10 Tren Pencetakan 3D Teratas yang Diharapkan di 2020
Pencetakan 3D telah membuat kemajuan besar pada tahun 2019, dengan banyak tonggak sejarah yang membentuk industri sepanjang tahun. Dengan segudang perkembangan, kemitraan, dan aplikasi baru, industri ini terus tumbuh dan menjadi lebih terkonsolidasi.
Saat kita memasuki tahun baru dan dekade baru, wajar untuk bertanya-tanya seperti apa masa depan industri percetakan 3D. Dalam artikel ini, kami akan membahas 10 tren pencetakan 3D utama yang akan terungkap selama 12 bulan ke depan.
1. Lanskap pencetakan 3D akan menjadi lebih beragam
Industri pencetakan 3D tumbuh dalam keragaman, karena jumlah pemain yang memasuki pasar meningkat.
Salah satu bukti tren ini adalah Formnext edisi 2019, acara yang menarik hampir seluruh industri. Pada tahun 2019, ini adalah yang terbesar yang pernah ada:852 peserta pameran yang mewakili pertumbuhan 35 persen dari tahun sebelumnya.
Jumlah peserta pameran yang terus bertambah merupakan hal yang menggembirakan, yang berarti bahwa industri ini berada pada jalur pertumbuhan yang stabil. Namun pada saat yang sama, pertumbuhan ini menandakan meningkatnya jumlah perusahaan yang memasuki pasar sebagai start-up dan spin-off, dengan teknologi baru atau mengambil sendiri dari yang sudah ada.
Beberapa contoh pendatang baru dengan menjanjikan teknologi, termasuk start-up pencetakan 3D silikon, Spectroplast; pengembang printer Laser Powder Bed Fusion 3D murah, One Click Metal; dan Stratasys spin-off, Evolve Additive Solutions, yang telah mengembangkan pencetakan 3D yang benar-benar baru berdasarkan proses elektrofotografi.
Selanjutnya, Lanskap Industri Manufaktur Aditif AMFG (2019) telah mengidentifikasi lebih dari 80 produsen printer 3D, yang sebagian besar muncul dalam 5 hingga 10 tahun terakhir.
Pada tahun 2020 , kami berharap jumlah ini akan tumbuh pesat, mendorong persaingan yang sehat dan mendorong perusahaan untuk fokus pada inovasi dan pengembangan.
2. Berbagai materi khusus aplikasi yang lebih luas ada di depan mata
Menurut survei baru-baru ini oleh Jabil, biaya bahan dan ketersediaan adalah dua tantangan utama dalam mengadopsi pencetakan 3D untuk produksi. Meskipun biaya material tidak mungkin turun secara substansial pada tahun 2020, kita pasti akan melihat lebih banyak material dikembangkan dengan mempertimbangkan aplikasi industri.
Raksasa manufaktur, Jabil, misalnya, membuka Pusat Inovasi Material pada awal 2019 untuk melakukan hal itu.
Pusat Inovasi Material adalah fasilitas ujung ke ujung untuk pengembangan, pengujian, dan pembuatan serbuk dan filamen polimer untuk pencetakan 3D. Tujuannya adalah untuk dapat mengambil persyaratan aplikasi – dari Jabil atau pelanggan eksternal – dan mengubahnya menjadi bahan yang dapat dicetak.
Masih belum cukup banyak pilihan bahan cetak 3D polimer di pasaran, dibandingkan dengan berbagai bahan untuk cetakan injeksi. Artinya, pengembangan, seperti yang dari Jabil, akan membantu mengisi kekosongan material, mendorong generasi baru aplikasi pencetakan 3D.
Selain fokus baru pada pengembangan material, material berukuran besar perusahaan akan semakin terlibat dalam industri AM dengan memperluas rantai nilai AM.
Kami telah melihat contohnya sepanjang 2019, dengan produsen material mengakuisisi penyedia layanan AM dan menciptakan unit bisnis baru yang didedikasikan untuk AM.
Secara bertahap, sejumlah produsen material, seperti BASF dan GKN Additive, bertransformasi menjadi penyedia solusi. Hal ini membuat mereka berada pada posisi yang baik untuk mendapatkan pijakan yang lebih kuat di pasar, sambil mendorong industrialisasi AM.
3. Harapkan lebih banyak opsi untuk printer dan material 3D polimer suhu tinggi
Pada tahun 2019, kami melihat lonjakan printer 3D polimer suhu tinggi yang memasuki pasar dari perusahaan seperti Roboze, Zortrax, dan Essentium. Lonjakan ini sebagian besar didorong oleh meningkatnya permintaan akan termoplastik berperforma tinggi seperti PEEK.
Termoplastik ini memiliki banyak sifat menarik, seperti ketahanan panas dan kimia, serta kekuatan dan daya tahan tinggi, yang membuatnya dicari di banyak aplikasi industri. Tetapi karena sifat seperti itu, mereka dapat menjadi sulit untuk dicetak.
