Pembaruan 16/06/2020:Mengambil semua umpan balik yang kami terima dari komunitas pencetakan 3D, kami sekarang telah memperbarui lanskap untuk menyertakan 9 perusahaan baru.
Banyak yang telah berubah dalam industri Additive Manufacturing (AM) sejak AMFG diterbitkan Lanskap Manufaktur Aditif pertama di tahun 2019 . Untuk mendokumentasikan evolusi industri, AMFG telah menerbitkan edisi kedua dari Lanskap Manufaktur Aditif tahunan kami.
Pada tahun 2020, industri percetakan 3D terus matang. Ekosistem berkembang, dengan perusahaan baru dan investor terus memasuki pasar.
Unduh laporan dan infografisnya di sini
Pada akhir 2019, pasar AM global diperkirakan bernilai lebih dari $10 miliar. Sejumlah faktor memicu pertumbuhan industri. Salah satunya adalah bahwa perangkat keras dan material pencetakan 3D sedang dikembangkan untuk aplikasi industri, karena perusahaan di seluruh industri terus menemukan kasus penggunaan baru untuk teknologi tersebut.
Selain itu, karena pandemi COVID-19 terus berdampak pada operasi bisnis dan menyebabkan kekurangan dalam rantai pasokan, perusahaan mengadopsi pencetakan 3D sebagai bagian dari strategi transformasi digital mereka. Digitalisasi yang ditawarkan oleh pencetakan 3D dapat memberi perusahaan fleksibilitas dan kelincahan yang dibutuhkan untuk menanggapi masalah rantai pasokan dan permintaan pelanggan yang berubah.
Dengan begitu banyak faktor yang membentuk industri ini, mungkin sulit untuk melacak perusahaan dan tren yang mendorong pencetakan 3D ke depan.
Untuk alasan ini, kami telah menerbitkan Additive Manufacturing Landscape 2020 kedua kami:infografis dan whitepaper yang menawarkan pemahaman yang jelas kepada produsen dan pemangku kepentingan industri tentang ekosistem AM saat ini dan tren utama yang membentuk industri.
Lanskap Manufaktur Aditif pada tahun 2020
Tahun ini, 240 perusahaan dan institusi telah dimasukkan dalam Lanskap Manufaktur Aditif.
Meskipun kami telah menambahkan segmen dan pemain baru, semua perusahaan memiliki satu tujuan yang sama:mengindustrialisasi pencetakan 3D.
Lanskap dibagi menjadi beberapa kategori berikut:
- Produsen perangkat keras (Polimer, Desktop, Logam, Komposit, Keramik, Elektronik)
- Vendor perangkat lunak (Desain &Simulasi, Pemotong &Persiapan Data, Alur Kerja &MES, Keamanan)
- Pemasok bahan (Polimer &Komposit, Logam)
- Produsen sistem pascapemrosesan
- Lembaga penelitian
Seperti biasa, cakupan lanskap kami berfokus secara eksklusif pada pencetakan 3D industri. Oleh karena itu, kami hanya menyertakan perusahaan yang menyediakan solusi untuk aplikasi industri. Perusahaan yang terutama memiliki fokus pencetakan 3D konsumen belum disertakan.
Juga tidak termasuk penyedia layanan. Meskipun mereka merupakan aspek integral dari lanskap manufaktur aditif, memasukkannya akan meningkatkan kompleksitas laporan. Namun, kami telah menerbitkan Survei Keadaan Industri, yang berfokus pada keadaan pasar AM saat ini untuk penyedia layanan, yang dapat Anda temukan di sini.
Hasil utama
Perangkat keras tetap menjadi kategori terbesar
Pada tahun 2020, kategori perangkat keras merupakan 56% dari lanskap AM. Masuknya perusahaan perangkat keras pencetakan 3D baru yang terus-menerus berarti bahwa segmen tersebut menjadi lebih beragam, dan karenanya lebih kompetitif, daripada sebelumnya.
