Het 2022 3D-printapplicaties-rapport van Formlabs

In de afgelopen tien jaar heeft de toepassing van additive manufacturing elke industrie bereikt. Niet langer meer voornamelijk het domein van hobbyisten, zijn krachtige, betrouwbare 3D-printers uitgegroeid tot essentiële hulpmiddelen voor bedrijven. 3D-printen kan de productiesnelheid verhogen, de kosten verlagen, alsook snelle prototypes en innovatieve producten en ontwerpen mogelijk maken. Maar hoe verandert het landschap van 3D-printen? Welke nieuwe toepassingen winnen aan populariteit? In dit uitgebreide blogartikel vertellen we hier alles over.

De populariteit van 3D-printen is toegenomen nu het zich heeft gevestigd als een toegankelijke aanvulling op conventionele productie. Dit rapport is een momentopname van de huidige markt voor additive manufacturing en een diepgaand onderzoek naar traditionele en nieuwere toepassingen van additive manufacturing. Het onderzoekt hoe consumenten additive manufacturing gebruiken, in welke soorten technologieën zij investeren en wat zij verwachten in de komende jaren.

3D printen bevindt zich niet meer in de early adaptor-fase

3D-printen is de early adopter-fase voorbij, maar vertoont nog steeds tekenen van robuuste groei en uitbreiding naar nieuwe industrieën en toepassingen.

Om beter te begrijpen hoe het gebruik van 3D-printing zich ontwikkelt, wordt in dit verslag gekeken naar twee belangrijke gebruikersgroepen: de early adopters, die meer dan twee jaar geleden zijn begonnen met additive manufacturing, en de recent adopters, die de afgelopen twee jaar in de technologie hebben geïnvesteerd.

Uit het rapport blijkt dat het aantal nieuwe 3D-printtoepassingen binnen de recent adoptersgroep aanzienlijk is toegenomen. Terwijl rapid prototyping en het maken van modellen populaire use-cases blijven, is een groot aantal bedrijven begonnen met het inzetten van 3D-printen voor kleine series aangepaste productie en het maken van onderdelen voor eindgebruik. Bij recente adopters gebruikt 48% van de bedrijven 3D-printing voor de productie van kleine aantallen op maat gemaakte onderdelen. Bovendien is het frequente gebruik van 3D-printen voor het maken van onderdelen voor eindgebruik sterk gericht op recent adopters: 63% van de recent adopters maakt vaak of altijd gebruik van 3D-printen voor onderdelen voor eindgebruik, tegenover slechts 33% van de early adopters. Het gebruik van onderdelen voor eindgebruik is sterk gericht op nieuwe recent adopters: 63% van de recent adopters gebruikt vaak of altijd 3DP voor onderdelen voor eindgebruik, vergeleken met slechts 33% van de early adopters.

Deze verschuiving onder de recent adopters vertegenwoordigt het toenemende gebruik van 3D-printen om beter in te spelen op de behoeften van de klant en om producten en workflows aan te passen aan veranderende markten. Het toont aan dat additive manufacturing bedrijven zal blijven stimuleren en beïnvloeden bij het stroomlijnen en moderniseren van hun workflows.

De bevindingen in dit rapport zijn gebaseerd op meer dan 400 unieke antwoorden uit een onderzoek van Formlabs, van zowel huidige gebruikers als niet-gebruikers van 3D-printen. 72% van de respondenten maakt momenteel gebruik van 3D-printen, terwijl 28% van de respondenten dat niet doet.

Het onderzoekspanel bestaat uit:

Beroep:

Productie-ingenieur: 5,6%
Directeur Innovatie: 6,8%
Design Engineer / Lead Design Engineer: 20,1%
Bedrijfseigenaar: 14,1%
Engineering Manager: 12,1%
Ontwerper / Senior Ontwerper: 9,6%
Mechanisch ingenieur: 10,7%
3D-printing afdelingshoofd: 11,6%
Anders: 9,3%

Locatie:

Noord-Amerika: 60.9%
EMEA + Azië :39.1%

De Additive Manufacturing-industrie in 2022

Door de dalende kosten van apparatuur is in-house 3D-printen steeds gebruikelijker geworden. Meer dan zeven op de tien (72%) deelnemers aan het onderzoek gaven aan dat hun bedrijf momenteel 3D-printers gebruikt, waarbij de meerderheid in-house print (55%) in vergelijking met het uitbesteden van 3D-printen (17%). Deze trend sluit aan bij de recente opkomst van professionele desktopprinters die nu voor een fractie van de prijs dezelfde kwaliteit bieden als industriële machines uit het verleden.

