С прогрессом в технологии, индустрия 3D-печати преодолела небольшое замедление, чтобы достичь устойчивого уровня двузначного ожидаемого роста.

DELOITTE Global прогнозирует, что продажи, связанные с 3D-печатью (также называемой аддитивным производством) крупными государственными компаниями, включая корпоративные 3D-принтеры, материалы и услуги, превысят 2,7 млрд. Долл. США в 2019 году и 3 млрд. Долл. США в 2020 году. доход мирового производственного сектора в целом составляет примерно 12 триллионов долларов США в год. Эта часть индустрии 3D-печати будет расти примерно на 12,5 процента в каждый из этих лет, более чем вдвое увеличивая темпы роста всего несколько лет назад.

3D-принтеры сегодня способны печатать более разнообразные материалы (что в основном означает больше печати на металле и меньше печати на пластике, хотя пластик, вероятно, все еще будет преобладать); они печатают объекты быстрее, чем раньше, и могут печатать большие объекты (объем сборки). Постоянный поток новых участников расширяет рынок.

 Рост рынка 3D-печати вырос более чем вдвое

Прежде чем мы рассмотрим, почему индустрия 3D-печати ускоряется, стоит объяснить методологию наших оценок размера рынка. Существуют и другие отчеты, в которых приведены исторические, текущие и прогнозные размеры рынка для отрасли. Однако они основаны на собственном исследовании и, следовательно, не являются ни воспроизводимыми, ни фальсифицируемыми. Напротив, из-за нашей ориентации на крупные публичные компании наши исторические и текущие данные взяты из общедоступных источников с проверенными финансовыми данными и обновляются ежеквартально. Наши прогнозные оценки снова основаны на общедоступной информации и основаны на консенсусных оценках аналитиков, где они существуют; для некоторых из этих компаний более дюжины аналитиков дают прогнозные оценки.

Взлет, падение и взлет 3D-печати

Как и многие новые технологии, 3D-печать в свое время была сильно перегружена. К 2014 году доходы отрасли (включая, но не ограничиваясь, крупные публичные компании) составили более 2 миллиардов долларов США по сравнению с менее чем 1 миллиардом долларов США в 2009 году (году, когда истек срок действия некоторых фундаментальных патентов и был выпущен первый потребительский домашний 3D-принтер). В новостных статьях с волнением говорилось о «фабрике в каждом доме», и существовали прогнозы, что традиционные производители запчастей, склады и логистические компании будут значительно разрушены в краткосрочной перспективе. В действительности, в то время 3D-принтеры в основном использовались для изготовления пластиковых прототипов, и хотя домашние 3D-принтеры могли быть интересными и познавательными, вещи, которые они делали, почти никогда не имели функциональной ценности.

Почему есть  отскок в перспективах роста?

 В 2014 году список материалов, которые можно было использовать в 3D-печати, был уже длинным, но все еще далеко от полного списка материалов, которые обычно используются при изготовлении деталей. Кроме того, многие детали должны быть изготовлены из  более  чем одного материала - задача, к которой 3D-принтеры того времени не подходили. Перенесемся в начало 2019 года, и список возможных материалов для 3D-печати расширился более чем вдвое ,по сравнению с пятью годами ранее, и принтеры из смешанных материалов становятся все более распространенными.

Самый большой сдвиг в этом отношении часто был от пластика к металлической печати. Пластик хорош для прототипов и некоторых конечных деталей, но рынок изготовления металлических деталей стоимостью триллион долларов является наиболее важным рынком для 3D-принтеров. В период с 2017 по 2018 год исследование индустрии 3D-печати показало, что, хотя пластик по-прежнему оставался наиболее распространенным материалом, его доля в 3D-печати упала с 88 до 65 %  только за один год, а доля металлической печати выросла с 28 до36 %. При этом представляется вероятным, что металл превзойдет пластмассы и будет составлять более половины всей 3D-печати уже в 2020 или 2021 году.

Другим фактором  является скорость. Изготовление детали (из любого материала) по одному ультратонкому слою за один раз является медленным процессом. Но с 2014 года все изменилось. Хотя время печати может варьироваться в зависимости от сложности создаваемой формы, качества задания на печать и / или используемых материалов, 3D-принтеры, представленные на рынке в 2019 году, в два раза быстрее и шире.

Одно особенно интересное новшество в области металлопечати.

В последние несколько лет многие металлические детали были напечатаны с использованием селективного лазерного спекания (SLS). Этот процесс является относительно медленным и дорогим, и он требует почти вакуумной среды. Более поздняя технология, называемая струйной металлической печатью, которая может вдвое сократить время, необходимое для изготовления каждой детали, должна стать широко доступной в 2019 году. (При этом технология струйной печати делает фактическую 3D-печать частью процесса намного быстрее, чем SLS, детали, напечатанные таким образом, еще не закончены и требуют последующей обработки путем спекания - выпекания их в духовке до тех пор, пока не расплавится металлический порошок. Однако, хотя спекание требует времени, оно может быть выполнено массово, поэтому среднее время на деталь для большей количество деталей по-прежнему быстрее, чем у SLS.)