Pada AM Landscape edisi tahun ini, kami juga telah menambahkan segmen perangkat keras baru:printer 3D komposit. Meskipun teknologinya masih baru dan, dalam banyak kasus, ceruk, pencetakan 3D komposit memiliki potensi untuk tumbuh menjadi pasar yang lebih besar dan lebih menguntungkan.
Printer 3D metal adalah segmen terbesar
Produsen mesin logam membentuk 40% dari kategori perangkat keras dan 22,5% dari keseluruhan lanskap.
Sebagian besar perusahaan yang ditampilkan di lanskap menyediakan printer 3D logam berbasis laser, tetapi ada juga pertumbuhan di bidang sistem pengaliran pengikat dan printer 3D yang mampu mencetak bagian logam besar.
Start-up mempercepat laju inovasi dalam pencetakan 3D
Sebagian besar lanskap kami menampilkan perusahaan rintisan yang muncul dalam lima tahun terakhir.
Tak heran, mereka juga mendapat banyak perhatian dari investor. Diperkirakan investasi $ 1,1 miliar dibuat di 77 perusahaan AM tahap awal pada 2019, dengan jumlah dana terbesar masuk ke produsen perangkat keras.
Konektivitas menjadi tema utama dalam industri ini
Pasar AM tetap merupakan ekosistem yang terfragmentasi, dengan solusi berbeda di setiap segmen utama yang belum tentu terintegrasi.
Fragmentasi pasar mengungkapkan kebutuhan akan konektivitas yang lebih besar, yang merupakan persyaratan penting untuk pencetakan 3D sebagai teknologi manufaktur digital.
Memperhatikan setiap segmen lebih dekat
Perangkat Keras
Segmen perangkat keras masih merupakan bagian terbesar dari lanskap AM. Pengembangan sistem baru sedang berlangsung dan sangat didukung oleh pendanaan.
Evolusi berkelanjutan dalam ruang perangkat keras menghasilkan printer 3D yang lebih cepat dan andal, yang diarahkan untuk aplikasi produksi.
Printer 3D polimer
Sistem AM Polimer tetap menjadi teknologi paling populer dalam hal penggunaan. Pada 2019, 72 persen perusahaan menggunakan sistem AM polimer, dibandingkan dengan 49 persen yang menggunakan sistem AM logam.
Sementara printer 3D polimer masih banyak digunakan dalam pembuatan prototipe, kami juga melihat teknologi berkembang ke aplikasi dalam produksi, termasuk perkakas, suku cadang, dan suku cadang penggunaan akhir.
Dorongan menuju pencetakan 3D polimer bagian akhir akan terus berlanjut, didorong oleh pengenalan termoplastik berkinerja tinggi seperti PEEK dan ULTEM, yang membuka aplikasi baru untuk teknologi di industri kedirgantaraan, kereta api, dan otomotif.
Printer 3D Desktop
Printer 3D desktop adalah bagian penting lain dari lanskap AM. Mesin dalam kategori ini semakin diarahkan untuk aplikasi industri. Pada saat yang sama, printer 3D desktop ditujukan untuk mendemokrasikan pencetakan 3D dengan menurunkan hambatan masuk dan menciptakan pengalaman pencetakan 3D yang lebih ramah pengguna.
Pada tahun 2020, ekstrusi material desktop tetap menjadi kategori terbesar. Sistem Fused Filament Fabrication (FFF) desktop profesional memiliki titik harga yang jauh lebih rendah daripada mesin industri kelas atas. Pada saat yang sama, fitur industri seperti ekstrusi ganda dan ruang build berpemanas menjadi fitur yang harus dimiliki printer desktop FFF 3D.
Sementara perusahaan seperti Ultimaker dan Makerbot tetap menjadi merek yang paling dikenal di segmen desktop FFF, masuknya pemain yang relatif baru seperti BCN3D dan Roboze menciptakan segmen yang beragam.
