидуальной защиты во время пандемии. С его помощью создавались маски, мелкие детали и необходимые приспособления в медицине.

Рынок является относительно небольшим и требует масштабирования. Сейчас компании 3D-печати вновь набирают популярность. Как заявляют представители отрасли, люди стали понимать ценность аддитивного производства: оно является дешевым, компактным и мобильным. В текущей ситуации технологии начали развиваться быстрее, увеличивая мощности для удовлетворения спроса.

Рассмотрим несколько акций отрасли и сделаем прогноз. Целью ставим максимальное получение выгоды от роста 3D-сектора, то есть компания должна в большей степени вести деятельность в аддитивном производстве.

HP Inc. Капитализация $27,6 млрд

Это известная компания по производству компьютеров и периферии, в том числе 3D-принтеров. Аддитивное производство не является основным видом деятельности компании, однако компания занимает лидирующую позицию в секторе.

Общая выручка от печати в I полугодии 2020 г. упала на 20%. Но есть доля коммерческого оборудования, которая выросла на 7% г/г. Оно включает в себя офисные печатные решения. К ним относится коммерческие продукты и OEM-оборудование, графические решения и 3D-печать, цифровое производство, исключая расходные материалы.

Выручка коммерческого оборудования составляет 5% от общей суммы, в I полугодии 2020 г. — $0,7 млрд. Сколько пришлось именно на 3D-печать, компания не раскрыла.

В 2021 г. компания разработала технологию Multi Jet Fusion, которая позволила увеличить производительность и снизить себестоимость профессиональных (промышленных) 3D-принтеров. Одна из таких моделей сейчас наиболее популярна среди промышленной техники — 3D-принтеры HP Jet Fusion 5200.

ProtoLabs. Капитализация $4,1 млрд

Компания занимается промышленным изготовлением продукции с применением 3D-печати, обработки компьютерным числовым программным управлением (ЧПУ), изготовлением листового металла и литьем под давлением. Компания заявляет, что имеет самое быстрое производство.

К продукции Proto Labs относится изготовление прототипов и деталей для мелкосерийной обработки. Они создаются по запросу больших и малых компаний. С начала года котировки выросли более чем на 40%.

Одним из драйверов роста стала разработка новых технологий 3D-печати и нового пенополистирольного материала. Материал способен многократно расширяться, что помогает преодолеть некоторые ограничения при изготовлении деталей большего размера. Компания продолжает инвестировать в новое производство 3D-печати, ожидается увеличение производительности на 50%.

Выручка в I полугодии 2020 г. составила $221,6 млн. Из них на 3D-печать пришлось 13,6%, или $30,1 млн. Направление 3D-печати, хотя и занимает относительно небольшую долю выручки, является одним из быстрорастущих.

Materialise. Капитализация $2,1 млрд

Бельгийская компания является одной из крупнейших и независимых в области аддитивного производства. Materialise занимается производством в разных сферах, однако нацелена на сотрудничество с медицинским сектором. В 2021 г. Materialise приобрела 75% акций бразильского производителя медицинского оборудования Engimplan для расширения присутствия на быстрорастущем бразильском рынке.

Работа с 70% из 30 крупнейших представителей сектора медицинских технологий помогла компании приобрести огромный опыт, что способствовало получению сертификатов на производство медицинских расходных материалов. Это особенно важно во время пандемии: компания является одной из немногих, отвечающих специфическим требованиям.

В I полугодии 2020 г. выручка Materialise снизилась на 11,7% г/г и составила €84,3 млн.

Stratasys. Капитализация $0,7 млрд

Американо-израильская компания, производитель 3D-принтеров и 3D-производственных систем для офисных решений, направленных на быстрое прототипирование и прямое цифровое производство.

Свою деятельность ведет вместе с мировыми лидерами в аэрокосмической и автомобильной промышленности, новаторскими медицинскими стартапами и гигантами технологического мира. Stratasys является пионером в разработке новых стандартов для 3D-печати.

Одна из моделей принтеров — J750 — признана корпоративным 3D-принтером года в категории полимерных принтеров на церемонии 3D Printing Industry Awards 2021 в Лондоне.

В этом году объявила о выпуске программного обеспечения MakerBot CoudPrint, которое предназначено для бесперебойного рабочего процесса 3D-печати. Удаленные пользователи и пользователи на месте могут готовить, ставить в очередь, печатать, отслеживать и управлять заданиями 3D-печати из централизованного облачного приложения.

В I полугодии компания получила выручку в сумме $250 млн, чистый убыток составил $49 млн.

3DSystems. Капитализация $0,6 млрд

Компания разрабатывает, производит и продает 3D-принетры, материалы для них, а также предоставляет услуги 3D-печати.

Как и другие представители отрасли, в основном сосредоточена на создании прототипов в разных областях, включая аэрокосмическую, автомобильную, медицинскую, стоматологическую, развлекательную. 3D Systems имеет в арсенале множество разных технологий, продуктов и более 1000 патентов.

За I полугодие 2020 г. компания получила $246,8 млн выручки, убыток составил $52,1 млн.

