Apakah Pencetakan 3D Mencapai Dataran Tinggi Produktivitas?

Industri pencetakan 3D yang terus berkembang

Beberapa tren dan perkembangan menunjukkan industri ini sedang menuju kedewasaan. Di bawah ini, kami menganalisis peningkatan aktivitas M&A, perluasan penggunaan pencetakan 3D yang didorong oleh kemajuan teknologi, dan keinginan untuk integrasi dan interoperabilitas yang lebih besar.

Gelombang konsolidasi 

Sebagian besar industri baru terfragmentasi, dan berkonsolidasi saat mereka matang. Menurut kerangka Kurva Konsolidasi, semua industri mengikuti siklus hidup yang serupa melalui 4 tahap:Pembukaan, Skala, Fokus, dan Keseimbangan &Aliansi.

Dengan menggunakan kerangka kerja dan sejarah pencetakan 3D sebagai panduan, kami dapat mengukur posisi industri dalam kurva konsolidasi.

Muncul pada 1980-an, pencetakan 3D telah melalui tahap pembukaan hingga akhir 2000-an, dengan perusahaan seperti Stratasys, Sistem 3D, Materialize menciptakan jejak global, dan membangun hambatan masuk dengan melindungi teknologi eksklusif.

Awal tahun 2010-an menandai periode transformasi untuk pencetakan 3D yang memasuki tahap berikutnya dari kurva Konsolidasi – Skala. Industri ini tumbuh secara eksponensial. Pemain utama baru muncul, seperti MakerBot, 3DHubs, Formlabs untuk beberapa nama. Dan jumlah akuisisi semakin cepat, terutama dipimpin oleh Stratasys dan 3DSystems.

Tetapi industri ini juga mengumpulkan banyak sensasi di sekitarnya. Ketika siklus hype mencapai titik terendah sekitar tahun 2015, banyak yang memperkirakan akhir dari industri pencetakan 3D.

Namun, yang berakhir pada kenyataannya adalah minat konsumen. Akhir dari hype mengungkapkan sifat sebenarnya dari pencetakan 3D sebagai teknologi manufaktur dengan potensi besar di banyak industri.

Sementara tahap Skala pencetakan 3D konsumen berkurang, tahap Skala pencetakan 3D industri berkembang.

Memasuki tahun 2020-an, kami mulai beralih dari tahap Skala kedua ke tahap Fokus ketiga – dan 12 bulan terakhir hanya menyoroti tren ini, dengan peningkatan signifikan dalam aktivitas M&A skala besar.

Di antara beberapa gerakan M&A pencetakan 3D profil tertinggi dalam beberapa bulan terakhir adalah:

• Stratsys memperoleh Origin 
• Stratasys memperoleh RPS 
• Desktop Metal mengakuisisi EnvisionTEC 
• DSM memperoleh bagian dari portofolio pencetakan 3D Clariant 
• Covestro mengakuisisi lini bisnis DSM Resins &Functional Materials, termasuk DSM Additive Manufacturing 
• Protolab memperoleh 3DHubs 
• BEAMIT Group mengakuisisi Pabrik Aditif 3T 
• Nikon membeli saham mayoritas di Morf3D

Strategi utama di balik peningkatan M&A dalam pencetakan 3D meliputi:  

• Bisnis manufaktur yang ingin memperluas jangkauan mereka (Nikon &Morf3D);
• Perusahaan AM meningkatkan posisi mereka di sepanjang rantai nilai (mis. Desktop Metal &EnvisionTEC);
• Pabrik peralatan AM menyerap teknologi inovatif (mis. Stratasys &Origin).

Konon, industri percetakan 3D masih beberapa tahun lagi dari tahap terakhir Balance &Alliance, sedangkan hanya beberapa raksasa industri yang berkuasa, menguasai sebanyak 70% hingga 90% dari pasar.

Seperti yang terlihat sekarang, tahun 2020-an akan ditandai dengan tren megadeal, yang akan membentuk kembali industri percetakan 3D dan memposisikannya kembali dalam skala global.