Printer 3D logam
Sementara banyak ahli mencatat sedikit penurunan dalam penjualan printer 3D logam pada tahun 2019, mengaitkan perlambatan 'dengan pasar otomotif yang lemah, sektor manufaktur yang umumnya rapuh dan ekonomi Asia dan Eropa yang lesu', menurut penelitian ini. Segmen ini, bagaimanapun, diatur untuk pulih dalam jangka panjang.
Pada tahun 2020, varian Metal Powder Bed Fusion (PBF) tetap menjadi sistem yang paling banyak digunakan, meskipun kami melihat adanya dorongan yang kuat terhadap pengembangan mesin pengikat pengikat logam.
Printer 3D pengikat logam biasanya lebih murah dan lebih cepat daripada sistem PBF dan menggunakan bahan yang lebih mudah tersedia.
ExOne, penyedia awal teknologi pengaliran pengikat logam, kini bergabung dengan beberapa perusahaan seperti Digital Metal, GE, Desktop Metal dan HP.
Desktop Metal dan HP, khususnya, secara strategis berencana untuk membuat pengikatan jetting menjadi metode yang dapat bersaing dengan manufaktur tradisional seperti penempaan dan pengecoran untuk aplikasi tertentu.
Sementara itu, pasar perangkat keras logam baru-baru ini melihat pengenalan segmen baru printer 3D logam kompak.
Mesin dalam kategori ini biasanya memiliki footprint yang lebih kecil dibandingkan dengan sistem PBF, mereka menawarkan titik harga yang lebih mudah diakses, serta kurva pembelajaran yang lebih pendek. Area aplikasi utama untuk printer 3D logam kompak mencakup pembuatan prototipe fungsional dan produksi batch kecil.
Menurut firma riset, CONTEXT, segmen ini mengalami peningkatan pengiriman tahun-ke-tahun sebesar 43 persen pada 2019. Desktop Metal dan Markforged adalah salah satu perusahaan pertama yang memenuhi kebutuhan ini dengan printer 3D logam kompak mereka.
Printer 3D komposit
AM Landscape tahun ini memperkenalkan segmen baru:pencetakan 3D komposit. Pada 2020, ada 10 pemain industri utama yang mengembangkan teknologi, termasuk Markforged, Fortify, dan Anisoprint.
Manufaktur komposit tradisional tetap merupakan proses yang sangat padat karya, sumber daya dan modal, dengan siklus desain yang panjang. Pencetakan 3D komposit, di sisi lain, dapat menyederhanakan proses dengan mengotomatiskan produksi komponen komposit.
Semakin banyak solusi siap pasar yang dikomersialkan untuk pencetakan 3D komposit. Misalnya, Desktop Metal meluncurkan printer Fiber 3D desktop kompositnya pada akhir 2019.
Langkah ini cukup mengejutkan bagi perusahaan yang sebelumnya hanya berfokus pada pencetakan 3D logam, tetapi ini menunjukkan bahwa ia melihat banyak peluang di pasar pencetakan 3D komposit yang semakin matang.
Indikator positif lainnya adalah meningkatnya jumlah investasi di perusahaan percetakan 3D komposit. Selama 12 bulan terakhir, kami memperkirakan bahwa lebih dari $150.000.000 telah diinvestasikan di perusahaan pencetakan 3D komposit, termasuk Markforged, Fortify, dan 9T Labs.
Tantangan dalam perangkat keras pencetakan 3D
Terlepas dari evolusi lanjutan dari perangkat keras pencetakan 3D, segmen ini mungkin mengalami beberapa tantangan karena ketidakpastian global yang disebabkan oleh pandemi COVID-19.
Scott Dunham, VP of Research di firma riset, SmarTech Analysis, dan kontributor AM Landscape, memperkirakan bahwa penjualan perangkat keras tidak akan tumbuh secara signifikan pada tahun 2020, meskipun ada harapan untuk segmen material:
‘Penjualan perangkat keras mungkin tidak akan kemana-mana karena pengeluaran modal tidak diragukan lagi akan ketat sepanjang sisa tahun ini (setidaknya). Namun kami berharap tingkat pemanfaatan akan pulih untuk basis mesin terpasang yang ada, mendorong penjualan material untuk material berorientasi penggunaan akhir baru .’
