3D‑printing er for tiden et potensielt marked på $500 milliarder

I tusenvis av år har vi vært avhengige av prosesser som smiing og støping ved bruk av avtrykkformer for å lage stadig mer komplekse verktøy og forbruksvarer. I de senere årene har teknologien knyttet til slike produksjonsprosesser imidlertid opplevd et gigantisk sprang fremover med fremkomsten av additiv produksjon – ofte referert til som 3D‑printing.

Additiv produksjon er en datastyrt prosess hvor spesialiserte materialer (vanligvis kalt ‘filament’) smeltes og herdes lag for lag. Avhengig av printerens størrelse og prosjektets behov kan filamentene variere fra ABS‑plast til flytende metaller, karbonfiber‑infusjoner og mer. Dette gjør det mulig å lage gjenstander som kun er begrenset av menneskelig kreativitet.

I 2023 har denne teknologien vokst til et punkt hvor den er lett tilgjengelig, ikke bare i industriell skala, men også for hobbyister og alle imellom.

Kilde – ARK Invest ‘Big Ideas 2023’ side 131

Beyond taking things like ‘Wrights Law‘ into account – which essentially states that jo mer vi lager noe, desto bedre blir vi på å gjøre det – har additiv produksjon mange som forventer at sektoren vil fortsette å blomstre basert på sitt potensial til å forandre så mange andre. ARK Invest fremhever dette i sin nylige ‘Big Ideas 2023’-rapport, hvor de spår at når den anvendes på eksisterende markeder «3D‑printing vil bli en markedsmulighet på $500 milliarder».

Ser vi frem mot 2030, forsker rapporterer at additiv produksjon forventes å opprettholde en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) på 21 % og ha en markedsstørrelse på over $77 milliarder.

Produsenter og Innovatører

Før vi dykker ned i noen eksempler på hvordan additiv produksjon kan endre måten vi nærmer oss ting som strukturingeniørkunst, helsevesen og mer, er følgende noen eksempler på selskaper som er direkte involvert i sektoren. Disse eksemplene er ikke investeringsanbefalinger, men er ment å fremheve nøkkelaktører som arbeider for å videreutvikle teknologien.

Autodesk Inc. (ADSK)

En nøkkelkomponent som gjør additiv produksjon mulig, er programvaren som tillater opprettelse og gjennomføring av produktdesignplaner. Det er her Autodesk kommer inn, og tilbyr en komplett programvarepakke (Fusion 360, Netfabb, Tinkercad) skreddersydd for additiv produksjon.

Autodesk har hovedkontor i California, USA. I 2022 hadde selskapet en omsetning på $4,4 milliarder.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Dette selskapet er en leder innen additiv produksjon. Gjennom sin serie av 3D‑printere og tjenester tilbyr selskapet løsninger rettet mot en rekke felt, inkludert luftfart, tannbehandling, bilindustri og mer.

Stratasys har hovedkontor i Minnesota, USA. I 2021 hadde selskapet en omsetning på $606,3 millioner.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

I 1980 solgte den anerkjente futuristen Ray Kurzweil ulike teknologier, inkludert flatbed‑skanneren, til Xerox. I tiårene som har gått, har Xerox blitt et eponym for skannere og skrivere generelt, og et kjent navn i husholdninger.

When it comes to additive manufacturing, Xerox has leveraged its ability for research and development to create products such as the ElemX, which allows for liquid metal printing.

Med hensyn til additiv produksjon har Xerox utnyttet sin forsknings‑ og utviklingskapasitet til å lage produkter som ElemX, som gjør det mulig å skrive ut flytende metall.

Xerox har hovedkontor i Connecticut, USA. I 2022 hadde selskapet en omsetning på $7,11 milliarder.

Hvor muligheten ligger

Så vi vet at høye spådommer blir gjort for fremtiden til additiv produksjon. Men hvilke implementeringer av denne teknologien gir grunnlaget for slike forutsigelser? Følgende er bare noen få eksempler blant mange.

Helsevesen

Hvert menneske er unikt. Derfor finnes det ingen én‑størrelse‑passer‑alle når det gjelder medisinsk utstyr. Med dette i bakhodet er helsevesenet et perfekt eksempel på en industri som er klar for forstyrrelse gjennom additiv produksjon.

• Trenger du en ny hofte? 3D‑printing kan tilby en perfekt gjenskapning, skreddersydd for mottakeren.
• Trenger du ortopedisk utstyr? 3D‑printing kan tilby tilpassede innsatser for å sikre korrekt gang hos eldre, redusere fall, minske leddskader og til og med hjelpe diabetikere.
• Trenger du en protese? 3D‑printing kan tilby amputerte en kostnadseffektiv løsning for å gjenvinne bruken av alle lemmer.
• Trenger du hjerte‑ og karskirurgi? 3D‑printing gjør det mulig å lage pasientspesifikke implantater som stenter og ventiler, noe som gjør operasjoner mer effektive.

