Apakah Pencetakan 3D Telah Mencapai Platfor Produktivitas?

[Kredit gambar: BMW Group]

Memahami Siklus Hype Gartner dan Posisi Pencetakan 3D

Siklus Hype Gartner memvisualisasikan siklus hidup teknologi muncul, dengan “Platfor Produktivitas” menandai titik di mana adopsi luas dan menguntungkan dimulai. Di mana pencetakan 3D berada pada grafik tersebut? Dengan kata lain, apakah teknologi ini telah mencapai maturitas?

Lanskap manufaktur additif (AM) meliputi beberapa segmen, masing-masing pada tingkat maturitas yang berbeda. Meskipun demikian, indikator kunci menunjukkan bahwa industri terus berkembang menuju kondisi matur. Di bawah ini kami menguji tren paling menarik dan menyoroti tiga sektor yang sudah mendekati adopsi mainstream.

Ekossistem Pencetakan 3D yang Semakin Matang

Banyak sinyal menunjukkan industri berkembang menuju maturitas. Kami menganalisis aktivitas M&A yang meningkat, kasus penggunaan yang berkembang berkat kemajuan teknologis, dan dorongan untuk integrasi serta interoperabilitas yang lebih dalam.

Gelombang Konsolidasi

Industri baru biasanya terfragmentasi sebelum konsolidasi. Kerangka Kurva Konsolidasi menguraikan empat tahap—Pembukaan, Skala, Fokus, Keseimbangan & Aliansi—yang diikuti oleh sebagian besar sektor.

Melacak perjalanan pencetakan 3D: teknologi ini hadir pada tahun 1980-an dan tetap berada di tahap Pembukaan hingga akhir 2000-an, ketika pionir seperti Stratasys, 3D Systems, dan Materialise mendirikan kehadiran global dan membangun rintasan masuk yang signifikan. Awal 2010-an memulai fase Skala, ditandai dengan pertumbuhan eksponensial, munculnya pemain seperti MakerBot, 3DHubs, dan Formlabs, serta lonjakan akuisisi yang dipimpin oleh Stratasys dan 3D Systems.

Secara bersamaan, hype mencapai puncak lalu mereda sekitar 2015, meredam semangat konsumen. Penurunan hype menjelaskan bahwa pencetakan 3D bukan sekadar kegairahan, melainkan teknologi manufaktur yang kokoh dengan potensi industri yang luas.

Sementara pencetakan 3D berorientasi konsumen melambat, AM industri justru melaju. Pada 2020-an, kami mengamati pergeseran dari tahap Skala kedua menuju Fokus, terlihat dari gelombang akuisisi besar skala dalam 12 bulan terakhir. Transaksi menarik antara lain:

• Stratasys mengakuisisi Origin
• Stratasys mengakuisisi RPS
• Desktop Metal mengakuisisi EnvisionTEC
• DSM mengakuisisi sebagian portofolio pencetakan 3D Clariant
• Covestro mengakuisisi DSM Resins & Functional Materials, termasuk DSM Additive Manufacturing
• Protolabs mengakuisisi 3DHubs
• BEAMIT Group mengakuisisi 3T Additive Manufacturing
• Nikon membeli mayoritas saham Morf3D

Pemutus kunci di balik lonjakan ini adalah:

• Produsen memperluas jangkauan (misalnya, Nikon & Morf3D)
• Perusahaan AM memperkuat posisi rantai nilai (misalnya, Desktop Metal & EnvisionTEC)
• Pembuat peralatan mengintegrasikan teknologi inovatif (misalnya, Stratasys & Origin)

Industri masih butuh beberapa tahun untuk mencapai fase terakhir Keseimbangan & Aliansi, di mana sekelompok raksasa mendominasi 70–90% pasar. Tahun 2020-an akan ditandai dengan megadeal yang mengubah lanskap pencetakan 3D global.

Dari Prototipe hingga Produksi Akhir Pengguna

Awalnya dipuji berkat prototipasi cepat, pencetakan 3D kini semakin banyak digunakan untuk memproduksi bagian akhir fungsional. Survei mengilustrasikan pergeseran ini: Indeks Sentimen Pencetakan 3D Ultimaker 2021 mencatat penurunan 7% dalam penggunaan prototipe dan kenaikan 5% dalam aplikasi akhir pengguna relatif terhadap 2019. Tren Teknologi Pencetakan 3D Jabil 2021 mengulangi temuan ini, dengan 55% perusahaan yang mengimplementasikan setidaknya seperempat kapasitas AM mereka untuk bagian fungsional—lonjakan signifikan dari angka 2019.

Data ini mengonfirmasi bahwa AM sedang bertransisi dari alat hobi nich menjadi teknologi industri mainstream, sinyal maturitas awal.

Pencetakan Kecepatan Tinggi dan Bahan yang Diperluas

Aplikasi fungsional memerlukan proses yang lebih cepat dan bahan bersertifikat. Secara historis, sebagian besar teknik AM lambat dan kurang memiliki bahan grade produksi. Untuk bersaing dengan manufaktur konvensional, pelaku industri telah memperkenalkan binder jetting kecepatan tinggi, multi-laser powder bed fusion (PBF) untuk logam, dan vat photopolymerisation untuk plastik. Secara bersamaan, pemasok bahan berfokus pada paduan dan komposit berkinerja tinggi.

Kemajuan ini mendorong adopsi di sektor yang sebelumnya ragu menggunakan AM untuk bagian produksi.