Кто нам подходит

Самой дорогой является HP. У бизнеса разные направления и 3D не является основным из них. С учетом поставленной цели, компания не полностью подходит под критерии. Диверсификация бизнеса — несомненный плюс, но увеличиваются риски от других сегментов.

Stratasys, 3D Systems и Materialise полностью погружены в аддитивное производство, а Proto Labs имеет дополнительные направления деятельности.

Акции 3D Systems закончили свой восходящий тренд в конце 2021 г., на текущий момент котировки вернулись на уровень IPO: то есть 6 лет цена снижается, как и у Stratasys. Финансовые показатели не показывают инвестиционную привлекательность. Компаниям необходимы новые драйверы роста. Например, создать прорывные технологии, которые будут применяться в разных областях, тогда крупные компании будут заключать договора.

HP продолжает быть самой недооцененной по мультипликатору EV/EBITDA. Самый высокий показатель у Materialise, но с точки зрения покупки не является привлекательным. Дивиденды платит только HP, это является дополнительным бонусом. Обратный выкуп проводил HP и Proto Labs — для инвесторов это также позитивный фактор.  

Дополнительный анализ:  Светлана Суханова – биография, фото, личная жизнь, новости, фильмография 2021 - 24СМИ

HP и Proto Labs более привлекательны для инвестиций. Обе компании представлены на Санкт-Петербургской бирже. Если выбирать из двух компаний, на мой взгляд, HP менее интересна с точки зрения инвестиций в сектор 3D-печати. Компании с большим присутствием аддитивного производства будут лучше ощущать на себе секторальные изменения.

О будущем 3D-печати

Журналом «Аддитивные Технологии» был подготовлен материал на тему трендов отрасли. Согласно проведенному опросу, 3D-печать продолжает пользоваться спросом при прототипировании и тестировании. Это можно отнести к негативному влиянию на сектор, так как потенциал выходит за рамки прототипов и может развиваться как полноценное производство.

Материал для изделий в основном используется в виде пластика, фотополимеров и металла. 

Стабильность и контроль качества продолжают оставаться главной проблемой для пользователей, которые стремятся использовать возможности 3D-печати.

Использование аддитивных технологий удобно и развивается. Применяются новые материалы, технологии и масштабы, что стимулирует рост клиентской базы и разширяет области применения.

Одним из перспективных направлений для аддитивного производства является печать из металла. Темп прироста использования металлических компонентов для 3D-печати растет с каждым годом. В 2021 г. рынок оценивался в $772 млн. Ожидается, что среднегодовой темп роста составит 27,8% до 2027 г.

Аддитивные производство нашло применение в разных сферах: аэрокосмическая среда, оборонные комплексы, сектор медицины, автопроизводители (BMW, Ford и Volkswagen). NASA планирует печатать более 80% будущих ракетных двигателей на 3D-принтерах с использованием металлических систем.

Посмотреть эту публикацию в Instagram

Публикация от Техникум (@tekhnikum_)21 Июл 2020 в 7:21 PDT

Все вышеперечисленное говорит о росте потенциала использования аддитивного производства. Выделенные нами компании являются участниками данного революционного процесса. Следует следить за новостями в этой области, особенно за технологичными прорывами и новыми контрактами.    

Подводим итоги

3D-печать значительно пострадала в 2020 г. из-за пандемии. Рынок уже не растет прежними темпами, но имеет огромный потенциал. Три компании, по нашему мнению, достойны внимания инвесторов: Proto Labs, HP и Materialise. Бельгийская компания сильно пострадала в этом году, поэтому требует особого внимания. По мере восстановления мировой экономики показатели компании могут стабилизироваться.

HP можно рассмотреть как одного из лидера 3D-сектора, однако нужно учитывать сегментацию бизнеса. Бонусом является выплата дивидендов.

Proto Labs показывает хорошие финансовые результаты. Как и все, Proto пострадала от пандемии, но вскоре сможет восстановится, особенно имея отрицательный чистый долг. Разработки и исследования на рынке аддитивного производства, а также рост сектора в целом несомненно положительно отразятся на котировках. Стоит заметить, что Proto Labs работает в перспективной среде — металлические изделия. 

БКС Брокер

Рост аддитивного производства: прогнозы как никогда оптимистичны

Перспективы развития 3D-печати крайне позитивны. Участники рынка уверены в значительном росте популярности технологии в будущем. 97% опрошенных полагают, что в ближайшие пять лет масштабы внедрения 3D-печати в их компаниях вырастут.

Большинство участников исследования считает, что использование 3D-принтеров в их организациях за этот промежуток времени вырастет по крайней мере в два раза. Почти половина респондентов ожидает, что масштабы использования вырастут вдвое, а 4 из 10 – что увеличение будет куда более существенным (в 5 и более раз).

Компании в целом планируют наращивать свои аддитивные мощности, но самые высокие ожидания связаны с серийным производством деталей и товаров. Чуть больше 80% респондентов ожидают, что использование аддитивных технологий для серийного производства изделий в их организациях вырастет как минимум в два раза в течение следующих пяти лет.

