Материал раздела Основной

3D-печать: как начать зарабатывать на деталях

Инновации Производство Исследования Deloitte
В 2019 году после затишья 3D-печать переживет новый этап роста. Специалисты Deloitte провели исследование мирового рынка трехмерной печати и подготовили прогноз относительно перспектив отрасли на ближайшие несколько лет
Фото: Chris Ratcliffe / Bloomberg
Фото: Chris Ratcliffe / Bloomberg

Компания Deloitte провела глобальное исследование «Высокие технологии, телекоммуникации, развлечения и СМИ: прогноз развития отраслей 2019», проанализировав технологии, которые уже востребованы бизнес-сообществом или станут драйвером развития многих отраслей в ближайшие несколько лет. Следите за трендами, в будущее возьмут не всех.

3D-печать: новый этап роста

3D-принтеры могут работать с большим количеством материалов, чем раньше. За последние пять лет список материалов, пригодных для 3D-печати, увеличился более чем в два раза, а печать деталей из комбинированных материалов стала привычной практикой. Поворотный момент для отрасли — смещение акцента с пластика на металлы. Пластик по-прежнему популярен и используется для создания прототипов и отдельных видов готовых деталей. Но только за 2018 год его доля упала с 88 до 65%, в то время как доля металлов увеличилась с 28 до 36%.

Скорость печати увеличивается. Хотя время печати зависит от формы воспроизводимого объекта, качества печати и вида материала, к 2019 году 3D-принтеры будут работать приблизительно в два раза быстрее, чем модели 2014 года. В 2019 году широкое распространение получит струйная печать металлическим связующим веществом (binder jet metal printing), которая станет альтернативой длительной, дорогостоящей и трудоемкой технологии селективного лазерного спекания мелкодисперсных порошков (selective laser sintering, SLS) и позволит сократить время на изготовление детали в два раза.

Растет размер объектов, печатаемых с помощью 3D-принтеров. В 2019 году на рынке появятся принтеры, поддерживающие печать объектов размерами 30 x 30 x 30 см (9 куб. л). Это позволит сразу изготавливать объекты большего размера, вместо того чтобы печатать большое количество мелких деталей, а затем соединять их между собой.

На рынок 3D-печати приходят крупные компании. Это стимулирует организации, работающие в данной отрасли, быстрее внедрять инновации. Для промышленных гигантов выход на рынок трехмерной печати имеет важное стратегическое значение: развитие продуктовой линейки, освоение нишевых рынков, поиск нестандартных решений для повышения эффективности производства (уменьшение веса деталей, повышение гибкости производственных процессов, упрощение отдельных компонентов).

Три способа производства деталей

Традиционное производство — берется необходимое количество исходного материала, которому затем придается желаемая форма. Это литье, ковка, штамповка, формовка.
Сегодня традиционные станки обходятся компаниям приблизительно в $300 млрд в год, ежегодно с их помощью изготавливают детали общей стоимостью более $1 трлн. Этот рынок в общемировом масштабе растет в среднем на 2–3% в год.

Субстрактивное производство — берется избыточное количество исходного материала, а затем ненужный материал удаляется.
На субстрактивных производствах могут использоваться токарные станки, крупные заводские установки, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Хотя в расчете на одну деталь производство на станках с ЧПУ обходится дороже, чем при традиционных методах, а скорость изготовления измеряется не секундами, а минутами без учета окончательной обработки, применение компьютеризированных станков выгодно, если объемы производства невелики или если готовая деталь не может быть изготовлена традиционным способом.
Мировой рынок станков с ЧПУ растет примерно на 7% в год и к 2025 году дойдет до $100 млрд.

3D-печать, или аддитивное производство: деталь создается путем постепенного наслаивания необходимого количества материала до тех пор, пока не получится нужный объект.
В расчете на одну деталь трехмерная печать по-прежнему намного дороже, чем традиционные способы производства, и требует больше времени ­— на изготовление уходит несколько часов, а не минут. Но некоторые детали можно изготовить только с помощью 3D-печати, или они настолько малы, что их экономически невыгодно изготавливать другими методами.
Важно, что для 3D-печати в рамках многотриллионной отрасли по производству деталей даже 1% — это значительный объем (только сегмент металлических деталей — $1 трлн в год).

Заменит ли 3D-печать традиционные методы производства?

В 2019 году выручка крупных компаний от реализации продуктов и услуг в области 3D-печати, включая промышленные 3D-принтеры, материалы и услуги, превысит $2,7 млрд, а в 2020 году — $3 млрд. По прогнозам Deloitte, как минимум несколько лет темпы ежегодного роста отрасли будут значительно превышать 10%.

Тем не менее, по оценкам Deloitte, 3D-принтеры не заменят традиционные технологии производства. Компании и отрасли будут существовать в гибридной производственной среде, более сложной и трудноуправляемой, а детали будут изготавливаться всеми тремя методами, причем зачастую одновременно. Это приведет к более значительному расширению рынка, чем в случае, если бы трехмерная печать монополизировала производство деталей.

Фото:Luisa Gonzalez / Reuters
Фото: Luisa Gonzalez / Reuters

С чего начать внедрение 3D-печати в производство?

Проведите анализ бизнес-моделей компании

С помощью 3D-печати многие организации хотят расширить цепочки поставок и диверсифицировать производственные процессы. Но прежде чем закупать оборудование и перекраивать бизнес, важно оценить, какие возможности и угрозы создает использование 3D-печати для компании, как именно вы можете ее применять, чтобы обеспечить прорыв в рамках отрасли, в которой работаете.

Обоснуйте использование 3D-технологии

При традиционном производстве сопоставляется цена за единицу и количество произведенных изделий, но такой подход не всегда позволяет оценить целесообразность использования трехмерной печати. Для подготовки комплексного экономического обоснования разработайте модель, позволяющую сравнить издержки на протяжении всего жизненного цикла изделия — от разработки и производства до послепродажного обслуживания продуктов компании.
Разделите обоснование на три части:
— реальная ситуация (в каких сегментах компания уже применяет 3D-печать); 
— планирование (где можно применить 3D-печать); 
— амбиции (где следует применять 3D-печать).

Оцените жизнеспособность 3D-технологии

Определите, насколько экономически целесообразно, практически осуществимо и привлекательно для компании использовать 3D-печать. Оцените текущее состояние процессов и активов компании и затем решите, в какие процессы следует внедрить трехмерную печать: цепочки поставок, разработка продуктов.

Разработайте «дорожную карту» для масштабирования

Для использования 3D-печати в промышленных масштабах компаниям необходимо контролировать комплекс сложных и взаимосвязанных процессов, управляемых на основе данных. При этом ключевое значение имеет «цифровой поток данных для аддитивного производства» (Digital Thread for Additive Manufacturing, DTAM). Так специалисты Deloitte называют единый непрерывный поток данных, поступающих на всех этапах производства детали, начиная с первоначального дизайна и заканчивая окончательной обработкой.

Еще прогнозы Deloitte

«Умные» колонки: чего ждать от рынка в 2019 году

Искусственный интеллект и бизнес: как извлечь максимальную выгоду