3D-printning er i øjeblikket et potentielt $500B marked

I tusinder af år har vi været afhængige af processer som smedning og støbning ved brug af aftrykforme for at skabe stadig mere komplekse værktøjer og forbrugsvarer. I de senere år har teknologien bag sådanne fremstillingsprocesser dog oplevet et gigantisk spring fremad med fremkomsten af additiv fremstilling – ofte kaldet 3D-printning.

Additiv fremstilling er en computerstyret proces, hvor specialiserede materialer (typisk kaldet ‘filament’) smeltes og hærdes lag for lag. Afhængigt af printerens størrelse og projektets behov kan de anvendte filamenter variere fra ABS-plastik til flydende metaller, kulfiberinfusioner og mere. Dette muliggør fremstilling af genstande, der kun er begrænset af menneskelig kreativitet.

I 2023 er denne teknologi vokset til et punkt, hvor den er let tilgængelig ikke kun på industrielt niveau, men også for hobbyister og alle derimellem.

Source – ARK Invest ‘Big Ideas 2023’ Page 131

Udover at tage ting som ‘Wrights lov’ i betragtning – som i bund og grund siger, at jo mere vi producerer noget, desto bedre bliver vi til det – forventer mange, at additiv fremstilling vil fortsætte med at blomstre på grund af dens potentiale til at omvælte så mange andre sektorer. ARK Invest fremhæver dette i sin seneste ‘Big Ideas 2023’-rapport, hvor den forudser, at når den anvendes på eksisterende markeder, “3D-printning vil være en markedsmulighed på 500 milliarder dollars”.

Ser man frem mod 2030, forestiller forskningsrapporter sig, at additiv fremstilling vil opretholde en årlig sammensat vækstrate (CAGR) på 21 % og have en markedsstørrelse på over 77 milliarder dollars.

Producenter og Innovatører

Før vi dykker ned i nogle eksempler på, hvordan additiv fremstilling kan ændre den måde, vi tackler ting som strukturingeniørkunst, sundhedspleje og mere, er følgende nogle eksempler på virksomheder, der er direkte involveret i sektoren. Disse eksempler er ikke investeringsanbefalinger, men har til formål at fremhæve nøglespillere, der arbejder på at fremme teknologien.

Autodesk Inc. (ADSK)

En nøglekomponent til, hvad der gør additiv fremstilling mulig, er softwaren, som muliggør oprettelse og udførelse af produktdesignplaner. Det er her Autodesk træder ind og tilbyder en komplet suite af software (Fusion 360, Netfabb, Tinkercad), der er skræddersyet til additiv fremstilling.

Autodesk har hovedkontor i Californien, USA. I 2022 havde virksomheden en omsætning på 4,4 mia. $.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Dette firma er en leder inden for additiv fremstillingssektoren. Gennem sin række af 3D-printere og tjenester tilbyder virksomheden løsninger rettet mod en række områder, herunder luftfart, tandpleje, bilindustri og mere.

Stratasys har hovedkontor i Minnesota, USA. I 2021 havde virksomheden en omsætning på 606,3 mio. $.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

I 1980 solgte den berømte futurist Ray Kurzweil forskellige teknologier, herunder fladbedsscanneren, til Xerox. I årtierne siden er Xerox blevet et eponym for scannere og printere generelt og et velkendt navn i husholdninger.

Med hensyn til additiv fremstilling har Xerox udnyttet sin evne til forskning og udvikling til at skabe produkter som ElemX, der muliggør flydende metalprintning.

Xerox har hovedkontor i Connecticut, USA. I 2022 havde virksomheden en omsætning på 7,11 mia. $.

Hvor Muligheden Ligger

Så vi ved, at der laves store forudsigelser for fremtiden for additiv fremstilling. Men hvilke anvendelser af denne teknologi udgør grundlaget for sådanne forudsigelser? Følgende er kun nogle få eksempler ud af mange.

Sundhedspleje

• Har du brug for et nyt hofteled? 3D-printning kan tilbyde en perfekt gengivelse, skræddersyet til modtageren.
• Har du brug for ortopædi? 3D-printning kan tilbyde specialfremstillede indlæg for at sikre korrekt gang hos ældre, minimere fald, reducere ledsmerter og endda hjælpe diabetikere.
• Har du brug for en protese? 3D-printning kan give amputanter en omkostningseffektiv løsning til at genvinde brugen af alle deres lemmer.
• Har du brug for hjerte‑kar kirurgi? 3D-printning muliggør fremstilling af patient‑specifikke implantater som stents og ventiler, hvilket gør operationerne mere effektive.

