5 Tren Utama yang Menggerakkan Pasar Bahan Cetak 3D pada Tahun 2019

Apa saja kekuatan yang membentuk pasar bahan cetak 3S saat industri matang?
Bahan tetap salah satu dari tiga tiang yang mendukung cetak 3D—selain perangkat keras dan perangkat lunak. Laporan Wohlers 2019 mencatat bahwa segmen bahan mencatat pertumbuhan yang tidak pernah terjadi sebelumnya pada 2018, didorong oleh penggunaan manufaktur aditif untuk produksi serial yang berkembang. Tahun 2019 dijanjikan akan membangun momentum itu, berkat beberapa tren yang berkumpul yang kita uraikan di bawah ini.

1. Cetak komposit 3D sedang melonjak

Segmen komposit menawarkan peluang nilai tinggi untuk manufaktur aditif. Laporan SmarTech Analysis memproyeksikan pasar cetak komposit 3D global akan tumbuh dengan CAGR 22,3% selama lima tahun ke depan—menandai porsi besar dari lanskap manufaktur komposit secara keseluruhan. Dalam cetak 3D, komposit biasanya menggabungkan inti polimer (misalnya, nylon) dengan agen penguat seperti serat yang dipotong atau kontinu. Hasilnya adalah bahan yang memberikan kekuatan dan kekakuan yang unggul, seringkali setara dengan logam seperti aluminium.

Properti yang ditingkatkan ini membuat komposit menarik untuk tooling dan komponen akhir di penerbangan angkasa, otomotif, energi, dan minyak & gas. Misalnya, Shawcor, perusahaan layanan energi Kanada, menghemat sekitar US$1,2 juta dengan menggunakan printer komposit Markforged untuk memproduksi mesin pemuat kustom. Kira-kira 50% dari 53 bagian yang dicetak diisi serat Kevlar, HSHT glass, atau serat karbon, mengganti elemen aluminium dan logam lembar tradisional.

Rangka sepeda komposit satu bagian Arevo menunjukkan terobasan lainnya. Dengan cetak komposit robotik, Arevo dapat memproduksi rangka lengkap dalam hari-hal alih-alih bulan-bulan manufaktur tradisional. Contoh-contoh ini menggambarkan potensi yang belum tergali dari komposit dan trajetur pertumbuhan sektor.

Pengembangan bahan

Peluncuran terbaru Markforged, Onyx FR—komposit tahan api pertama—menyoroti inovasi yang berkelanjutan. Bahan berbasis nylon ini diisi serat karbon kontinu dan self-extinguishing, memenuhi standar keselamatan api yang ketat untuk aplikasi otomotif, penerbangan angkasa, dan pertahanan. Techmer PM telah membuka garis produksi berkapasitas tinggi untuk polimer yang diisi serat karbon, didorong oleh permintaan dari produsen printer 3D format besar. Pabrik baru Arkema untuk Kepstan PEKK mencerminkan komitmen yang sama untuk memenuhi lonjakan permintaan komposit serat karbon dan cetak 3D.

2. Produksi bahan sedang meningkat

Industri sedang memperluas jejak manufaktur. Pada Februari, Amastan Technologies mengakuisisi AL Solutions, produsen titan ternama, mengganti namanya menjadi Amastan Additive. Penggabungan teknologi daur ulang AL Solutions dan plasma UniMelt® milik Amastan akan memosisikan perusahaan sebagai pemain utama dalam pasokan bubuk titan AM.

Jabil juga telah meluncurkan unit khusus—Jabil Engineered Materials—untuk mengembangkan, memvalidasi, dan mengkomersialkan bahan AM yang dirakit. Unit saat ini menawarkan PETg, PETg ESD, TPU 90 A, dan TPU 90 A ESD, dengan bahan tambahan yang dirilis dalam beberapa bulan ke depan. Dengan menawarkan ini secara internal dan ke pasar yang lebih luas, Jabil bertujuan untuk memperluas pilihan bahan dan mempercepat adopsi.