Мало того, что 3D-принтеры становятся быстрее, но их объем сборки - размер печатаемых объектов - растет. Несколько лет назад типичный металлический принтер высокого класса мог строить только объекты размером менее 10 х 10 х 10 сантиметров или кубический литр. В 2019 году появилось несколько принтеров объемом 30 x 30 x 30 сантиметров или 27 кубических литров. Это позволяет создавать более крупные объекты без необходимости распечатывать более мелкие объекты и затем собирать их. Кроме того, достигнут прогресс в отношении очень больших объемов сборки, при этом оси x, y и z измеряются в метрах, а не в сантиметрах, в таких лабораториях, как Национальная лаборатория Ок-Риджа с использованием технологии производства добавок большой площади (BAAM)

Сегодня мы прогнозируем, что ежегодный рост отрасли будет значительно выше 10 процентов, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет.

Станет ли 3D-печать 100% рынка производства?

Со всеми улучшениями последних лет можно было бы спросить, почему объем 3D-печати растет примерно на 12 % в год. Если 3D-принтеры сейчас так полезны для изготовления конечных деталей, почему бы их рост еще не был выше? И станет ли когда-нибудь 3D-печать единственным способом создания вещей?

Нет. Но чтобы понять почему, стоит немного подробнее изучить, как изготавливаются детали.

Существуют три основных способа сделать деталь:

- Возьмите необходимое количество материала и придайте ему нужную форму

- Возьмите блок слишком большого количества материала и удалите то, что не нужно (вычитающее производство)

- Построить деталь постепенно, используя материал до тех пор, пока не будет закончена нужная деталь (аддитивное производство или 3D-печать).

Первый подход может включать несколько методов и материалов; ковка, литье, штамповка и литье (литье под давлением для пластмасс) являются одними из наиболее распространенных. Эти методы использовались в течение десятилетий или даже столетий; они хорошо понятны, относительно недороги по объему и производят каждую деталь в среднем за несколько секунд (не считая чистовую обработку) - почти во всех видах производства деталей требуется дополнительная обработка для чистовой обработки, которая может занять от секунд до часов). По состоянию на 2018 год машины, которые работают таким образом, стоят 300 миллиардов долларов США в год, 7 производя детали на сумму более триллиона долларов в год. Как зрелая отрасль, этот способ производства растет примерно на 2-3% в год в среднем по всему миру.

Второй метод - вычитающее производство - может включать использование токарных станков и многих других крупных заводских инструментов, но, что важно, он также может выполняться с помощью станков с ЧПУ, которые становятся почти повсеместными. Изготовление объектов на станках с ЧПУ обходится дороже, чем методы, описанные выше, и это занимает минуты на деталь, а не секунды (исключая время обработки). Однако производство на основе станков с ЧПУ очень полезно на многих рынках, особенно там, где объемы меньше, чем было бы оправдано для изготовления пресс-формы (например), или когда конечная деталь не может быть изготовлена ​​с использованием более старых технологий. Мировой рынок станков с ЧПУ растет примерно на 7 процентов в год, примерно в два раза быстрее, чем традиционное производство; ожидается, что к 2025 году он достигнет 100 млрд. долл. США по сравнению с 60 млрд. долл. США в 2018 году.

Аддитивное производство - 3D-печать - по-прежнему обходится дороже, чем использование станка с ЧПУ (что делает его намного дороже, чем традиционное производство), и на него уходит часы, а не минуты (опять-таки, исключая чистовую обработку и постобработку различных видов). Однако есть детали, которые могут быть изготовлены только с помощью 3D-печати, а также ситуации, когда объемы деталей настолько малы, что ни традиционное, ни вычитающее производство не является оптимальным. Именно на этих рынках наблюдается некоторый рост, который мы прогнозируем для 3D-печати. Дополнительным фактором роста является то, что 3D-печать часто весьма полезна для изготовления форм, отливок, инструментов, штампов и зажимов, которые можно использовать в первых двух методах.

3D-принтеры не всегда являются подходящим инструментом для работы, и в обозримом будущем большинство деталей, вероятно, будут по-прежнему создаваться путем литья, ковки, штамповки, литья и т. п .; небольшая доля будет сделана на станках с ЧПУ, а еще меньшая - на 3D-печати. Но даже 1 процент мировой индустрии запчастей с многомиллионным оборотом - одна только ежегодная отрасль производства металлических деталей стоит триллиона долларов9 - все еще является большой возможностью.

Кроме того, пропорции деталей, изготовленных с использованием каждого из трех методов, относятся к единичному объему деталей. Но объекты, изготовленные с помощью станков с ЧПУ и 3D-принтеров, имеют тенденцию иметь гораздо более высокую ценность, чем традиционные, поэтому стоимость в долларах для деталей, изготовленных с использованием более совершенных методов, будет выше, чем единичный процент.