3D-printing: ARKs anslag fra 2023 om et markedspotensial på 500 milliarder dollar

I tusenvis av år har mennesker brukt blant annet smiing og støping i former til å fremstille verktøy og forbruksvarer. Additiv produksjon, ofte kalt 3D-printing, har utvidet mulighetene for å lage komplekse deler.

Additiv produksjon bygger gjenstander lag for lag fra en digital modell. Avhengig av prosessen brukes for eksempel plastfilament, flytende harpiks, metallpulver eller smeltet metall. Ikke alle materialer er filament, og ikke alle prosesser innebærer både smelting og herding. Materialegenskaper, skriverens kapasitet og kravene til sluttproduktet setter praktiske grenser.

I 2023 fantes 3D-skrivere både til industriell bruk og hobbybruk. Det betydde ikke at alle industrielle materialer og bruksområder var tilgjengelige for enhver bruker.

Kilde – ARK Invest ‘Big Ideas 2023’ side 131

En relevant sammenheng erWrights lov, som beskriver hvordan enhetskostnaden kan falle med en nokså fast prosentandel hver gang samlet produksjon dobles. Det er en erfaringsbasert sammenheng, ingen garanti for alle teknologier. I Big Ideas 2023 anslo ARK Invest et samlet mulig marked på eksisterende produktområder: omtrent 500 milliarder amerikanske dollar som 3D-printing potensielt kunne betjene. Dette var et anslag over et adresserbart marked, ikke sektorens daværende omsetning.

Den opprinnelige artikkelen viste også til en separat markedsprognose fra 2022 med omtrent 21 % gjennomsnittlig årlig vekst og en markedsstørrelse på over 77 milliarder amerikanske dollar i 2030. Avgrensningen var en annen enn i ARKs potensialanslag. Prognosen var ikke et oppnådd resultat eller en garanti.

Produsenter og utviklere

Disse selskapene viser ulike roller innen additiv produksjon, fra designprogramvare til skrivere og tjenester. Eksemplene er ikke investeringsanbefalinger.

Autodesk Inc. (ADSK)

Programvare for design og forberedelse av produksjonen er en viktig del av additiv produksjon. Autodesk tilbyr blant annet Fusion 360, Netfabb og Tinkercad med forskjellige funksjoner for konstruksjon og fremstilling; ikke alle er utelukkende utviklet for 3D-printing.

Autodesk hadde hovedkontor i California, USA. Omsetningen var omtrent 4,39 milliarder amerikanske dollar i regnskapsåret 2022, som sluttet i januar 2022, ikke kalenderåret 2022.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Stratasys leverer 3D-skrivere og tjenester til blant annet luftfart, tannbehandling og bilindustrien.

Stratasys hadde hovedkontorer i Minnesota, USA, og Rehovot, Israel. Omsetningen i 2021 var omtrent 607,2 millioner amerikanske dollar.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

I 1980 solgte Ray Kurzweil selskapet Kurzweil Computer Products, som utviklet skannings- og tekstgjenkjenningsteknologi, til Xerox. Xerox var allerede kjent for kopiering; denne handelen gjorde ikke i seg selv navnet til en generell betegnelse på alle skannere og skrivere.

Xerox brukte også sin forsknings- og utviklingskapasitet innen additiv produksjon.

Et eksempel var ElemX, en skriver som bruker smeltet metall.

Xerox hadde hovedkontor i Connecticut, USA. Omsetningen i 2022 var 7,11 milliarder amerikanske dollar.

Mulige bruksområder

Prognosene bygget på mulige anvendelser i forskjellige sektorer. Eksemplene viser muligheter, ikke at alle produkter var kommersielt tilgjengelige eller lønnsomme å fremstille i 2023.

Helsevesen

Noe medisinsk utstyr kan tilpasses pasientens anatomi. 3D-printing kan gi nye måter å gjøre dette på, men nytten avhenger av utforming, materialer og klinisk dokumentasjon.