Penggunaan pencetakan 3D di luar pembuatan prototipe semakin meningkat

Sejak kemunculannya, pencetakan 3D terutama digunakan untuk membuat prototipe, memangkas waktu ke pasar, dan meningkatkan pengembangan produk. Namun, selama beberapa tahun terakhir, kami telah melihat perubahan dalam penggunaan, dengan persentase suku cadang penggunaan akhir yang dicetak 3D meningkat.

Tren ini disorot oleh beberapa survei industri. Misalnya, Indeks Sentimen Pencetakan 3D Ultimaker 2021 melaporkan penurunan 7% dalam aplikasi pembuatan prototipe, sedangkan penggunaan suku cadang penggunaan akhir meningkat 5% dibandingkan dengan hasil tahun 2019.

Laporan Tren Teknologi Pencetakan 3D Jabil 2021 menceritakan kisah serupa. Survei tersebut menyatakan bahwa meskipun pembuatan prototipe tetap datar, penggunaan pencetakan 3D untuk suku cadang penggunaan akhir berada pada lintasan pertumbuhan. Hampir 55% perusahaan yang disurvei mengatakan bahwa mereka menggunakan setidaknya seperempat dari kemampuan pencetakan 3D mereka untuk memproduksi suku cadang fungsional atau penggunaan akhir – pertumbuhan yang mencolok dibandingkan dengan angka tahun 2019.

Angka-angka ini menandakan bahwa AM telah mencapai titik belok, berkembang dari teknologi untuk para penggemar dan pengguna awal ke teknologi dengan berbagai aplikasi industri. Dengan kata lain, adopsi AM telah mencapai tingkat lain – tingkat kematangan awal.

Pencetakan 3D berkecepatan tinggi dan pilihan material yang semakin banyak 

Munculnya pencetakan 3D untuk aplikasi fungsional terkait erat dengan kemajuan bahan dan perangkat keras.

Dibandingkan dengan manufaktur tradisional, sebagian besar proses pencetakan 3D lambat dan kurang fungsional, bahan bersertifikat untuk aplikasi produksi.

Pemain industri pencetakan 3D, yang membayangkan gangguan industri manufaktur tradisional melalui AM, harus menemukan cara untuk mengindustrialisasi pencetakan 3D.

Ini berarti mengembangkan teknologi yang mendukung volume produksi yang lebih tinggi, dan material yang memungkinkan aplikasi AM tingkat lanjut.

Akibatnya, di sisi perangkat keras, kami menyaksikan munculnya pengaliran pengikat dan fusi serbuk multi-laser untuk logam dan proses fotopolimerisasi tong untuk plastik.

Sementara itu, merek material semakin berfokus pada material berperforma tinggi, termasuk paduan dan komposit canggih.

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

Pada akhirnya, mengalihkan fokus pada solusi berkemampuan produksi membantu mendorong pertumbuhan AM di sektor industri yang sebelumnya ragu-ragu untuk mengadopsi pencetakan 3D untuk aplikasi fungsional.

Membuat ekosistem AM terintegrasi

AM, sebagai teknologi Industri 4.0, dapat mencapai kedewasaan hanya dengan menghilangkan silo di seluruh operasi dan rantai pasokannya.

Meskipun sebagian besar fokus AM tetap pada perangkat keras dan material, ada semakin banyak penekanan untuk menciptakan ekosistem otomatis yang saling terhubung.

Tren ini terbukti di berbagai bidang, mulai dari otomatisasi desain hingga optimalisasi topologi hingga otomatisasi pascaproduksi yang menghilangkan banyak kerumitan dan tenaga kerja manual.

Di sisi manajemen produksi, perangkat lunak MES aditif khusus telah muncul untuk mengotomatiskan penanganan pesanan dan proses penjadwalan produksi 

Bacaan lebih lanjut:Memecahkan tantangan manufaktur aditif dengan MES

Langkah penting lainnya dalam otomatisasi datang dari produsen perangkat keras yang membuka sistem mereka untuk integrasi dengan perangkat lunak pihak ketiga. Meningkatkan konektivitas antara sistem AM dan solusi perangkat lunak pada akhirnya akan membantu menciptakan ekosistem terintegrasi yang mendukung manufaktur aditif skalabel yang dapat dioperasikan.

Tingkat produktivitas:Segmen pencetakan 3D apa yang telah mencapainya?

Sementara industri pencetakan 3D semakin matang, kemajuan di berbagai segmennya tidak seragam.