Produsen printer 3D mengatasi tantangan ini, dengan melengkapi printer mereka dengan tempat tidur berpemanas dan nozzle suhu tinggi.
Namun demikian, jumlah solusi yang tersedia untuk mencetak polimer berperforma tinggi tetap sedikit. Seiring dengan meningkatnya permintaan akan plastik berperforma tinggi, tahun 2020 akan ada lebih banyak peluncuran printer 3D bersuhu tinggi, yang melanjutkan adopsi pencetakan 3D polimer di seluruh industri.
4. Pencetakan 3D komposit akan memasuki tahap pertumbuhan
Komposit adalah bahan yang ringan dan kuat, sangat dicari di industri seperti dirgantara, otomotif, minyak dan gas, dan barang-barang industri. Ketika dikombinasikan dengan pencetakan 3D, teknologi ini dapat merampingkan dan memangkas biaya pembuatan komposit, jika dibandingkan dengan metode manufaktur komposit tradisional yang biasanya manual.
Itulah mengapa kami percaya bahwa pencetakan 3D komposit akan melangkah pada jalur pertumbuhan yang kuat di tahun mendatang.
2019 meletakkan dasar yang baik untuk pertumbuhan ini. Misalnya, perusahaan percetakan 3D komposit, seperti Fortify dan Impossible Objects, mengumpulkan dana jutaan dolar. Kemudian perusahaan teknologi, Arevo, mengumumkan keberhasilan penerapan teknologi pencetakan 3D kompositnya untuk memproduksi rangka sepeda.
Selanjutnya, perusahaan percetakan 3D logam awalnya, Desktop Metal, pindah ke ruang komposit dengan peluncuran dari printer Fiber 3D-nya.
Akhirnya, ada banyak kemitraan antara perusahaan perangkat keras dan material, yang bertujuan untuk mengembangkan komposit untuk pencetakan 3D.
Jika digabungkan, aktivitas-aktivitas ini menunjukkan potensi pencetakan 3D komposit yang besar, namun sebagian besar masih belum dimanfaatkan. Kita akan melihat upaya yang lebih besar untuk mendorong pencetakan 3D komposit ke depan, membawa banyak inovasi dalam ruang komposit pada tahun 2020.
5. Evolusi perangkat lunak pencetakan 3D akan meningkat secara signifikan
Sampai saat ini, fokus pada perangkat lunak pencetakan 3D masih kurang, jika dibandingkan dengan segmen perangkat keras dan material. Dengan pencetakan 3D, desainer harus berurusan dengan proses persiapan desain yang rumit, di mana banyak alat desain yang berbeda menciptakan alur kerja yang tidak efisien dan kompleks.
Selain itu, perangkat lunak simulasi juga perlu dikembangkan untuk memungkinkan hasil simulasi yang lebih akurat. Terakhir, alat untuk mendesain aditif juga perlu menjadi lebih intuitif dan lebih mudah digunakan.
Kami mengantisipasi tahun 2020 sebagai tahun di mana kami melihat banyak tantangan perangkat lunak diselesaikan. Inovasi perangkat lunak, khususnya di bidang desain, akan menjadi fokus yang lebih besar, membuka proses desain pencetakan 3D yang lebih cepat dan mudah.
Pada akhirnya, menciptakan solusi perangkat lunak untuk memenuhi kebutuhan AM akan berfungsi sebagai kunci untuk mengintegrasikan teknologi ke dalam lingkungan produksi.
6. Perangkat lunak MES akan menjadi penting untuk skalabilitas
Banyak perusahaan sekarang mencari untuk membangun lini produksi serial AM. Namun, dalam melakukannya, mereka dihadapkan dengan banyak tantangan alur kerja.
Misalnya, banyak operator dan teknisi AM yang masih harus mengelola perintah kerja secara manual, memeriksa status pembuatan, dan menghabiskan banyak waktu untuk mengidentifikasi suku cadang setelah dicetak. Ini menghasilkan banyak hambatan operasional, yang membuat penskalaan dan pengelolaan produksi AM secara efektif menjadi tugas yang menantang.
Kami melihat tahun 2020 sebagai tahun ketika lebih banyak perusahaan akan menyadari bahwa mencapai produksi skalabel dengan pencetakan 3D hampir tidak mungkin tanpa sistem manajemen ujung ke ujung.
Ini akan menciptakan kebutuhan yang lebih besar akan solusi manajemen alur kerja – juga dikenal sebagai perangkat lunak Manufacturing Execution System (MES).
Dikembangkan dengan mempertimbangkan kebutuhan AM, solusi perangkat lunak MES dapat membantu membangun ekosistem, di mana berbagai tahapan alur kerja AM dihubungkan bersama untuk mencapai manajemen proses AM yang efisien dan digital.