3d-печать на марсе

Ну и наконец пару слов о полетах на Марс. В 2021 году NASA провел конкурс на тему того, как наиболее эффективно можно будет создавать жилые модели для первой человеческой колонии на Марсе. Победителем стала команда из Арканзаса, которая предложила печатать дома на строительном 3D-принтере из имеющихся на планете материалов – смеси из базальтового волокна, добываемого из марсианских пород, и полимолочной кислоты, полученной из растений, выращенных на Марсе.

Красивая история, но вроде бы очень далекая от реальности. В прошлом году на мировой рынок вышел стартап с российскими корнями Mighty Buildings, который уже в этом году начинает производство и поставку домов покупателям в Калифорнии, созданных на строительном 3D-принтере.

Получается, что «Марсианские хроники» обрастают необходимым опытом. Буквально на днях стало известно, что компания закрыла еще один раунд по привлечению инвестиций в размере 40 млн. долларов и планирует расширять производственную базу и увеличивать ассортимент предлагаемых построек.

Аддитивные технологии – все еще источник проблем

Несмотря на оптимистичный взгляд на развитие аддитивного производства, компаниям еще предстоит решить ряд проблем, связанных с 3D-печатью. В 2021-м половина респондентов рассматривала стоимость материалов как проблему, а в этом году такой ответ дали только около двух пятых. Все проблемы расположились примерно на одном уровне: большинство из них колеблется на отметке 40%.

При этом многие из текущих проблем связаны с затратами, поскольку 95% респондентов сообщили о финансовых барьерах для внедрения аддитивного производства. Получение соответствующей квалификации и сертификатов является главной проблемой, далее следуют капитальные расходы, связанные с оборудованием и потребностью в собственных специалистах.

В 2021-м главной проблемой стали затраты на предварительную и постобработку. Компании используют все больше методов предварительной и постобработки. В 2021 году чуть более половины респондентов сообщили о применении механической обработки, сейчас же этот показатель составляет почти три четверти, при этом самый распространенный вариант – это отказ от полировки.

60% производителей используют 3d-принтеры для изготовления функциональных узлов

Производители, внедрившие 3D-печать, будут использовать ее в самых различных целях, начиная с простых экспериментов и заканчивая прототипированием и печатью функциональных узлов. Согласно вышеуказанному исследованию Fast Radius, производители в основном применяют трехмерную печать для прототипирования (77%), а печать функциональных узлов немного не дотягивает до этой цифры (60%).

Мировые аналитики видят потенциальный прогресс в индустрии 3D-печати. В течение следующих четырех лет ожидается астрономический рост рынка, начиная с количества проданных устройств и заканчивая общей суммой доходов. Одним из главных факторов роста будут производственные предприятия, активно внедряющие 3D-печать в качестве жизнеспособной альтернативы традиционным способам производства.

Автозапчасти

3D-печать автомобильных деталей — идея, успешно реализованная рядом компаний в США. Причем речь идет не об узлах ходовых систем, а о простых запчастях, которые постоянно ломаются. 

Владельцы подержанных авто часто ищут такие детали на разборках, поскольку заказать новую нет возможности или не устраивает цена. Ассортимент можно расширять пластиковыми элементами для тюнинга и индивидуализации авто.

Также 3D-печать можно использовать в автотюнинге и более глобально. Например, компания RingBrothers занимается созданием уникальных «кастомных» машин. В какой-то момент команда решила, что слишком дорого постоянно делать металлические детали, прикидывать, как они будут смотреться на машине, а потом делать новый вариант. Поэтому стала использовать 3D-принтеры для создания более дешевых прототипов.

Еще один пример — сотрудничество MINI (BMW) и бельгийской компании Twikit, поставщика ПО для персонализации. Автопроизводитель привлек Twikit для того, чтобы покупатель авто мог использовать эту платформу для создания собственных элементов интерьера и экстерьера при помощи 3D-моделирования.

Аналитика развития рынка 3d-принтеров и 3d-печати в россии и мире. графики.

Сегодня озадачился вопросом, на сколько перспективно направление и что происходит в России и мире. Ну и как принято здесь, делюсь небольшими находками. Давайте посмотрим графики трендов по запросам. Начинаем с англоязычных запросов.

1. 3D printer

Пик интереса приходится на май 2021. Интересно что было в этом месяце. Возможно какие-то выставки мировые.

Прогноз на 2021 год

Максимальные прогнозируемые значения – октябрь 2021 года

2. Собственно 3D-печать. 3D printing

Тут уже намного интереснее. Особенно прогноз:

Пик на ноябрь 2021.

Сравним все вместе

Виден тренд. Но взрывного роста нет. Возможно через год этого пика будет и не заметить на фоне общего роста интереса к тематике. Но вот пока наблюдалась некая стагнация. И вот только последние месяцы снова показывают рост.

Теперь посмотрим регионы. И вот оно, самое интересное! А вы знали что запрос 3d printer наиболее популярен в Нидерландах? Затем Новая Зеландия и уже только потом США. Смотрим:

Теперь еще интереснее. По запросу 3d printing картина меняется. На первом месте Сингапур. На втором ЮАР!!!