Bahan
Kisaran bahan cetak 3D terus berkembang.
Pada tahun 2020, Database Senvol mencantumkan sebanyak 2.245 materi AM yang berbeda, dibandingkan dengan lebih dari 1.700 materi pada tahun 2019.
Sementara polimer tetap menjadi bahan yang paling populer, permintaan akan logam terus meningkat. 40 persen perusahaan dalam survei baru-baru ini oleh EY menyatakan bahwa mereka ingin menggunakan paduan standar untuk aplikasi AM mereka, sementara 31 persen menyebutkan paduan berkinerja tinggi.
Meskipun prospek positif untuk pasar bahan cetak 3D, biaya bahan tetap menjadi penghalang utama untuk adopsi pencetakan 3D secara luas. Pada tahun 2020, polimer dan logam AM masih beberapa kali lebih mahal daripada bahan non-AM.
Perangkat Lunak
Adopsi pencetakan 3D sebagai teknologi manufaktur digital telah menciptakan permintaan akan perangkat lunak khusus yang dapat merampingkan proses AM, mulai dari desain bagian hingga manajemen alur kerja.
‘Pencetakan 3D bukanlah hal baru, dengan sejarah hampir 35 tahun, tetapi sebagian besar fokus selama beberapa dekade adalah pada platform dan material. Yang sedang mengejar adalah perangkat lunak yang dibutuhkan untuk memprediksi, mengoreksi, dan mengelola bagian yang dicetak dengan lebih baik.’
Gregory Paulsen, Direktur Teknik Aplikasi di Xometry
Untuk tahap desain, perangkat lunak simulasi tetap menjadi fokus utama pengembangan perangkat lunak pencetakan 3D. Alasan utama untuk ini adalah potensi untuk mengurangi, atau bahkan menghilangkan, pendekatan coba-coba yang saat ini digunakan untuk mencapai hasil pencetakan 3D yang berulang.
Pada saat yang sama, tingkat kecanggihan perangkat lunak desain seperti optimasi topologi dan desain generatif meningkat. Kami melihat lebih banyak contoh suku cadang yang dioptimalkan secara topologi yang digunakan dalam aplikasi penting seperti suku cadang mesin dirgantara, komponen otomotif, dan implan medis.
Namun, ada tantangan alat persiapan build yang terputus-putus, menambahkan lapisan kompleksitas pada alur kerja AM.
Kabar baiknya adalah bahwa ini sedang diselesaikan:pengembang perangkat lunak pencetakan 3D berfokus untuk mengintegrasikan alat persiapan pembuatan yang berbeda untuk memungkinkan proses yang lebih efisien.
Perangkat lunak multi-fungsi tersebut memungkinkan pengguna untuk melakukan pemeriksaan kemampuan cetak, mengarahkan bagian pada bangunan, mengoptimalkan struktur bagian untuk meringankan, menambahkan dukungan dan menjalankan analisis simulasi.
Alur kerja dan perangkat lunak MES
Kebutuhan akan solusi perangkat lunak yang dapat mengelola langkah-langkah yang terlibat dalam manufaktur aditif tumbuh sejalan dengan meluasnya penggunaan AM dalam produksi. Perusahaan memerlukan ketertelusuran untuk komponen cetak 3D mereka dan kemampuan untuk mengontrol operasi AM mereka secara lebih efisien.
Persyaratan ini telah mendorong munculnya segmen perangkat lunak yang relatif baru dari Manufacturing Execution System (MES), juga dikenal sebagai perangkat lunak alur kerja.