• Et hofteimplantat kan fremstilles med pasienttilpasset geometri. Det betyr ikke at 3D-printing alltid gir en perfekt kopi eller et garantert bedre behandlingsresultat.
• Ortopediske innleggssåler kan fremstilles individuelt. De kan inngå i behandling av gang- eller fotproblemer, blant annet hos personer med diabetes. Effekten på fall og leddskader avhenger av den konkrete behandlingen.
• 3D-printing kan brukes til utvendige proteser som tilpasses brukeren. Det gjenoppretter ikke automatisk hele funksjonen til en tapt arm eller et tapt bein.
• Innen hjerte- og karkirurgi kan pasienttilpassede modeller støtte planleggingen. Implantater og andre bruksområder krever egen utvikling og dokumentasjon; det betyr ikke at 3D-printede stenter og hjerteklaffer generelt var ferdige, godkjente løsninger i 2023.

ARK Invest fremhevet helse samt luftfart og forsvar som store mulige bruksområder. Det var en vurdering av markedspotensial, ingen garanti for lønnsomhet.

Robotikk og maskiner

Roboter var med i filmer som The Master Mystery fra 1918 og senere Rocky IV og Short Circuit. Filmens roboter er imidlertid ikke bevis på teknologiens modenhet. I 2023 viste ulike prosjekter muligheter for robotutvikling der 3D-printing kunne spille en rolle, blant annet Atlas (datidens modell i videoen nedenfor) og InMoov . Prosjektene var forskjellige og viste ikke at all teknologien var klar for bred bruk.

Additiv produksjon kan blant annet bidra gjennom

• kostnadseffektiv fremstilling av enkelte deler i små serier
• mulighet for bedre styrke i forhold til vekt gjennom egnet konstruksjon og materialvalg
• mulighet for å samle flere funksjoner i én del og redusere noe av monteringsarbeidet

Forskning kunne utvide disse mulighetene de neste fem til ti årene. Utbredelse og fordeler avhang likevel av konkrete bruksområder, materialer, produksjonskrav og kostnader.

Luftfart, romfart og militære bruksområder

I juli 2022 fikk det amerikanske marinefartøyet USS Essex installert en Xerox ElemX-skriver for smeltet metall. Formålet var å prøve ut fremstilling av deler om bord og undersøke hvordan det kunne støtte fartøyets operative beredskap.

Bruksområdene omfatter også romfart. NASA har brukt additiv produksjon til rakettkomponenter og undersøkt fremstilling i lav tyngdekraft. Slike forsøk kunne etter hvert gjøre vedlikehold i rommet enklere; de beviste ikke at alle reservedeler eller boliger uten videre kunne printes.

I tillegg til fremstilling ved behov kan egnet konstruksjon og materialvalg gi lettere deler med nødvendig styrke. Fordelen avhenger av prosessen og dokumentasjon av delen; 3D-printing garanterer ikke i seg selv bedre styrke i forhold til vekt.

En ekstra D?

Materialforskning kunne utvide bruksområdene utover konvensjonell 3D-printing.

En av retningene som ble undersøkt, var 4D-printing. Den fjerde dimensjonen er tid: et printet materiale kan endre form eller egenskaper etter fremstillingen.

Slike materialer kan være laget for å reagere på eksempelvis vann, varme, lys eller andre påvirkninger. Det er dette som menes med programmerbare materialer i denne sammenhengen.

Formhukommelse kan få et materiale til å vende tilbake til en bestemt form. Det er ikke det samme som å reparere skader: selvreparasjon krever egne materialegenskaper. Dette var forsknings- og utviklingsområder, ikke universelle egenskaper ved 4D-printing.

Avsluttende ord

Mange av de nevnte produkttypene kunne også fremstilles med etablerte metoder. Additiv produksjon kan gi fordeler i konstruksjon, tilpasning, leveringstid eller materialforbruk, men er ikke alltid raskere eller billigere.

Denne vurderingen fra 2023 beskrev et betydelig mulig marked. Teknisk potensial, forventet markedsomsetning og faktisk lønnsomhet er forskjellige størrelser. Prognosene garanterte ikke fremtidig vekst.