А теперь самое самое интересное. Смотрим тренд запросов тематики по западу

Это статистика google, и я не связан с бизнесом и тем более с Markerbot 🙂

Отвлечемся от бизнеса и посмотрим самые трендовые запросы в тематике принтеров:

А вы печатаете резиновые… Вот что надо печатать, очевидно же ))

Ну и конечно же статистика по любимой Росии (а точнее по всем русско-язычным интернет ресурсам).

1. 3d принтер

А вот по городам скорее всего смогу вас удивить, дорогие читатели 🙂 Нет, Москва. Нет, Санкт-Петербург. Отдыхайте, столицы! Тадам:

Уфа! Вот где действительно популярна тематика.

Запрос ‘3d-печать’ расставляет все на свои места. Да, ничего удивительного, т.к. в этот запрос в основном входят услуги по 3d-печати. А они не так уж и дешевы (пока). Потому и позволить мало кто может себе (пока)

Города:

– Санкт-петербург

– Москва

– Минск

– Киев

Что касается ТОПов запросов – у нас все скучно:

  • принтер 3d купить
  • принтер 3d цена
  • 3д принтер
  • печать 3d принтер
  • 3d печать
  • 3в принтер

Подготовил пост специально для analitik-expert.ru Копировать разрешается только со ссылкой на меня 🙂

З. 3d-печать открывает перед компаниями множество преимуществ

Во время первого исследования многие преимущества воспринимались как «неосязаемые» концепции. Однако за последние несколько лет вариантов применения стало больше, концепции стали реальностью, и спустя два года респонденты еще больше вдохновились выгодами аддитивных технологий. Мы выделили три основные преимущества аддитивного производства согласно отзывам.

Возможно, рост популярности 3D-печати не является совпадением, а вызван повышенным спросом на аддитивное производство в период кризиса COVID-19. По мере распространения пандемии компании, располагающие 3D-принтерами, стали производить внезапно ставшие дефицитом средства индивидуальной защиты типа респираторов и масок.

В качестве главного преимущества аддитивного производства респонденты выбрали более быстрое изготовление деталей. Jabil убедилась в этом на собственном опыте: действительно, желание отказаться от трудоемкого итеративного процесса стало движущим фактором внедрения аддитивного производства в работу предприятия в Оберн-Хиллз.

Дополнительный анализ:  Работа: Менеджер по статистике аналитик в Москве — Сентябрь 2021 - 581 вакансия |

Оно не только способствовало ускорению рабочих процессов, но и помогло сократить расходы благодаря возможности сразу воссоздавать точную геометрию (не нужно обрезать лишний материал). Фактически экономия составила 30-40% на оснастке и 80% – на сроках выполнения.

«Благодаря возможностям 3D-печати каждый аспект производства был значительно улучшен, – считает Джон Уал VI, инженер по оснастке на предприятии Jabil в Оберн-Хиллз. – Первый аспект – время, второй – более творческий подход, третий – издержки, четвертый – материалы».

Согласно распределению по уровню должности, руководители высшего звена относятся более оптимистично к преимуществам 3D-печати, чем начальники отделов. Поскольку именно руководители формируют видение (и планируют бюджет) будущего компании, все указывает на дальнейшее распространение 3D-печати.

Индустрия 3d-печати стремительно развивается. следующий рубеж – производство

3D-печать – не та технология, которая предназначена для всех и каждого. Работая на 3D-принтере, мало просто нажать кнопку и получить готовое изделие. Аддитивное производство включает в себя трехмерное проектирование, постобработку и общее понимание принципов работы оборудования – вот тогда схема будет работать в полную силу. Результатом стали излишне оптимистичные прогнозы по рынку 3D-печати, которые не воплотились в реальность.

Все без исключения аналитики отрасли предсказывают стремительное увеличение объемов продаж 3D-принтеров, прибыли и потенциальных сфер применения к 2020 году. Более широкое использование 3D-печати как эффективного инструмента производственных компаний будет играть огромную роль в этом прогнозируемом росте.

Инфографика показывает ожидаемый рост индустрии 3D-печати в ближайшие годы:

Инициативы по развитию технологий 3d-печати в регионах-лидерах

Существенное влияние на развитие аддитивных технологий в США оказывают принятые правительственные инициативы. Учитывая тот факт, что отсутствие стандартизации остается одним из ключевых барьеров для ускорения внедрения аддитивных технологий в производство, в июне 2021 года национальным институтом America Makes (225 компаний-членов организации)

совместно с Американским национальным институтом стандартов (ANSI) была разработана дорожная карта для развития аддитивного производства. В документе описывается 93 направления, по которым в настоящее время не существует опубликованных стандартов или спецификаций, отвечающих конкретным потребностям отраслей, а также определены дополнительные направления в исследованиях и разработках, необходимые в процессе стандартизации.

Карта на регулярной основе (на портале) обновляется с учетом информации от компаний, участвующих в создании документа (175 организаций) и непосредственно разрабатывающих стандарты. Координационный документ способствует разработке согласованного набора стандартов в области аддитивного производства.

В развитии сектора аддитивных технологий не отстают и страны Азии. Лидирующие позиции занимает Китай, чей рынок 3D-печати оценивается в $1,8 млрд в 2021 году (3-й рынок после США и Европы). Правительство Китая в 2021 году выпустило план «Additive Manufacturing Industry Development Action Plan», в рамках которого предполагается, что к 2020 году аддитивное производство в стране достигнет $3 млрд.