Saat ini, beberapa solusi MES tersedia di pasar, masing-masing dengan tingkat kematangan yang berbeda. Ini berarti bahwa memilih solusi yang tepat pada akhirnya akan mengharuskan perusahaan untuk mempertimbangkan banyak faktor, seperti kemampuan integrasi perangkat lunak dan kemampuan untuk mendukung peningkatan volume produksi.
Perangkat lunak IP dan Keamanan
Saat mencetak suku cadang 3D secara internal atau mengalihdayakannya ke pemasok, perlindungan IP menjadi pertimbangan penting. Ini berarti bahwa perangkat lunak keamanan memiliki peran penting dalam memungkinkan penggunaan pencetakan 3D di seluruh organisasi.
Pencetakan 3D melibatkan banyak transfer data, tidak hanya antar perangkat keras tetapi juga antar departemen, lokasi produksi, dan pemasok. Ini berarti bahwa keamanan akan menjadi perhatian utama bagi setiap perusahaan yang menggunakan pencetakan 3D untuk produksi dan ingin mengontrol asetnya dan melindungi file desainnya dari akses yang tidak sah.
Sementara perangkat lunak keamanan tetap sangat kecil dibandingkan dengan kategori perangkat lunak lainnya, kami berharap ini akan berubah secara signifikan selama beberapa tahun ke depan, karena permintaan akan solusi keamanan yang disesuaikan meningkat.
Pasca-pemrosesan
Saat pencetakan 3D bergerak ke produksi, ada dorongan besar untuk mengatasi tantangan pasca-pemrosesan utama seperti langkah-langkah pasca-pemrosesan yang sangat manual dan intensif waktu.
Selain itu, pasca-pemrosesan suku cadang yang dicetak 3D merupakan bagian yang cukup besar dari keseluruhan biaya per suku cadang.
‘Pasca-pemrosesan memiliki dampak besar dalam memungkinkan produsen mencapai target biaya mereka jika mengejar produksi berskala .'
‘Fokus harus pada teknologi pasca-pemrosesan berkelanjutan yang sepenuhnya mengotomatiskan alur kerja, begitu suku cadang keluar dari printer 3D, menghilangkan biaya mahal dari alur kerja manual padat karya. Hanya jika penghematan terpenuhi, produksi berskala mungkin .’
Joseph Crabtree, CEO Additive Manufacturing Technologies Ltd.
Sejumlah perusahaan telah muncul di pasar untuk mengatasi tantangan pasca-pemrosesan dengan mengembangkan solusi otomatis untuk pembersihan bagian, depowdering, finishing permukaan, dan pewarnaan.
Beberapa dari mereka sepenuhnya berfokus pada industri pencetakan 3D (seperti Teknologi Manufaktur Aditif, DyeMansion, Teknologi PostProcess), sementara yang lain adalah perusahaan tradisional besar (seperti Rösler dan Quintus Technologies) yang telah mengembangkan solusi untuk pencetakan 3D.
Manufaktur Aditif pada tahun 2020:Membentuk masa depan manufaktur digital
Setahun dari Lanskap Manufaktur Aditif pertama AMFG, tidak dapat dipungkiri bahwa industri pencetakan 3D telah berkembang secara signifikan sejak saat itu.
Perusahaan baru telah memasuki pasar, dengan teknologi pencetakan 3D baru; perusahaan material mempercepat pengembangan material, dan ada lebih banyak fokus daripada sebelumnya pada otomatisasi dan konektivitas.
Terlepas dari ketidakpastian global saat ini, industri AM tetap matang dengan peluang. Kami yakin bahwa AM akan keluar dari krisis global dengan lebih kuat dan lebih terkonsolidasi dari sebelumnya. Satu hal yang akan berperan penting dalam hal ini adalah kolaborasi berkelanjutan dalam industri – dan kami telah melihat banyak contoh tren ini.
Pada akhirnya, 2020 tampaknya akan menjadi tahun di mana manufaktur aditif menunjukkan nilainya di arus utama, mendapatkan pijakan yang lebih kuat dalam industri manufaktur yang lebih luas.
Unduh buku putih dan infografis di sini
