3D-utskrift är för närvarande en potentiell $500B-marknad

I tusentals år har vi förlitat oss på processer som smide och gjutning med hjälp av avtrycksmallar för att skapa allt mer komplexa verktyg och konsumentvaror. På senare år har dock tekniken bakom dessa tillverkningsprocesser gjort ett enormt språng framåt med framkomsten av additiv tillverkning – ofta kallad 3D-utskrift.

Additiv tillverkning är en datorstyrd process där specialiserade material (vanligtvis kallade ‘filament’) smälts och härdas lager för lager. Beroende på skrivarnas skala och projektets behov kan filamenten variera från ABS-plast till flytande metaller, kolfiberinfusioner och mer. Detta möjliggör skapandet av föremål som endast begränsas av mänsklig kreativitet.

År 2023 har tekniken vuxit till den punkt där den är lättillgänglig inte bara i industriell skala, utan även för hobbyister och alla däremellan.

Källa – ARK Invest ‘Big Ideas 2023’ sida 131

Utöver att ta hänsyn till saker som ‘Wrights Law‘ – som i princip säger att ju mer vi tillverkar något, desto bättre blir vi på det – har additiv tillverkning många förväntningar på att sektorn ska fortsätta blomstra baserat på dess potential att omkullkasta så många andra. ARK Invest framhäver detta i sin senaste ‘Big Ideas 2023’-rapport, där de förutspår att när den tillämpas på befintliga marknader “3D-utskrift kommer att bli en marknadsmöjlighet på $500 miljarder”.

När vi ser fram mot 2030 förutspår forskningsrapporter att additiv tillverkning kommer att behålla en sammansatt årlig tillväxttakt (CAGR) på 21 % och ha en marknadsstorlek på över $77 B.

Tillverkare och innovatörer

Innan vi dyker ner i några exempel på hur additiv tillverkning kan förändra vårt sätt att närma oss exempelvis strukturingenjörskap, sjukvård och mer, följer här några exempel på företag som är direkt involverade i sektorn. Dessa exempel är inte investeringsrekommendationer, utan avsedda att belysa nyckelaktörer som arbetar för att driva tekniken framåt.

Autodesk Inc. (ADSK)

En nyckelkomponent som gör additiv tillverkning möjlig är mjukvaran som möjliggör skapandet och genomförandet av produktdesignplaner. Här kommer Autodesk in i bilden och erbjuder en komplett svit av programvara (Fusion 360, Netfabb, Tinkercad) som är skräddarsydd för additiv tillverkning.

Autodesk har huvudkontor i Kalifornien, USA. År 2022 hade företaget en omsättning på $4.4 B.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Detta företag är en ledare inom additiv tillverkningssektorn. Genom sin serie av 3D-skrivare och tjänster erbjuder företaget lösningar riktade mot en mängd olika områden, inklusive rymdindustri, tandvård, fordonsindustri och mer.

Stratasys har huvudkontor i Minnesota, USA. År 2021 hade företaget en omsättning på $606.3 M.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

År 1980 sålde den berömda futuristen Ray Kurzweil olika teknologier, inklusive flatbäddsskannern, till Xerox. Under årtiondena därefter har Xerox blivit ett eponym för skannrar och skrivare i allmänhet, samt ett välkänt namn i hushållen.

När det gäller additiv tillverkning har Xerox utnyttjat sin forsknings- och utvecklingsförmåga för att skapa produkter som ElemX, som möjliggör utskrift med flytande metall.

Xerox har huvudkontor i Connecticut, USA. År 2022 hade företaget en omsättning på $7.11 B.

Var möjligheten ligger

Så vi vet att ambitiösa prognoser görs för framtiden för additiv tillverkning. Men vilka tillämpningar av denna teknik utgör grunden för sådana förutsägelser? Följande är bara några exempel bland många.

Sjukvård

Varje människa är unik. Därför finns det ingen universallösning när det gäller medicintekniska produkter. Med detta i åtanke är sjukvården ett perfekt exempel på en bransch som är mogen för disruption genom additiv tillverkning.

• Behöver du en ny höft? 3D-utskrift kan erbjuda en perfekt rekreation, skräddarsydd för mottagaren.
• Behöver du ortopediska hjälpmedel? 3D-utskrift kan erbjuda skräddarsydda insatser för att säkerställa korrekt gång hos äldre, minska fall, reducera ledskador och till och med hjälpa diabetiker.
• Behöver du ett protes? 3D-utskrift kan erbjuda amputerade en kostnadseffektiv lösning för att återfå användning av alla sina lemmar.
• Behöver du hjärt-kärlkirurgi? 3D-utskrift möjliggör skapandet av patientanpassade implantat som stentar och ventiler, vilket gör operationerna mer effektiva.