Конвейерная 3d-печать

Первой по распространённости стала технология 3D-печати FDM/FFF. Она работает по принципу плавления пластиковой нити и послойному формированию 3D-модели и за последний год не претерпела никаких инноваций. Все ведущие мировые производители впали в своеобразную спячку и, в отсутствии выставок, конференций и других значимых событий, не предъявили рынку никаких значимых новинок.

Пожалуй, единственным заметным событием стал анонс появления 3D-принтеров ленточного типа с условно бесконечным размером модели по оси Z. Первым такую модель показал мировой лидер в производстве настольных 3D-принтеров – компания Creality, которая в содружестве с известным блогером Наоми Ву (Naomi Sexy Cyborg Wu) представила принтер 3DPrintMill CR-30.

Хотя сама идея использования ленты не новая, она уже довольно давно была представлена принтерами американской компании BlackBelt 3D. До этого она не находила широкого распространения в силу высокой стоимости. Новые же игроки предлагают свои модели в ценовой категории до 100 тысяч рублей, и поэтому их привлекательность будет существенно выше для покупателей.

Такое бюджетное решение позволит легко организовать мелкосерийное производство необходимых деталей практически без участия человека, необходимо будет только вовремя устанавливать новые катушки с нитью. Это важный шаг для начала использования 3D-принтеров не только как оборудования для прототипирования, но и как производственного оборудования, что открывает для 3D-печати огромные перспективы.

Ну а пока это только планы на будущее, основные усилия производителей 3D-принтеров направлены на фейс-лифтинг и рестайлинг своих моделей, когда обновленные модели дополняются цветным тачскрин дисплеем, Wi-Fi, веб-камерой и прочим функционалом, напрямую не влияющим на качество и скорость печати.

Это в целом улучшает пользовательский опыт и упрощает возможность начала работы с принтером новых пользователей, особенно, из поколения, выросшего в эпоху гаджетов. Однако, это никак не решает основных проблем 3D-печати – низкую скорость и недостаточно хорошее качество конечных изделий.

Вывод из всего этого можно сделать следующий: возможно, будущее 3D-печати лежит в области новых материалов, и технология FDM/FFF уже достигла своего пика. У нее по-прежнему есть масса преимуществ: прежде всего, низкая стоимость сырья, универсальность (на одном принтере можно создавать абсолютно разные модели), легкость в постобработке, простота использования, что отлично подходит для школьников и студентов, для которых 3D-печать, наряду с 3D-моделированием открывает массу возможностей для будущей профессиональной реализации.

Крупнейшие игроки рынка 3d-печати

Крупнейшие игроки рынка, а значит, и основные мощности, сосредоточены в Северной Америке и Европе, однако самые высокие темпы ежегодного прироста в последние годы показывал Азиатско-Тихоокеанский регион. Европа лидирует в области аддитивного производства металлических объектов, а Америка опережает остальной мир в аддитивном производстве полимерных объектов.

Конкуренция на рынке 3D-печати растет с каждым годом, особенно с приходом на него китайских компаний. Тем не менее, старые игроки рынка продолжают удерживать свои позиции. Основными мировыми производителями аддитивных технологий являются девять зарубежных компаний:

  1. 3D Systems (США)

  2. EOS Gmbh (Германия)

  3. SLM Solutions (Германия)

  4. Stratasys (США)

  5. Objet Geometries (США-Израиль)

  6. Envisiontec (США-Германия (DLP))

  7. ExOne (США)

  8. Voxeljet (Германия)

  9. Arcam AB (Швеция)

Лидерами на рынке 3D-принетров с доходом более $ 1 млрд по состоянию на 2021 год стали три компании: Carbon ($ 1,7 млрд), Desktop Metal ($ 1,5 млрд) и Formlabs ($ 1,06 млрд). Все три компании разработали и коммерциализировали свои собственные технологии 3D-печати.

Лидеры рынка 2021

Если говорить об итогах года с коммерческой точки зрения, то, как и ранее, среди производителей в штуках лидирует китайская компания Creality со своим огромным модельным рядом из почти 40 моделей «во главе» с абсолютным бестселлером – принтером Ender-3.

В денежном выражении лидером рынка также остается голландский производитель Ultimaker, принтеры которого считаются эталонными по качеству печати и простоте использования. В России последние годы лидером является компания Picaso 3D, которая в прошлом году начала поставки долгожданной новинки – принтера Designer XL Pro.

Этот принтер отличает большая область печати и наличие двух экструдеров. Модель сразу стала пользоваться повышенным спросом. Вторым игроком на рынке, как в мире, так и в России, стала в прошлом китайская, а ныне глобальная компания Raise3D, которая выпустила в продажу модель 3D-принтера с двумя независимыми экструдерами Raise3D E2.

Система IDEX дает возможность пользователю, с одной стороны, увеличить производительность своего 3D-принтера в два раза за счет наличия двух независимых экструдеров, а, с другой стороны, воспользоваться вторым экструдером для печати растворимых поддержек при создании сложных моделей (подробнее об этой технологии можно почитать в нашем обзоре).