Seiring lebih banyak perusahaan meningkatkan kemampuan produksi, pasar dipersiapkan untuk peningkatan yang signifikan, lebih mendukung pertumbuhan cetak 3D di seluruh sektor.

3. Bahan terbuka adalah konsep yang berkembang

Inovasi bahan sering tertinggal dari perkembangan mesin, sebagian besar karena rantai pasokan milik. Banyak pembuat printer membatasi perangkat mereka pada bahan internal, mengangkat harga dan menghambat inovasi.

Model bahan terbuka mendorong kolaborasi antara produsen bahan dan pembuat printer, memberikan dua manfaat utama: pilihan yang lebih luas bagi pengguna dan siklus pengembangan yang lebih cepat. Program Material Alliance Ultimaker merupakan contoh pendekatan ini, menyediakan basis data parameter cetak untuk filamen pihak ketiga. Sejak peluncurannya pada April 2018, program ini mencakup lebih dari 80 perusahaan, seperti BASF, DSM, Arkema, dan Jabil. Entri terbaru Arkema dengan filamen PVDF berbasis FluorX memperluas opsi termal tahan panas berperforma tinggi.

Pemain lain—HP, Origin, Prodways, dan bahkan Stratasys—mengadopsi strategi bahan terbuka yang serupa. Stratasys mengakui kebutuhan akan kemitraan eksternal untuk mengembangkan bahan berperforma tinggi, menandakan pergeseran menuju kolaborasi yang lebih besar.

4. Biaya bahan sedang turun (pelan-pelan)

Biaya bahan yang tinggi telah lama menjadi hambatan untuk adopsi cetak 3D yang lebih luas. Studi menunjukkan bahwa bahan baku cetak 3D dapat berbiaya hingga sepuluh kali lebih dari setara manufaktur tradisional, tergantung pada proses dan bahan.

Harga resin untuk cetak SLA biasanya berkisar dari US$50 per liter untuk resin standar hingga US$500 per liter untuk kelas profesional, meskipun beberapa produsen menawarkan harga se rendah US$10-20 per liter. Volume pengiriman bahan yang relatif rendah dan dominasi rantai pasokan milik telah menjaga harga tetap tinggi.

Namun, meningkatnya volume produksi serial dan munculnya ekosistem bahan terbuka menjanjikan penurunan harga. Carbon, misalnya, menurunkan harga resinya dari US$300 menjadi US$50 per liter antara 2016 dan 2018, menyebut aplikasi volume tinggi sebagai katalis. Jika produsen lain mengikuti, kita dapat menantikan penurunan bertahap, yang didorong pasar, dalam biaya bahan.

5. Perusahaan kimia global semakin terlibat

Perusahaan kimia besar telah mengakui potensi industri manufaktur aditif. Kemitraan, fasilitas baru, dan peluncuran bahan mempercepat entri mereka. Stratasys dan Solvay mengumumkan peta jalan bersama pada Mei, dengan fokus pada bahan berperforma tinggi seperti PEEK dan PPSU untuk printer Stratasys. Victrex berinvestasi jutaan euro di Bond 3D untuk mempercepat entri pasar bagian PAEK dan PEEK. Kolaborasi BASF dengan Impossible Objects menghasilkan Polyamide 6 yang digabungkan dengan teknologi komposit, menargetkan aplikasi otomotif dan industri.

Aliansi-aliansi ini menyoroti tren yang berkembang: raksasa kimia berinvestasi banyak dalam AM, memvalidasi kelayakan komersial jangka panjang teknologi.

Menuju masa depan yang subur

Pasar bahan tetap kritis untuk evolusi yang berkelanjutan dari manufaktur aditif. Tren yang paling berdampak adalah lonjakan pengembangan bahan—didorong oleh permintaan pasar untuk bagian kelas produksi. Perusahaan kimia memperkuat posisi mereka melalui R&D, investasi, dan kemitraan strategis, sementara pembuat printer menerima kolaborasi untuk memperluas ekosistem bahan.

Seiring berkembangnya portofolio bahan dan menurunnya biaya, keaklikapan cetak 3D akan meluas, mempercepat adopsi di berbagai industri.