Med hensyn til sundhedspleje fortsætter listen uendeligt, og det er grunden til, at ARK Invest mener, at ud over luftfartssektoren repræsenterer den en af de mest lukrative anvendelser af additiv fremstilling i de kommende år.

Robotik / Maskineri

Mens robotter har haft en tilstedeværelse i film så langt tilbage som 1918 i ‘The Master Mystery’, var det i 1980’erne, de virkelig blev en del af popkulturen med film som Rocky IV og Short Circuit som fremtrædende eksempler. En hovedårsag var, at selvom teknologien til at skabe levedygtige talende robotter stadig blev betragtet som årtier væk, gik den fra fantasi til virkelighed. Spol frem til 2023, og additiv fremstilling er nu klar til at spille en vigtig rolle i at gøre disse tidligere visioner til virkelighed, med projekter som Atlas (som ses i den følgende video) og InMoov i front.

Udviklingen af sådanne projekter får nu stor hjælp fra additiv fremstilling, da processerne muliggør,

• omkostningseffektiv fremstilling af lavvolumen dele
• øget styrke‑til‑vægt‑forhold for komponenter
• eliminering af mange ingeniørmæssige kompleksiteter

Med løbende forskning, der øger vores forståelse af robotik, er vi meget tættere på at se virkelige eksempler, end mange tror. Der er ingen tvivl om, at når vi ser 5‑10 år frem, vil additiv fremstilling fortsat spille en vigtig rolle i at gøre dette til virkelighed.

Luftfart & Militære Anvendelser

I midten af 2022 så et amerikansk flådeskib, USS Essex, installationen af en ElemX. Dette er en enhed fremstillet af Xerox, som muliggør flydende metalprintning. Denne specifikke installation er bemærkelsesværdig, da den bruges til at teste muligheden for on‑site 3D‑printere til at hjælpe med ‘operationel beredskab’ for sådanne fartøjer.

Brugsområdet for 3D‑printere strækker sig langt ud over søgående militære operationer og ud i rummet. Ikke kun bygger regeringsorganisationer som NASA allerede raketkomponenter gennem additiv fremstilling, men der forskes i at teste teknologiens levedygtighed i lav‑tyngdekraftsmiljøer. Hvis det lykkes, kan det betyde lettere vedligeholdelse af rumstationer, udenjordiske habitater og mere.

Appellen ved additiv fremstilling i militære og luftfartsanvendelser går ud over bekvemmeligheden ved at skabe dele på efterspørgsel. Efterhånden som vores forståelse af materialvidenskab øges, udvikler vi nye materialer, der giver stadig bedre styrke‑til‑vægt‑forhold – en nøgle til omkostningseffektivitet og strukturel integritet i komplekse strukturer.

Et Ekstra ‘D’?

Hvis alle ovenstående eksempler ikke er nok til at overbevise dig om fordelene ved additiv fremstilling, så overvej, at vi kun nu begynder at opdage disse anvendelsesområder med vores nuværende forståelse af materialvidenskab.

Ser man frem mod 2030 og videre, forventer mange, at et vigtigt skridt for additiv fremstilling vil være at tilføje endnu et ‘D’ til processen gennem udviklingen af ‘4D-printning’.

4D-printning refererer til brugen af det, mange kalder ‘programmerbart stof’. Det er i bund og grund 3D-printning, der benytter et materiale, som reagerer på ekstern stimulans (termisk, elektrisk osv.) efter fremstillingen.

Når processen er perfektioneret, vil den muliggøre produkter, der kan ændre form/størrelse, selvhelbrede gennem strukturel ‘hukommelse’ og meget mere.

Afsluttende Bemærkninger

Selvom mange af de slutprodukter, der er fremstillet gennem 3D-printning og fremhævet i denne artikel, allerede er tilgængelige i dag via mere etablerede metoder, er de vigtigste differentieringsfaktorer den effektivitet, tilgængelighed og omkostning, som teknologien muliggør for deres produktion.

Ser man fremad, forbliver potentialet for additiv fremstilling til at omvælte så mange sektorer og åbne nye døre for, hvad menneskelig opfindsomhed kan opnå, en lokkende idé. Med dette i tankerne kan forudsigelserne om, at sektoren vil skyde i vejret med titusinder af milliarder i værdi i de kommende år, være mindre overdrevne, end de først lyder.