Среди производителей фотополимерных 3D-принтеров в штуках лидирует Phrozen, а вплотную к нему идут Elegoo и Anycubic. Такая ситуация характерна и для России, хотя место не очень известной у нас марки Elegoo занимает исторически популярный брэнд Wanhao.

По финансовым показателям лидером остается американская компания FormLabs, принтеры которой работают по технологии SLA (используя лазер для засветки материала), но ее закрытая экосистема с очень дорогими материалами вызывает все больше вопросов у пользователей, тем более что, с точки зрения качества печати, конкуренты из бюджетного сегмента уже нечем не уступают ее моделям. Подробнее о разнице в технологиях можно почитать в нашем обзоре.

Наиболее распространенные технологии 3d-печати

FDM (Fused deposition modeling) – послойное построение изделия из расплавленной пластиковой нити. Это самый распространенный способ 3D-печати в мире, на основе которого работают миллионы 3D-принтеров – от самых дешевых до промышленных систем трехмерной печати.

SLM (Selective laser melting) – селективное лазерное сплавление металлических порошков. Самый распространенный метод ЗD-печати металлом. С помощью этой технологии можно быстро изготавливать сложные по геометрии металлические изделия, которые по своим качествам превосходят литейное и прокатное производство.

SLS (Selective laser sintering) – селективное лазерное спекание полимерных порошков. С помощью этой технологии можно получать большие изделия с различными физическими свойствами (повышенная прочность, гибкость, термостойкость и др.).

SLA (сокращенно от Stereolithograph) – лазерная стереолитография, отверждение жидкого фотополимерного материала под действием лазера. Эта технология аддитивного цифрового производства ориентирована на изготовление высокоточных изделий с различными свойствами.

DMD (сокращенно от Direct Metal Deposition) – прямое или непосредственное осаждение (материала), т. е. непосредственно в точку, куда подводится энергия и где происходит в данный момент построение фрагмента детали. С помощью этой технологии возможно создание крупных изделий сразу из нескольких видов сплавов, а также производство ремонта таких дорогостоящих компонентов, как лопатки турбин авиадвигателей.

Основными преимуществами внедрения аддитивных технологий в производство являются:

  • гибкость в проектировании, при необходимости внесения изменений в конструкцию;

  • оперативность изготовления прототипов по 3D-модели. Максимальный срок изготовления опытного прототипа 14 дней;

  • снижение затрат на «единовременные» инструменты и оснастку;

  • низкий уровень отходов (снижение вероятности появления неликвидного продукта);

  • сокращение времени производственного цикла;

  • более гибкая цепочка поставок;

  • сокращение количества комплектующих (сборки);

  • снижение стоимости жизненного цикла изделия;

  • создания эксклюзивного продукта (детали со сложной конфигурацией и внутренней структурой, производство которых невозможно фрезерованием или методом литья) (рис.2).

Рис. 2. Индустриальные эффекты от внедрения аддитивных технологий

 Рис. 2. Индустриальные эффекты от внедрения аддитивных технологий.jpg

Не печатью единой

На волне популярности 3D-принтеров зарабатывают не только производители товаров, но и продавцы оборудования. 

Каждый производитель разработал собственное технологическое решение с уникальными элементами, что помогло поделить ниши и не создавать накал в конкурентном поле. 

Одним из первых производителей в РФ стал PICASO 3D, ApisCOR создал первый реально работающий строительный 3D-принтер, 3D SLA отвечает за печать металлических изделий. 

На рынке также есть продавцы настольных 3D-принтеров (TOP 3DSHOP, 3D REP), которые сделали ставку на импорт и дистрибуцию. Кроме того, они занимаются 3D-моделированием и печатью под заказ и предлагают станки с ЧПУ и роботизированные системы. 

Дополнительный анализ:  Команда ФАС: как антимонопольщики работают на рынке омских госзакупок

Для новых игроков пока еще открыт вход в четко сегментированный бизнес, который работает в каждой из перечисленных ниш. При этом для старта обладать уникальной технологией или идеей — не обязательно, достаточно выявить своего клиента и ориентироваться на спрос.

Кроме того, на рынке существует достаточное количество пустующих ниш, в которые можно заходить и работать. 

Новая стратегия

Отсутствие быстрых и масштабных результатов исключило 3D-печать из списка хайповых тем, но не убило саму идею. Рынок избавился от избытка желающих изменить мир и прославиться, расчистив дорогу тем, кто действительно хочет работать. 

За последние пять лет в отрасли сложились благоприятные условия для развития проектов в сфере аддитивных технологий.

Именно по такому пути пошли основатели Align Technology (США), создавшие и запатентовавшие систему выравнивания зубов Invisalign с помощью кап, предварительно получив одобрение FDA и 140 млн долларов инвестиций. В 2021 году компания отгрузила клиентам 583,2 млн кап, созданных на 3D-принтере, и получила чистую прибыль в размере 144 млн долларов при рентабельности 17%.