Mengintegrasikan perangkat lunak MES ke dalam fasilitas atau departemen pencetakan 3D merupakan langkah penting dalam perjalanan pencetakan 3D, dan kepentingannya akan berkembang pesat seiring dengan industrialisasi teknologi.
7. Otomatisasi pasca-pemrosesan akan menjadi pusat perhatian
Sudah pada tahun 2019, ada fokus yang kuat untuk mengatasi tantangan tahap pasca-pemrosesan pencetakan 3D, seperti proses manual.
Memasuki tahun 2020, kita akan melihat dorongan yang lebih besar untuk mengotomatisasi pasca-pemrosesan operasi, berkat sejumlah solusi inovatif yang muncul di pasar.
Peralatan pasca-pemrosesan, dari perusahaan seperti AMT, DyeMansion, dan PostProcess Technologies, telah membantu banyak pengguna AM untuk mengotomatiskan penghapusan, pembersihan, dan pewarnaan dukungan untuk komponen cetak 3D berbasis polimer.
AMT, khususnya, bekerja untuk mengatasi tantangan depowdering, tipikal untuk teknologi AM berbasis bubuk seperti SLS.
Menurut CEO AMT, Joseph Crabtree, 'saat ini tidak ada cara lain untuk melakukannya [depowdering] selain secara manual. Bahkan solusi tumbling tradisional masih membutuhkan banyak intervensi manual'.
Perusahaan saat ini sedang menguji coba solusi depowdering, yang memungkinkan pengguna untuk secara otomatis membongkar bedak, menghilangkan bedak dan menghapus bagian-bagian dari bedak sistem AM. Mesin tersebut dijanjikan akan diluncurkan tahun ini, sebagai bagian dari solusi pasca-pemrosesan ujung-ke-ujung AMT.
Pada akhirnya, menambahkan otomatisasi pasca-pemrosesan ke persamaan pencetakan 3D akan memungkinkan produsen untuk mengubah Pencetakan 3D menjadi proses berkelanjutan yang akan bekerja jauh lebih baik dalam pengaturan produksi volume.
8. Pencetakan 3D volume tinggi akan selangkah lebih dekat untuk menjadi kenyataan
Saat ini, pencetakan 3D biasanya dipandang sebagai teknologi yang cocok untuk produksi volume rendah hingga menengah. Meskipun hal ini akan terus terjadi pada tahun 2020, kami juga akan melihat lebih banyak peluang untuk mencapai produksi volume yang lebih tinggi dengan pencetakan 3D.
Salah satu teknologi yang akan mendorong tren ini adalah pengaliran pengikat logam. Teknologi ini memiliki kemampuan unik untuk mencapai kecepatan pencetakan tinggi dan membuat komponen presisi tinggi, menggunakan logam cetakan injeksi logam yang lebih murah.
Pada tahun 2019, pengaliran pengikat logam mengalami sedikit kebangkitan, dengan peningkatan fokus pada pengembangan mesin yang mampu produksi. Pada tahun 2020, kita akan melihat perkembangan ini mulai membuahkan hasil.
Pada tahun 2019, ExOne, misalnya, memperkenalkan Printer 3D logam X1 160PRO™ baru untuk produksi volume tinggi, yang dijadwalkan untuk ketersediaan komersial pada akhir 2020. Dalam nada yang sama, Desktop Metal merilis Sistem Toko terbarunya, versi Sistem Produksi yang ramah toko mesin. Sistem Toko juga akan tersedia akhir tahun ini.
Seorang pengguna bubuk AM, GE memiliki mesin pengikat pengikat beta, cocok untuk suku cadang bervolume tinggi berbiaya rendah. Mesin sudah berjalan di lantai pabrik mitra strategis GE, Cummins, produsen besar produk pembangkit listrik.
Solusi pengaliran pengikat logam dapat membuka jalan baru untuk penggunaan pencetakan 3D di industri dengan hasil tinggi seperti otomotif. Itu sebabnya, misalnya, Volkswagen bermitra dengan HP sebagai pengguna awal teknologi Metal Jet.
Dalam pencetakan 3D polimer, aplikasi produksi volume tinggi akan lebih tersebar luas.
Sudah di tahun 2019, HP menghadirkan aplikasi case untuk lebih dari satu juta bagian, dicetak 3D oleh perusahaan kedokteran gigi, Smile Direct Club. Demikian pula, mesin Sistem 3D telah menghasilkan ratusan ribu suku cadang untuk Align Technology. Kami berharap lebih banyak kasus serupa di industri lain muncul pada tahun 2020.
