10 экспертных прогнозов, формирующих будущее 3D-печати

2019 год стал переломным для 3D-печати: технология стремительно перешла от прототипирования к серийному производству и стала ключевым элементом современных мануфактурных экосистем.

Следить за темпами развития этой отрасли непросто, поэтому мы проанализировали более 30 экспертных интервью за прошлый год, чтобы выделить главные тренды, которые определят аддитивное производство в ближайшее десятилетие.

1. 3D-печать переходит в главное серийное производство

«Аддитивное производство входит в очень интересную эпоху, потому что оно постепенно становится мейнстримом».

Энди Каламби, CEO Rize
3D-печать выросла за рамки прототипирования. Сегодня компании в автопроме, потребительских товарах и инструментальном деле интегрируют технологию в производственные линии: 51% опрошенных фирм уже используют 3D-печать для серийных деталей (отчёт Sculpteo 2019).
Автогиганты вроде Ford, Volkswagen и BMW уже применяют 3D-печатные компоненты, а BMW недавно отпраздновал миллионную 3D-деталь для i8 Roadster. Пока объёмы скромны, но ассортимент и частота печати деталей готовятся к резкому расширению.

«Мы достигаем точки перегиба: количество деталей, идущих в производство, растёт. Через пять лет вы увидите множество контрактных المصنщиков, которые масштабируются и устанавливают сотни таких систем для долгосрочных производственных контрактов».

Закари Мерфри, вице-президент по технологическим партнёрствам VELO3D
Ключ к масштабированию — появление металлического биндер-джеттинга нового поколения (Desktop Metal, 3DEO, ExOne, HP, GE). Эти системы сочетают низкую стоимость оборудования и материалов с высокой производительностью, делая биндер-джеттинг стоимостной альтернативой традиционным методам. 3D-печать не заменит фрезеровку или литьё, но становится полноценным производственным методом, работающим параллельно с классическими процессами.

2. ПО для проектирования бесшовно интегрируется с аддитивным производством

«Важный тренд — развитие инструментов проектирования для AM. Следующий шаг — их полная и бесшовная интеграция в популярные CAD-системы».

Терри Уолерс, основатель Wohlers Associates
Проектирование для аддитивного производства остаётся сложным для инженеров, привыкших к традиционным методам. Многие CAD-инструменты ещё не оптимизированы для градиентных материалов, решётчатых структур или моделирования пористости. Интегрированные решения — например, Autodesk Netfabb, которое чинит STL, генерирует поддержки, решётки и симулирует металлические детали — замыкают этот разрыв. PTC Creo 6.0, обогащённый недавней покупкой генеративного дизайна Frustum, также предлагает сквозной цикл проектирования и подготовки к печати. Эти достижения ускорят внедрение, сократив циклы итераций и сделав AM-ориентированный дизайн стандартным процессом.

«Мы увидим больше программных инструментов, помогающих инженерам лучше проектировать детали под конкретный процесс… Это сократит число итераций, особенно если цель — печать для производства».

Грег Полсен, директор по прикладной инженерии Xometry

3. Образование — ключ к массовому внедрению

«С точки зрения компетенций, инновации — это люди и технологии. Нет смысла толкать передовые технологии без людей, готовых их принять».

Ревант Муругесан, управляющий директор Carbon Performance
Опрос отрасли назвал недостаток образования главным барьером для сервисных бюро. Прототипирование просто, но переход к производству требует инвестиций в оборудование и глубокой экспертизы. Без неё компании не могут построить бизнес-кейс и раскрыть потенциал технологии.

«Кадровый вопрос сейчас критичен. Не хватает инженеров, менеджеров, топ-менеджеров, которые действительно понимают технологию достаточно глубоко, чтобы разработать стратегию и извлечь максимум».

Джон Барнс, основатель The Barnes Group Advisors

«Отрасль начинает осознавать, чего аддитивное производство НЕ может, и что оно умеет гораздо больше, чем сейчас используют».