Успех американского стартапа повторила российская компания 3D Smile, которая с помощью трехмерной печати производит съемные прозрачные капы для исправления прикуса. По стоимости они сопоставимы с брекетами, но гораздо более удобны в использовании. В августе 2021 года 3D Smile прошла сертификацию в Росздравнадзоре, в октябре запустила продажи, а уже в декабре вышла на операционную прибыль.

Компания SOLS (США) привлекла 23,7 млн долларов инвестиций и реализовала технологию 3D-печати ортопедических стелек по индивидуальному заказу. Сервис тестировали в партнерстве с 50 ортопедами, от пациентов которых поступало до ста заказов в неделю. На стадии запуска в 2021 году стоимость пары персональных стелек составляла 300-500 долларов (за аналоги в аптеках нужно было заплатить 500-1000 долларов). Спустя два года удалось снизить цену до 99 долларов за пару и многократно нарастить поток заказов.

В похожей нише успешно запущены несколько российских проектов. Наиболее известный из них — детские тяговые протезы «Моторика», которые теперь эволюционировали в биоэлектрические протезы со встроенными гаджетами. Оборот компании за 2021 год — около одного миллиона долларов.

Также можно отметить сервис «Здравпринт» — 3D-печать индивидуальных ортезов, заменяющих гипс и его альтернативы, а также применяющихся в сложных переломах после снятия гипса. Они печатаются на принтере по индивидуальным параметрам. На этапе создания продукта основатели вложили в проект 50 тысяч долларов, а затем привлекли еще 100 тысяч от венчурного фонда Maxfield Capital.

Объем мирового рынка 3d-печати

Согласно исследованию компании Sculpteo, в котором приняло участие 1300 человек из разных стран мира, 51% опрошенных использует аддитивные технологии в производстве, а не только для прототипирования. Наиболее используемыми технологиями 3D-печати являются: моделирование методом осаждения с плавлением (FDM), селективное лазерное спекание (SLS), стереолитография (SLA).

Согласно прогнозам, к 2025 году глобальный рынок 3D-печати достигнет 32 млрд долл., а к 2030 году – 60 млрд долл. Отметим, что оценки GlobalData довольно сдержанные по сравнению с прогнозами других компаний. Так, Statista публикует оценку в 16 млрд долл.

в 2020 году и 40,8 млрд долл. к 2024 году. Fortune Business Insights ожидает, что с 2020 года рынок будет расти со среднегодовыми темпами 25,8% и достигнет 51,8 млрд долл. к 2026 году. Еще более высоких темпов в 29,5% ежегодно до 2025 года и достижение объемов в 63,5 млрд долл. ожидает Mordor Intelligence.

MarketsAndMarkets прогнозирует объем рынка 3D-печати в 34,8 млрд долл. к 2024 году. При этом металл в 3D-печати получит наибольшее распространение, а также увеличится доля производства функциональных компонентов.

Аналогичные результаты получены и в опросе Dimensional Research, проведенном в интересах Essentium: значимость простого прототипирования будет снижаться, тогда как печать в производственных процессах станет применяться чаще. Та же компания в другом опросе для Jabil, в котором приняли участие 308 респондентов, выяснила, что с 2021 по 2021 годы выросла доля производителей, которые с помощью 3D-печати изготавливают от 10 до 50% функциональных и серийных элементов (рис. 8 – 10).

Рис. 8. Рынок 3D-печати в разрезе приложений

Перспективы и препятствия к внедрению аддитивных технологий в производство

Таким образом, аддитивное производство – это промышленный процесс, известный также как 3D-печать. Управляемое компьютером устройство создает трехмерные предметы путем послойного нанесения конструктивных элементов на основу. Использование технологии 3D-сканирования позволяет печатать объекты со сложной геометрией, при этом количество отходов производства сокращается практически до нуля.

Этот способ идеально подходит для быстрого прототипирования, поскольку изменения в конструкцию можно внести в любой момент, а отсутствие потерь материала обеспечивает снижение затрат на сырье. Кроме того, детали, которые ранее требовали сборки из нескольких частей, на аддитивном производстве могут быть изготовлены как единый объект, что повышает прочность и долговечность конечного продукта.

Почему же столь эффективные и передовые во всех отношениях аддитивные технологии до сих пор не вытеснили традиционные? Как ни банально, все упирается в деньги. Порошок стоит дороже алюминиевой чушки или слитка, потому что для получения порошка требуются дополнительные технологические переделы.

То есть, если слиток отливают из жидкого металла и он практически сразу готов к переработке, то для производства порошка требуется этот слиток еще и распылить, отделить нужные фракции и упаковать с определенными требованиями. В общем, печать из металла – дорогая технология.

Аддитивная технология рентабельна там, где стоимость изготовления килограмма высока, прежде всего, в высокотехнологических отраслях. Если это автопром, то 3D-печать оправдана при мелкосерийном или даже штучном производстве автомобилей премиум-сегмента и спорткаров.

Она применима в авиастроении, где используются детали сложной конструкции, а цикл изготовления и проверок занимает много времени. Не обойтись без аддитивных технологий и в космической отрасли – там стоимость килограмма выводимого на орбиту груза находится на космической высоте.

Собственно, поэтому несколько лет назад, когда 3D-печать начала входить в моду, об алюминии в контексте аддитивных технологий никто не упоминал. К слову, килограмм алюминиевого порошка тогда стоил 250 евро. Но научную и производственную мысль остановить невозможно.

