3D-print: ARKs vurdering fra 2023 af et markedspotentiale på 500 mia. dollar

I tusinder af år har mennesker brugt blandt andet smedning og støbning i forme til at fremstille værktøj og forbrugsvarer. Additiv fremstilling, ofte kaldet 3D-print, har siden udvidet mulighederne for at fremstille komplekse dele.

Additiv fremstilling bygger emner op lag for lag ud fra en digital model. Afhængigt af processen bruges eksempelvis plastfilament, flydende harpiks, metalpulver eller smeltet metal. Ikke alle materialer er filament, og ikke alle processer består af både smeltning og hærdning. Materialeegenskaber, printerens kapacitet og krav til det færdige produkt sætter praktiske grænser.

I 2023 fandtes 3D-printere både til industriel brug og til hobbybrug. Det betød ikke, at alle industrielle materialer og anvendelser var tilgængelige for enhver bruger.

Kilde: ARK Invest, Big Ideas 2023, side 131

Wrights lov beskriver, hvordan enhedsomkostninger kan falde med en nogenlunde fast procentdel, hver gang den samlede produktion fordobles. Det er en erfaringsbaseret sammenhæng, ikke en garanti for enhver teknologi. I Big Ideas 2023 anslog ARK Invest, at 3D-print kunne betjene eksisterende produktmarkeder med et samlet potentiale på omkring 500 mia. amerikanske dollar. Det var et skøn over det mulige marked, ikke størrelsen på den daværende 3D-printomsætning.

Den oprindelige artikel henviste også til en særskilt markedsprognose fra 2022: cirka 21 % gennemsnitlig årlig vækst og over 77 mia. amerikanske dollar i 2030. Det var en prognose med en anden afgrænsning end ARKs markedspotentiale, ikke et allerede opnået resultat.

Producenter og udviklere

Følgende virksomheder illustrerer forskellige roller inden for additiv fremstilling, fra designsoftware til printere og tjenester. Eksemplerne er ikke investeringsanbefalinger.

Autodesk Inc. (ADSK)

Software til design og forberedelse af produktionen er en vigtig del af additiv fremstilling. Autodesk tilbyder blandt andet Fusion 360, Netfabb og Tinkercad med forskellige funktioner til konstruktion og fremstilling; de er ikke alle udelukkende udviklet til 3D-print.

Autodesk havde hovedkontor i Californien, USA. I regnskabsåret 2022, som sluttede i januar 2022, var omsætningen omkring 4,39 mia. amerikanske dollar.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Stratasys leverer 3D-printere og tjenester til blandt andet luftfart, tandpleje og bilindustrien.

Stratasys havde hovedkontorer i Minnesota, USA, og Rehovot, Israel. Omsætningen i 2021 var omkring 607,2 mio. amerikanske dollar.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

I 1980 solgte Ray Kurzweil virksomheden Kurzweil Computer Products, som udviklede scannings- og tekstgenkendelsesteknologi, til Xerox. Xerox var allerede kendt for kopiering; virksomhedsnavnet blev ikke først gennem denne handel en fælles betegnelse for alle scannere og printere.

Inden for additiv fremstilling udviklede Xerox blandt andet ElemX, en printer til flydende metal.

Xerox havde hovedkontor i Connecticut, USA. Omsætningen i 2022 var 7,11 mia. amerikanske dollar.

Mulige anvendelser

Prognoserne byggede på mulige anvendelser i forskellige sektorer. Følgende eksempler viser muligheder, men ikke at alle produkter var kommercielt tilgængelige eller økonomisk fordelagtige i 2023.

Sundhed

• Et hofteimplantat kan fremstilles med en geometri tilpasset patienten. Det betyder ikke, at 3D-print altid giver en perfekt kopi eller et garanteret bedre behandlingsresultat.
• Ortopædiske indlæg kan fremstilles individuelt. De kan indgå i behandling af gangproblemer eller fodproblemer, blandt andet hos personer med diabetes, men effekten på fald og ledskader afhænger af den konkrete behandling.
• 3D-print kan bruges til at fremstille udvendige proteser og tilpasse dem til brugeren. Det genskaber ikke automatisk den fulde funktion af et mistet lem.
• Inden for hjerte-kar-kirurgi kan patientspecifikke modeller støtte planlægning, mens implantater og andre anvendelser kræver særskilt udvikling og dokumentation. Det betyder ikke, at 3D-printede stents og hjerteklapper generelt var færdige, godkendte løsninger i 2023.

ARK Invest fremhævede sundhed samt luftfart og forsvar som store mulige anvendelsesområder. Det var en vurdering af markedspotentiale, ikke en garanti for rentabilitet.

Robotik og maskiner

Robotter optrådte i film som The Master Mystery fra 1918 og senere Rocky IV og Short Circuit. Filmens robotter er dog ikke dokumentation for teknologisk modenhed. I 2023 viste projekter som Atlas og InMoov forskellige muligheder for robotudvikling, hvor 3D-print kunne spille en rolle. Atlas-videoen nedenfor viser datidens robot, ikke en senere model.

Additiv fremstilling kan blandt andet bidrage til robotudvikling gennem

• økonomisk fremstilling af visse dele i små serier
• mulighed for et bedre forhold mellem styrke og vægt gennem passende konstruktion og materialevalg
• mulighed for at samle flere funktioner i en del og reducere noget af monteringsarbejdet

Forskning kunne udvide disse muligheder i de følgende fem til ti år. Udbredelsen og fordelene afhang dog af konkrete anvendelser, materialer, produktionskrav og omkostninger.

Luftfart, rumfart og militære anvendelser

I juli 2022 blev en Xerox ElemX-printer til flydende metal installeret om bord på det amerikanske flådefartøj USS Essex. Formålet var at afprøve fremstilling af dele om bord og undersøge, hvordan det kunne understøtte fartøjets operative beredskab.

Anvendelserne rækker også til rumfart. NASA har brugt additiv fremstilling til raketkomponenter og undersøgt fremstilling under forhold med lav tyngdekraft. Sådanne forsøg kunne på sigt lette vedligeholdelse i rummet; det var ikke et bevis på, at alle reservedele eller boliger kunne printes uden videre.

Ud over fremstilling efter behov kan konstruktion og materialevalg give lettere dele med den nødvendige styrke. Fordelen afhænger af processen og af dokumentation for delens egenskaber; 3D-print garanterer ikke i sig selv et bedre forhold mellem styrke og vægt.

Et ekstra D?

Materialeforskning kunne også udvide anvendelserne ud over konventionelt 3D-print.

En af de undersøgte retninger var 4D-print. Her betegner den fjerde dimension tid: et printet materiale kan ændre form eller egenskaber efter fremstillingen.

Sådanne materialer kan være designet til at reagere på eksempelvis vand, varme, lys eller andre påvirkninger. Det er det, der i denne sammenhæng menes med programmerbare materialer.

Formhukommelse kan få et materiale til at vende tilbage til en bestemt form. Det er ikke det samme som at reparere skader: selvreparation kræver særskilte materialeegenskaber. Mulighederne var forsknings- og udviklingsområder, ikke universelle egenskaber ved 4D-print.

Afsluttende bemærkninger

Mange af de nævnte produkttyper kunne også fremstilles med etablerede metoder. Additiv fremstilling kan give fordele i konstruktion, tilpasning, leveringstid eller materialeforbrug, men er ikke altid hurtigere eller billigere.

Denne vurdering fra 2023 beskrev et betydeligt muligt marked. Teknisk potentiale, forventet markedsomsætning og faktisk rentabilitet er forskellige størrelser, og prognoserne garanterede ikke fremtidig vækst.