Харольд Сирс, технический лидер AM в Ford
Образовательные инициативы — онлайн-курсы, воркшопы, выставки — расширяются. Например, Barnes Group запустил онлайн-курс с Purdue University для обучения инженеров основам AM. Компании, изучившие возможности и пределы 3D-печати (как Boyce Technologies), смогли переключиться с прототипирования на высокообъёмное производство: 90% их выпуска теперь печатается в 3D.

4. Стоматология сделает 3D-печать доминирующим производственным методом

«В стоматологии теоретически можно перевести 80%+ производства на аддитивные технологии».

Скотт Данхэм, вице-президент по исследованиям SmarTech Analysis
Смазываемые технологии (SLA, DLP, материальный джеттинг) уже производят коронки, накладки и элайнеры. Прогноз SmarTech: к 2025 году продажи 3D-принтеров в стоматологии превзойдут станки с ЧПУ, а к 2027 году 3D-печать станет ведущим методом производства стоматологических реставраций. Резиновые принтеры в среднем стоят $5000 и работают с сертифицированными стоматологическими смолами — Formlabs и EnvisionTEC предлагают по 5–13 специализированных материалов.

«Мы видим, что 3D-печать становится ключевым инструментом в стоматологии и реставрации. Цифровая нить там развита полностью — от интраорального сканирования до планирования и рабочих процессов не только в лаборатории, но и в клинике».

Ави Райхентал, основатель XponentialWorks

5. Аддитивное производство станет умнее

«Часть процесса машинного обучения — ввести высокий уровень повторяемости и позволить пользователю легче предсказывать производительность».

Джошуа Мартин, CEO Fortify
Появляются умные принтеры с датчиками и алгоритмами машинного обучения. Мониторинг в реальном времени — температура ванны, размеры сборки, шероховатость — позволяет предиктивной аналитике выявлять дефекты до их возникновения. Пioniры: VELO3D, EOS, стартап MIT Inkbit — интегрируют камерный контроль и автоматическую коррекцию. Массовое внедрение таких технологий повысит повторяемость, сократит брак и оптимизирует контроль качества.

«Это Святой Грааль AM: с внутрипроцессным контролем можно почти мгновенно реагировать на недостатки процесса».

Ив Хагедорн, управляющий директор Aconity3D

6. Рынок сервисных бюро продолжит расти

Сервисные бюро — драйверы развития AM. Тренд движется к специализации — металл, медицина и другие ниши — и к интеграции постобработки и дизайн-услуг.

«Специалисты, способные вырастить уникальную экспертизу в узкой области AM, получат возврат на инвестиции в экспертизу».

Скотт Данхэм, SmarTech Analysis

«В ближайшие годы ожидается много слияний и поглощений… крупные производители материалов для 3D-печати могут купить сервисные бюро для продвижения своих материалов».

Джонатан Уорбрик, менеджер по развитию бизнеса Graphite Additive Manufacturing

Недавние сделки — доля Sandvik в Beam-IT и быстрый рост MaaS-платформ вроде 3D Hubs и Xometry — подтверждают импульс. Эти платформы дают сквозные производственные услуги, снижая маркетинговые расходы мастерских и предлагая заказчикам единую точку заказа по разным технологиям.

«[MaaS] — это win-win: мастерские получают заказы без маркетинга… заказчик имеет единое окно для заказа деталей по множеству технологий».

Грег Полсен, Xometry

7. Металлическая 3D-печать продолжит зреть

«В металлической 3D-печати мы только поцарапали поверхность».

Скотт Данхэм, SmarTech Analysis
Металл AM — зона высокого роста, но потенциал не раскрыт полностью. Фокус смещается на продвинутые материалы, более высокую утилизацию и строгий контроль качества. Запуск EOS в 2019 году четырёх новых металлических сплавов — нержавейка CX, алюминий AlF357 и два титановых грейда — демонстрирует вектор. Надёжные тестирование и сертификация критичны для широкого промышленного внедрения, особенно в авто, авиа и энергетике.