Når det gjelder helsevesenet, fortsetter listen uten ende, og det er grunnen til at ARK Invest mener at, sammen med luftfartssektoren, representerer det en av de mest lukrative implementeringene av additiv produksjon i de kommende årene.

Robotikk / Maskineri

Selv om roboter har vært til stede i film så langt tilbake som 1918 i ‘The Master Mystery’, var det på 1980‑tallet de virkelig ble en del av populærkulturen med filmer som Rocky IV og Short Circuit som klare eksempler. En hovedgrunn til dette var at, selv om teknologien for å lage levedyktige snakkende roboter fortsatt ble sett på som flere tiår unna, gikk den fra å være fantasi til å bli en realitet. Raskt frem til 2023, og additiv produksjon er nå satt til å spille en viktig rolle i å gjøre disse tidligere fremtidsvisjonene til virkelighet, med prosjekter som Atlas (som vist i videoen nedenfor), og InMoov som leder an.

Utviklingen av slike prosjekter blir nå sterkt støttet av additiv produksjon, ettersom prosessene gjør det mulig å,

• kostnadseffektiv produksjon av lavvolumdeler
• økte styrke‑til‑vekt‑forhold for komponenter
• eliminering av mange ingeniørmessige kompleksiteter

Med pågående forskning som øker vår forståelse av robotikk, er vi mye nærmere å se virkelige eksempler enn mange tror. Det er ingen tvil om at når vi ser 5–10 år fremover, vil additiv produksjon fortsette å spille en viktig rolle i å gjøre dette til virkelighet.

Luftfart & Militære anvendelser

I midten av 2022 så et amerikansk marinefartøy, USS Essex, installasjonen av en ElemX. Dette er en enhet produsert av Xerox, som gjør det mulig å skrive ut flytende metall. Denne spesifikke installasjonen er bemerkelsesverdig, da den brukes til å teste muligheten for at 3D‑printere på stedet kan bidra til ‘operasjonell beredskap’ for slike fartøy.

Bruksområdet for 3D‑printere strekker seg langt utover sjøgående militære operasjoner, og helt opp i stjernene. Ikke bare bygger offentlige organisasjoner som NASA allerede rakettkomponenter gjennom additiv produksjon, men forskning pågår for å teste teknologienes levedyktighet i lavgravitasjonsmiljøer. Hvis det lykkes, kan det bety enklere vedlikehold av romstasjoner, utenomjordiske habitater og mer.

Appellen ved additiv produksjon i militære og luftfartsapplikasjoner går utover bekvemmeligheten ved å lage deler på forespørsel. Etter hvert som vår forståelse av materialvitenskap øker, utvikler vi nye materialer som gir stadig bedre styrke‑til‑vekt‑forhold – en nøkkel til kostnadseffektivitet og strukturell integritet i komplekse strukturer.

En ekstra ‘D’?

Hvis alle de ovennevnte eksemplene ikke var nok til å overbevise deg om fordelene med additiv produksjon, bør du vurdere at vi først nå oppdager disse bruksområdene med vår nåværende forståelse av materialvitenskap.

Ser vi frem mot 2030 og videre, er et stort steg mange forventer at additiv produksjon vil ta, å legge til enda en ‘D’ i prosessen gjennom utviklingen av ‘4D‑printing’.

4D‑printing refererer til bruken av det mange kaller ‘programmerbart materiale’. Det er i hovedsak 3D‑printing som benytter et medium som vil reagere på ekstern stimulans (termisk, elektrisk osv.) etter produksjon.

Når dette er perfeksjonert, vil slike prosesser tillate produkter som kan endre form/størrelse, selvreparere gjennom strukturell ‘hukommelse’, og mye mer.

Avsluttende ord

Selv om mange av sluttproduktene laget med 3D‑printing som er fremhevet i denne artikkelen allerede er tilgjengelige i dag gjennom mer etablerte metoder, er de viktigste differensierende faktorene effektiviteten, tilgjengeligheten og kostnaden som teknologien gjør det mulig å produsere dem med.

Ser vi fremover, forblir potensialet for at additiv produksjon kan forandre så mange sektorer og åpne nye dører for hva menneskelig oppfinnsomhet kan oppnå, en fristende mulighet. Med dette i tankene, kan spådommene om at sektoren vil skyte i været med titalls milliarder i verdi i de kommende årene, være mindre overdrevne enn de først høres ut.