Beberapa sektor pencetakan 3D masih dalam tahap awal, seperti jaringan manusia yang dicetak 3D, sementara yang lain mendekati tahap kedewasaan, seperti pencetakan 3D dengan polimer.

Tapi apa segmen lain yang sedang mendaki dataran tinggi kedewasaan dan apa yang mendorong pertumbuhan mereka?

Penyedia layanan pencetakan 3D

Beberapa fakta singkat tentang industri layanan AM: 

• The Wohlers Report 2021 menyatakan bahwa penyedia layanan pencetakan 3D menghasilkan pendapatan sebesar $5 miliar pada tahun 2020;
• Menurut EY Report 2019, penyedia layanan merupakan 34% dari lanskap AM global;
• Sekitar 45% perusahaan melakukan outsourcing pekerjaan pencetakan 3D, seperti yang dilaporkan oleh Jabil 3D Printing Trends Report 2021.

Sementara industri percetakan 3D mengalami penurunan secara keseluruhan di tahun 2020, bisnis jasa terus tumbuh. Banyak, jika bukan sebagian besar, perusahaan, mengenal pencetakan 3D melalui penyedia layanan.

Dengan guncangan rantai pasokan baru-baru ini, perusahaan mulai menyelidiki manfaat yang dapat diberikan pencetakan 3D untuk rantai pasokan mereka – dan penyedia layanan menjadi titik kontak awal bagi banyak orang untuk mempelajari dan memahami teknologi.

Namun, persaingan di industri layanan pencetakan 3D telah meningkat seiring dengan pertumbuhan sektor secara keseluruhan.

Di satu sisi, produsen perangkat keras dan perusahaan material meluncurkan lini bisnis layanan AM, atau memperluasnya melalui akuisisi. Di sisi lain, model bisnis Manufacturing-As-A-Service, yang menghubungkan pembeli dan pemasok melalui satu situs, telah berkembang pesat.

Dalam lanskap kompetitif seperti itu, penyedia layanan harus terus berinovasi, dengan mendiversifikasi penawaran layanan mereka, menstandarisasi dan mengotomatisasi proses mereka dan dengan memasuki pasar baru.

Pencetakan 3D gigi

Pengenalan teknologi AM polimer berkecepatan tinggi telah secara signifikan mendorong pertumbuhan pencetakan 3D di kedokteran gigi.

Seperti yang diperkirakan oleh firma riset pasar SmarTech, industri gigi dan medis AM telah mencapai $3 miliar.

Kedokteran gigi digital – pengenalan teknologi digital ke dalam praktik kedokteran gigi – telah menjadi tren umum dalam kedokteran gigi. Dan pencetakan 3D adalah salah satu teknologi utama, di samping pemindaian intraoral, yang mendorong tren ini.

Pencetakan 3D memiliki banyak aplikasi di industri gigi, termasuk model jembatan, panduan bedah, dan gigi palsu. Namun, pembuatan model pelurus bening adalah salah satu penggunaan paling umum dari pencetakan 3D gigi saat ini.

Menurut SmarTech Analysis, aligner bening adalah “mungkin satu-satunya aplikasi dengan volume tertinggi untuk teknologi pencetakan 3D di dunia saat ini”.

Pencetakan 3D mempercepat proses pembuatan aligner bening khusus pasien dengan memungkinkan ratusan cetakan khusus diproduksi langsung dari pemindaian digital pasien dalam satu batch.

Tidak ada teknologi lain yang dapat membuat cetakan khusus sebanyak itu dengan cara yang cepat dan hemat biaya, selain pencetakan 3D.

Pencetakan 3D telah terbukti menjadi pengubah permainan untuk perawatan gigi, menawarkan solusi yang dapat membuat perbaikan gigi lebih murah, lebih cepat, dan tersedia secara luas bagi pelanggan.

Oleh karena itu, tidak mengherankan bahwa lebih dari 70% laboratorium gigi di AS diprediksi memiliki teknologi pencetakan 3D pada akhir tahun 2021, dengan pencetakan 3D gigi menjadi industri senilai $9,2 miliar dalam lima hingga tujuh tahun ke depan.