9. Data akan menjadi kunci untuk meningkatkan pengulangan untuk pencetakan 3D
Sebagian besar teknologi AM memerlukan pengaturan build yang komprehensif untuk memastikan suku cadang tersebut menyelesaikan proses pencetakan dan dapat menjalani pasca-pemrosesan. Seperti yang diketahui sebagian besar pengguna AM, ini terkadang lebih mudah diucapkan daripada dilakukan, karena tidak jarang menghadapi variasi dan inkonsistensi bagian-ke-bagian dan mesin-ke-mesin.
Salah satu cara ke depan adalah mengumpulkan data sebanyak mungkin, yang dapat memberikan wawasan tentang proses pencetakan 3D. Pada tahun 2020, akan ada fokus besar untuk melakukan hal itu.
Beberapa produsen perangkat keras telah memungkinkan pengguna AM untuk mengumpulkan data dengan memasang sistem pencetakan 3D dengan sensor untuk memungkinkan pemantauan dan kontrol dalam proses.
Sensor dan kamera ditempatkan di dalam printer 3D, lalu memasukkan data kembali ke perangkat lunak khusus yang mengukur dan menganalisis berbagai aspek pembangunan secara real-time, membantu mendokumentasikan proses pembuatan dan memastikan persyaratan terpenuhi .
Solusi pihak ketiga juga mulai muncul di pasar. Baru-baru ini, Additive Assurance telah meluncurkan versi beta dari platform jaminan kualitas pencetakan 3D logamnya.
Pada dasarnya, Additive Assurance menawarkan paket sensor untuk meningkatkan sistem logam berbasis bubuk dengan pemantauan dan kualitas dalam proses. kemampuan jaminan. Saat ini dalam versi beta, platform tersebut akan dirilis secara penuh pada akhir tahun 2020.
Konon, konsep pengumpulan dan tindakan berdasarkan data pencetakan 3D masih dalam tahap awal, dengan hanya beberapa solusi yang tersedia di pasar. Namun, kami mengantisipasi melihat lebih banyak contoh pengintegrasian kemampuan kontrol proses ke dalam perangkat keras pencetakan 3D sepanjang tahun.
Ini akan memperkenalkan pengulangan proses yang lebih besar, yang pada akhirnya menghasilkan lebih banyak kepercayaan dalam pencetakan 3D sebagai teknologi siap produksi.
10. Kolaborasi akan mempercepat AM untuk produksi
Seiring dengan industri percetakan 3D yang terus berkembang, masih banyak tantangan yang harus diatasi. Salah satu cara yang paling efektif untuk melakukannya adalah melalui kolaborasi.
Industri, badan pemerintah dan lembaga penelitian harus bekerja sama untuk memungkinkan pengembangan AM menuju aplikasi yang luas di industri.
Industri telah melihat banyak upaya kolaboratif yang sangat terlihat sepanjang tahun 2019. Salah satu contohnya adalah proyek Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing (IDAM) yang dimulai oleh 12 mitra proyek, yang terdiri dari UKM, perusahaan besar dan lembaga penelitian, dan dikoordinasikan oleh BMW.
Proyek tiga tahun ini akan memungkinkan produksi AM setidaknya 50.000 komponen per tahun untuk produksi suku cadang umum dan lebih dari 10.000 suku cadang individu dan suku cadang untuk industri otomotif.
Kami berharap kolaborasi semakin meningkat di tahun 2020. Lebih banyak produsen material, pembuat mesin, dan pengguna harus berkolaborasi untuk menciptakan rantai proses yang erat dan alur kerja yang dapat dioperasikan, untuk meningkatkan dan mencapai efisiensi yang lebih tinggi dengan pencetakan 3D.
Pada akhirnya, menciptakan ekosistem kolaboratif akan mempermudah dan mempercepat membawa AM ke industrialisasi skala besar dan meningkatkan penerimaan teknologi di pasar.
Pencetakan 3D pada tahun 2020:Fokus pada industrialisasi skala penuh
Pada tahun 2020, pencetakan 3D akan melanjutkan perjalanannya menuju industrialisasi, karena para pemain industri mapan dan pendatang baru terus berinvestasi dan mendorong inovasi dengan teknologi. Kemajuan yang mendorong pencetakan 3D ke tempat sekarang ini akan berlanjut hingga tahun 2020, menunjukkan daya tahan dan pengembangan teknologi yang berkelanjutan.
Tentu saja, ada pekerjaan yang harus dilakukan untuk membuktikan daya saing pencetakan 3D di luar kumpulan pengguna dan aplikasi khusus yang relatif kecil. Upaya industri bersama akan menjadi salah satu kekuatan pendorong utama untuk mencapai tujuan ini.
Maka menatap tahun depan, pencetakan 3D akan melanjutkan kemajuannya yang mantap, mengatasi tantangan yang ada, menghadirkan aplikasi baru dan memperluas jangkauannya ke cakrawala baru.
Baca selengkapnya: 20 AM pakar membagikan prediksi mereka untuk tahun 2020.