Сегодня стандартный сплав продается уже по 20 долларов за килограмм. Уменьшение стоимости сырья и снижение стоимости аддитивного оборудования способствует тому, что аддитивные технологии в части алюминия должны в ближайшее время получить широкое применение.

Несмотря на наличие неоспоримых преимуществ внедрения аддитивных технологий в ряд промышленных отраслей, существуют и ограничения, которые данный процесс замедляют. Согласно данным опроса 140 экспертов в сфере 3D-печати, проведенного в 2021 году Dimensional Research в интересах Essentium, среди главных проблем отрасли выделялась все еще высокая стоимость технологий и материалов, трудности с масштабированием результатов и низкий уровень доверия.

Рис. 13. Основные проблемы внедрения АТ в серийное производство

Провал глобального масштаба

В 2021 году компания Amazon подала заявку на получение патента на использование установленных на автомобилях 3D-принтеров для печати заказанного товара в ближайшем пункте выдачи. Патент был получен, но идея так и не была воплощена в жизнь. 

Последние новости, актуальные события и нетворкинг в AgroTech-комьюнити — AgroCode Hub.Присоединяйся!

В тот же период транспортный оператор UPS разместил в одном из логистических хабов на территории США сотню 3D-принтеров, принадлежащих стартапу CloudDDM (сейчас — Fast Radius), для создания автоматизированного производства полного цикла. 

Площадка могла работать в режиме 24/7 под контролем всего одного оператора. Ресурсы UPS позволяли доставлять произведенные товары на другой континент уже на следующий день. Для успеха проекта были созданы все условия, но он также не получил развития.

Внедрить 3D-печать в качестве сервисной услуги пытались глобальные ритейлеры Tesco, Walmart и Carrefour, но и они остановились на этапе тестирования. Так же, как и производители игрушек Mattel, Lego и Toys”R”Us — с проектами печати 3D-моделей.

Тенденции развития технологий 3d-печати в российском производстве

Среди основных тенденций развития российского производства – расширение номенклатуры изготавливаемых изделий, возможность к экономически обоснованному переходу от массового к мелкосерийному производству, экономия площадей, непрерывная печать, экономия труда, сокращение производственного цикла, экономия электроэнергии, возможность удовлетворения индивидуальных потребностей заказчика (кастомизация).

С недавних пор объединением и координацией российских компаний аддитивной отрасли занялась госкорпорация «Росатом». В частности, 10 июля 2021 г. Правительство Российской Федерации и «Росатом» подписали соглашение в целях развития в Российской Федерации высокотехнологической области «Технологии новых материалов и веществ».

И эксперты полагают, что при реализации всех мер из «дорожной карты» Россия к 2030 году может войти в пятерку ведущих игроков мирового рынка 3D-печати.

В заключение стоит сказать, что сферы применения 3D принтеров и сканеров сегодня весьма обширны: от производства, медицины, строительства, военной отрасли и электроники до индустрии моды и изобразительного искусства. Если рассматривать аддитивные технологии с точки зрения используемых материалов, то здесь все на высоком уровне.

Применение изделий, изготовленных аддитивным методом, происходит на любом этапе производства, как в создании прототипа, так и в качестве готовой продукции (например, печать кузовных деталей автомобиля). В последнее время госструктуры начали активно интересоваться аддитивными машинами.

Большие успехи реализации 3D- печати в медицине восхищают и начинают воплощать, казалось бы, недавнюю фантастику в реальность – на принтерах создают мышцы, кости хрящи. Многие компании давно применяют аддитивные технологии в своем производстве. Вместе с тем, растет и потребительский интерес к технологиям, в частности, из-за появления в продаже доступного по цене оборудования.

Характеристика технологий 3d-печати и их роль в технологическом развитии

Аддитивные технологии (АТ), как одно из направлений цифрового производства, являются мощнейшим инструментом для ускорения НИОКР и вывода новой продукции на рынок. Аддитивные технологии – процесс объединения материала с целью создания объекта из данных 3D-модели, в частности, с помощью 3D-принтера.

Данные технологии позволяют быстро конструировать и воспроизводить объекты с высокой трудоемкостью создания в условиях обычного традиционного производства (от мельчайших деталей, например, в аэрокосмической отрасли и медицине, до крупных промышленных конструкций).

Россия, находясь на данный момент на IV технологическом укладе (фактически эпоха нефти и машиностроения), стремится выйти на VI, на котором уже находятся Европа и США). Однако выход невозможен без внедрения АТ, для чего государство последние годы создает условия во всех отраслях промышленности.

Аддитивное производство – технология создания объекта на основе заранее подготовленной цифровой модели. 3D печать – принцип создания модели послойно наносимого материала постепенно повторяемого контура изделия. По существу, 3D печать – это полная противоположность стандартным методам производства и обработки, таким как фрезерование и точение, где обработка осуществляется путем удаления лишней части заготовки (рис. 1).

Рис. 1. Сравнение традиционного и аддитивного производства

Оцените статью
Аналитик-эксперт
Добавить комментарий

Adblock
detector