När det gäller sjukvården fortsätter listan utan slut, och det är därför ARK Invest anser att, tillsammans med rymdsektorn, den representerar en av de mest lönsamma tillämpningarna av additiv tillverkning under de kommande åren.

Robotik / Maskineri

Medan robotar har haft en närvaro i film så långt tillbaka som 1918 i ‘The Master Mystery’, var det under 1980-talet som de verkligen blev en del av populärkulturen med filmer som Rocky IV och Short Circuit som tydliga exempel. En huvudorsak var att, även om tekniken för att skapa fungerande talande robotar fortfarande ansågs ligga flera decennier framåt, övergick den från fantasi till en möjlig framtid. Hoppar vi fram till 2023, spelar additiv tillverkning nu en viktig roll för att förvandla dessa tidigare visioner till verklighet, med projekt som Atlas (som visas i följande video) och InMoov i framkant.

Utvecklingen av sådana projekt får nu stort stöd av additiv tillverkning, eftersom processerna möjliggör,

• kostnadseffektiv skapning av lågvolymdelar
• ökade styrka‑till‑vikt‑förhållanden för komponenter
• eliminering av många ingenjörskomplexiteter

Med pågående forskning som ökar vår förståelse för robotik är vi mycket närmare att se verkliga exempel än vad många tror. Det råder ingen tvekan om att när vi ser fem till tio år framåt kommer additiv tillverkning fortsätta spela en viktig roll för att göra detta till verklighet.

Rymd- och militärapplikationer

I mitten av 2022 såg ett amerikanskt flottfartyg, USS Essex, installationen av en ElemX. Detta är en enhet tillverkad av Xerox som möjliggör utskrift med flytande metall. Denna specifika installation är anmärkningsvärd, eftersom den används för att testa möjligheten för 3D-skrivare på plats att bidra till ‘operativ beredskap’ för sådana fartyg.

Användningsområdet för 3D-skrivare sträcker sig långt bortom sjöbaserade militära operationer och ut i rymden. Inte bara bygger myndigheter som NASA redan raketkomponenter med additiv tillverkning, utan forskning pågår för att testa teknikens livskraft i låggravitationella miljöer. Om det lyckas kan det innebära enklare underhåll av rymdstationer, utomjordiska habitat och mer.

Attraktionen med additiv tillverkning i militära och rymdrelaterade tillämpningar går bortom bekvämligheten att skapa delar på begäran. Allt eftersom vår förståelse för materialvetenskap ökar utvecklar vi nya material som erbjuder allt bättre styrka‑till‑vikt‑förhållanden – en nyckel till kostnadseffektivitet och strukturell integritet i komplexa konstruktioner.

En extra ‘D’?

Om alla ovanstående exempel inte räckte för att övertyga dig om fördelarna med additiv tillverkning, bör du tänka på att vi bara nu börjar upptäcka dessa användningsområden med vår nuvarande förståelse av materialvetenskap.

När vi ser mot 2030 och framåt förväntar sig många att ett stort steg för additiv tillverkning blir att lägga till ännu ett ‘D’ i processen genom utvecklingen av ‘4D-utskrift’.

4D-utskrift avser användningen av det som många kallar ‘programmerbart material’. Det är i princip 3D-utskrift som använder ett medium som reagerar på yttre stimuli (termiska, elektriska osv.) efter skapandet.

När processen är förfinad kommer den att möjliggöra produkter som kan förändra form/storlek, självläka genom strukturellt ‘minne’ och mycket mer.

Slutord

Även om många av de slutprodukter som skapats genom 3D-utskrift och lyfts fram i denna artikel redan finns tillgängliga idag via mer etablerade metoder, är de viktigaste differentieringsfaktorerna den effektivitet, tillgänglighet och kostnad som tekniken möjliggör för deras produktion.

Framöver är potentialen för additiv tillverkning att omkullkasta så många sektorer och öppna nya dörrar för vad mänsklig uppfinningsrikedom kan uppnå, en lockande möjlighet. Med detta i åtanke kan prognoserna om att sektorn ska skjuta i höjden med tiotals miljarder i värde under de kommande åren vara mindre overkliga än de först låter.