Baca juga: Pencetakan 3D Komposit: Teknologi Baru dengan Masa Depan Cerah

Membangun Ekossistem Aditif Terintegrasi

Maturitas sejati untuk AM memerlukan pembongkaran silo di antara desain, produksi, dan rantai pasokan. Meskipun hardware dan bahan tetap sentral, ada penekanan yang tumbuh pada otomasi—dari optimisasi topologi dalam desain hingga penyederhanaan pasca-produksi. Sistem eksekusi manufaktur additif (MES) kini mengotomatisasi penanganan pesanan dan jadwal, meningkatkan efisiensi.

Baca lebih lanjut: Mengatasi tantangan manufaktur additif dengan MES

Pembuat hardware juga membuka platform mereka untuk integrasi pihak ketiga, memungkinkan ekossistem terhubung yang mendukung interoperabilitas dan skalabilitas.

Segmen Pencetakan 3D Mana yang Telah Mencapai Platfor Produktivitas?

Meskipun industri secara keseluruhan semakin matang, kemajuannya bervariasi di antara segmen. Beberapa area, seperti jaringan manusia dicetak 3D, masih dalam tahap awal, sedangkan pencetakan berbasis polimer mendekati maturitas. Di bawah ini kami menjelajahi segmen yang bergerak menuju platfor produktivitas dan kekuatan yang mendorongnya.

Penyedia Layanan Pencetakan 3D

Metrik industri kunci:

• Laporan Wohlers 2021 mencatat pendapatan $5 miliar untuk penyedia layanan pada tahun 2020.
• Laporan EY 2019 menempatkan penyedia layanan pada 34% pasar AM global.
• Tren Jabil 2021 menunjukkan 45% perusahaan mengoutsourcing pekerjaan pencetakan 3D.

Meskipun ada penurunan pada tahun 2020, sektor layanan tumbuh. Banyak perusahaan pertama kali menyentuh AM melalui penyedia layanan, terutama di tengah gangguan rantai pasokan yang menyoroti ketahanan AM. Persaingan semakin ketat seiring peluncuran garis layanan oleh pembuat hardware dan konsolidasi model “Manufaktur-sebagai-Layanan” di markas pasar satu platform.

Keberhasilan di arena yang padat ini bergantung pada inovasi berkelanjutan, diversifikasi layanan, standarisasi proses, dan otomasi, bersamaan dengan ekspansi ke pasar baru.

Pencetakan 3D Gigi

AM polimer kecepatan tinggi telah mempercepat pertumbuhan dalam aplikasi gigi. SmarTech memperkirakan pasar AM gigi dan medis melebihi $3 miliar. Gigi digital—mengintegrasikan pemindaian intraoral, CAD/CAM, dan pencetakan 3D—ini sudah mainstream. Aplikasi berkisar dari panduan bedah hingga aligner transparan, yang terakhir adalah kasus penggunaan volume tertinggi di dunia.

Pencetakan 3D memungkinkan produksi aligner spesifik pasien yang cepat dari pemindaian digital, mengungguli manufaktur konvensional dalam kecepatan dan biaya. Diperkirakan lebih dari 70% laboratorium gigi AS akan memiliki teknologi pencetakan 3D pada akhir tahun 2021, mendorong industri menuju valuasi $9,2 miliar dalam lima hingga tujuh tahun ke depan.

Metal Powder Bed Fusion

Metal PBF tetap menjadi teknologi AM paling matang. Sepuluh tahun terakhir, produsen telah menyempurnakan otomasi dan integrasi, menghasilkan sistem modular dengan otomasi tinggi yang mengurangi tenaga kerja manual.

Laser PBF kini mendukung komponen penerbangan luar angkasa kritis, seperti bagian mesin, menunjukkan kemampuan teknologi untuk menghasilkan geometri kompleks dengan limbah minimal. Meskipun proses mampu memberikan bagian fungsional secara andal, produksi akhir seringkali memerlukan penyesuaian dan validasi halus.

Peningkatan di masa depan dalam kemudahan penggunaan dan keandalan akan berasal dari kemajuan perangkat lunak dan alur kerja yang disederhanakan. Misalnya, sistem Intelligent Fusion VELO3D menghasilkan bagian dengan dukungan lebih sedikit, finishing permukaan yang lebih baik, dan tingkat keberhasilan yang lebih tinggi, meningkatkan keandalan secara keseluruhan.

Metal PBF memiliki basis terpasang terbesar di antara teknologi AM logam dan menuntut pangsa pasar terbesar. Penggunaan logam dalam pencetakan 3D tumbuh 20% sejak 2019, melewati pertumbuhan 12% polimer—indikator jelas dari kepercayaan yang tumbuh terhadap maturitas AM logam.

Pencetakan 3D Industri: Sepakah Tahun Pertumbuhan Berkelanjutan

Industri telah memasuki fase pertumbuhan baru, dipengaruhi oleh perusahaan yang merespons kendala rantai pasokan dan manufaktur. Momen ini meliputi semua segmen AM, tidak hanya yang disoroti sebelumnya.

Kemajuan teknologi yang dipercepat secara bertahap mendekatkan kita pada manufaktur digital terdistribusi—visi yang lama dikembangkan dan kini mewujud seiring ekossistem AM menyatu.

Bagaimana manufaktur akan berkembang setelah AM sepenuhnya matang? Jawabnya dengan cepat muncul.

Temukan bagaimana Anda dapat mendirikan fondasi yang akan mempercepat pergeseran menuju manufaktur additif terdistribusi dalam whitepaper gratis kami.