«Контроль качества — понимание требований и возможность валидации детали — станет решающим фактором».

Даг Хеджес, президент Sintavia

По мере роста объёмов сотрудничество по стандартам и лучшим практикам станет обязательным для обеспечения единого качества деталей во всей отрасли.

8. Композитная 3D-печать — огромная рыночная возможность

«Композитное направление, пожалуй, самое новое в 3D-печати. Есть вызовы, но возможностей ещё больше».

Джошуа Мартин, CEO Fortify
Сектор композитов к следующему десятилетию может достичь почти $10 млрд, движимый способностью производить лёгкие высокопрочные детали для авиации, авто, нефти/газа и промышленности. Традиционное производство композитов трудоёмко и медленно; аддитивное может резко сократить затраты и сроки.

«Производство композитов сейчас очень трудо-, ресурс- и капиталоёмко, поэтому оно не масштабируется на большие объёмы».

Винер Мондезир, сооснователь и CTO Arevo

Компании вроде Markforged, Arevo, Fortify, Impossible Objects, Thermwood ускоряют переход к композитному AM. Ряд Fortify на $10 млн и производство велорамы Arevo показывают темпы роста.

9. Автоматизация станет центром аддитивного производства

Автоматизация — железо, робототехника, датчики, ПО — следующий рубеж. Интегрированные производственные ячейки с роботами для работы с билд-боксами и компьютерным зрением для контроля уже на рынке. Роботизированное решение Digital Metal и автоматизированные постпроцессы Jabil иллюстрируют тренд.

«Автоматизация постобработки станет одной из главных тем. Потому что настоящий скачок — в способности автоматизировать постпроизводство».

Нил ван Эс, основатель Parts on Demand

Автоматизированная постобработка в связке с цифровым управлением процессами даст непрерывное, готовое к объёмам производство — необходимое для полноценного мануфактура.

10. Ландшафт аддитивного производства станет более конкурентным

«В ближайшие пару лет мы увидим гораздо больше конкурентного хаоса из-за довольно переполненного поля».

Скотт Данхэм, SmarTech Analysis
На рынке AM уже 80+ производителей принтеров, большинство появились за последнее десятилетие. Новые игроки могут обогнать veterанов, фокусируясь на инновациях без legacy-ограничений. Это спровоцировало ребрендинги — Ultimaker и 3D Hubs — для уточнения B2B-фокуса.

«Мы живём в эпоху: либо инновируешь, либо испаряешься. То есть либо дираптишь, либо тебя дираптнут».

Ави Райхентал, XponentialWorks

Конкурентное давление заставит компании дифференцироваться через уникальную экспертизу и чёткие ценностные предложения, стимулируя дальнейший рост и инновации по всей отрасли.

Тренды сигнализируют о светлом будущем AM

«Думаю, отрасль аддитивного производства выполнит свой обещание».

Саймон Фрид, сооснователь Nano Dimension
Схождение продвинутого железа, умного ПО, новых материалов и расширяющихся приложений указывает: 3D-печать станет ещё одной мейнстримной производственной технологией. Стоматология в частности стоит на пороге почти полного перехода на аддитивное производство, остальные секторы последуют по мере роста осведомлённости и возможностей.

«Действительно думаю, что вы увидите влияние цифрового производства как решения для полноценного мануфактура».

Филип ДеСимон, сооснователь и вице-президент по бизнесу Carbon

Чтобы процветать, фирмы должны ухватить эти тренды — предоставлять специализированные услуги, инвестировать в умные технологии и преследовать непрерывные инновации. Будущее аддитивного производства — цифровое, умное и полнообъёмное.

Другие экспертные подборки:

• 10 крупнейших вызовов масштабирования аддитивного производства для производства [Экспертный обзор]
• Экспертный обзор: 20 экспертов делятся прогнозами 3D-печати на 2020 год