Fusi bedak serbuk logam 

Pencetakan 3D logam mencakup banyak teknologi, tetapi salah satu yang paling matang di antaranya tetap Metal Powder Bed Fusion (PBF).

Selama dekade terakhir, produsen printer 3D PBF logam telah bekerja keras untuk mengoptimalkan teknologi untuk produksi. Untuk tujuan ini, kami telah melihat pemain pasar utama meluncurkan solusi untuk produksi otomatis dan terintegrasi.

Sebagian besar solusi ini memiliki karakteristik yang serupa:bersifat modular, dapat dikonfigurasi, dan menawarkan otomatisasi tingkat tinggi dalam upaya memaksimalkan efisiensi dan mengurangi jumlah tenaga kerja manual yang diperlukan.

Berkat perkembangan ini, laser PBF telah menemukan jalannya ke banyak industri dan aplikasi. Salah satu industri yang sangat tertarik untuk mengadopsi PBF logam adalah dirgantara.

Saat ini, suku cadang cetak 3D logam PBF memberi daya pada pesawat penting dan sistem pesawat ruang angkasa seperti mesin. Di sinilah kemampuan utama teknologi — produksi suku cadang kompleks dengan perakitan sederhana dan lebih sedikit limbah material — benar-benar bersinar.

Sampai sekarang, teknologi laser PBF mampu memberikan bagian fungsional berulang kali. Namun, masih memerlukan beberapa penyesuaian dan pengujian sebelum produsen dapat berkomitmen untuk produksi skala penuh.

Ke depannya, kemudahan penggunaan dan keandalan sistem PBF logam akan meningkat, didorong dalam banyak hal oleh kemajuan perangkat lunak dan alur kerja secara keseluruhan.

Salah satu contoh pendukung tren ini datang dari produsen printer 3D logam yang berbasis di California, VELO3D.

Saat mengembangkan teknologi PBF logamnya, yang disebut Intelligent Fusion, perusahaan telah menempatkan fokus utama pada integrasi perangkat lunak dan perangkat keras. Hasilnya adalah sistem terintegrasi yang dapat mencetak komponen dengan dukungan yang lebih sedikit, permukaan akhir yang lebih baik dan, kabarnya, tingkat keberhasilan yang lebih tinggi. Hal ini, pada gilirannya, menghasilkan keandalan yang lebih besar, produksi yang lebih cepat, dan pasca-pemrosesan yang lebih sedikit.

PBF logam tetap menjadi kekuatan pendorong industri pencetakan 3D logam. Printer 3D PBF logam memiliki basis terpasang terbesar di antara teknologi pencetakan 3D logam lainnya. Dan produsen printer 3D PBF memiliki pangsa pasar pencetakan 3D logam terbesar jika dibandingkan dengan perusahaan yang memproduksi printer 3D logam jenis lain.

Selain itu, penggunaan logam dalam pencetakan 3D telah tumbuh sebesar 20% sejak 2019, sementara penggunaan polimer hanya tumbuh sebesar 12% – statistik lain yang menunjukkan kepercayaan yang tumbuh pada kematangan pencetakan 3D logam.

Pencetakan 3D Industri:Memasuki dekade pertumbuhan berkelanjutan

Industri pencetakan 3D telah memasuki periode baru pertumbuhan dan industrialisasi.

Dalam lingkungan yang kompleks saat ini, semakin banyak perusahaan yang menanggapi kendala dalam rantai pasokan dan operasi manufaktur mereka dengan melihat pencetakan 3D.

Untuk industri kami, ini berarti lebih banyak perkembangan di berbagai segmen pencetakan 3D, tidak hanya yang saya soroti di atas.

Kemajuan yang dipercepat dalam manufaktur aditif pada akhirnya akan membawa visi manufaktur digital terdistribusi menjadi kenyataan. Sudah lama bekerja dan sekarang perlahan mulai terbentuk, karena semua bagian dari ekosistem AM secara bertahap bersatu.

Bagaimana industri manufaktur akan terlihat setelah teknologi AM sepenuhnya matang? Saya yakin kita tidak perlu waktu lama untuk belajar.

Temukan bagaimana Anda dapat meletakkan dasar yang akan mempercepat peralihan ke manufaktur aditif terdistribusi di whitepaper gratis kami.