"3D-printen is als de echte undo-knop, waardoor ik moediger kan zijn in mijn ontwerpproces." Kat Ermant - Hoofd prototype-technicus, Peloton

"In het museumvak heeft 3D-printen ons denken verruimd en ons in staat gesteld de lat hoger te leggen." Mei-An Tsu - Conservator objecten, Museum voor Schone Kunsten

Er zijn twee voornaamste manieren waarop een bedrijf baat kan hebben bij additive manufacturing. Ze kunnen:

Investeren in intern 3D-printen.
Interne teams voorzien van hun eigen 3D-printers brengt een investering met zich mee, maar verlaagt de kosten per print aanzienlijk in vergelijking met uitbesteding. Het maakt ook verzending overbodig, zodat prints direct na voltooiing kunnen worden gebruikt. In-house 3D beschermt het bedrijf tegen problemen in de supply chain. Dit houdt in dat de productie niet wordt onderbroken door vertragingen in de verzending.
Gebruikmaken van 3D-printdiensten.
Bedrijven kunnen hun digitale bestanden naar een servicebureau sturen, dat vervolgens de onderdelen 3D-print en terugstuurt. Deze methode heeft geen investeringskosten vooraf, maar terugkerende printkosten zijn duur op de lange termijn. Uitbesteding leidt ook tot lange doorlooptijden, waarbij bedrijven een week tot een maand moeten wachten om hun prints te ontvangen.

Deze getallen worden naar boven bijgesteld door bedrijven in Europa, het Midden-Oosten en Afrika (EMEA). EMEA-bedrijven lopen voor op hun Noord-Amerikaanse tegenhangers: 88% van de respondenten zegt te investeren in in-house of uitbesteed 3D-printen, vergeleken met 64% in Noord-Amerika.

Welke 3D-printprocessen zijn het populairst?

Fused deposition modeling (FDM), ook bekend als Fused Filament Fabrication (FFF), is de meest gebruikte vorm van 3D-printen op consumentenniveau, gevoed door de opkomst van hobbyistische 3D-printers. Mede door de lage prijs is FDM de meest gebruikte 3D-printtechnologie voor onze respondenten. Maar nu gebruikers additive manufacturing beginnen toe te passen voor de productie van onderdelen voor eindgebruik, is het belang van Selective Laser Sintering (SLS) zichtbaar geworden. Met het oog op toekomstige investeringen zegt een groot deel van de respondenten dat SLS het belangrijkste is in termen van verwachte impact op hun bedrijf (46%), meer dan de verwachte impact van SLA (36%). Dit ondanks het feit dat slechts 34% van de gebruikers momenteel SLS gebruikt, en dit is een goed teken voor toekomstige investeringen in SLS-technologie.

De toenemende investeringen in andere technologieën dan FDM worden duidelijk wanneer men de early adopters vergelijkt met de new adopters. Binnen het groep nieuwe gebruikers blijft FDM de meest gebruikte technologie, maar er zijn opvallende verschuivingen naar investeringen in andere technologieën. Een reden hiervoor is de dalende kostprijs van de toegang tot sommige van deze nieuwe technologieën, waaronder SLA- en SLS-3D-printen.

Een overzicht van de momenteel gebruikte 3D-printtechnologieën, waarin recent en early adopters worden vergeleken.

Stereolithografie (SLA): 56% van de adopters tegenover 46% van de early adopters.
Selective Laser Sintering (SLS): 44% van de adopters tegenover 27% van de early adopters.
Fused Deposition Modeling (FDM): 74% van de adopters tegenover 78% van de early adopters.

Medewerkers voor Additive Manufactering-functies

Gezien het tempo waarin intern 3D-printen is ingevoerd en de meeste bedrijven een verdere uitbreiding van 3D-printtoepassingen verwachten, is het geen verrassing dat meer dan de helft van de respondenten een specifiek aantal medewerkers heeft voor additive manufacturing-functies. Het is mogelijk dat dit de komende jaren veel gebruikelijker zal worden. Veel gebruikers van Formlabs 3D-printers zijn algemene ingenieurs op de werkvloer of individuele ontwerpers die onderdelen printen voor hun eigen producten. Naarmate het aantal 3D- printtechnologieën en hun toepassingen groeit, zal er veel vraag zijn naar gebruikers met specifieke vaardigheden op het gebied van additive manufacturing.

3D-printingapplicaties: een groeiend landschap

De belangrijkste drijfveer achter de early adoption van additive manufacturing door de meeste bedrijven is lange tijd het maken van prototypes en modellen geweest. 3D-ontwerpen tot leven brengen om feedback en iteratie te genereren is een essentiële toepassing voor een groot aantal industrieën. Onze onderzoeksgegevens bevestigen dit, waarbij rapid prototyping (58%) en het maken van modellen en rekwisieten (53%) de meest gebruikte toepassingen zijn.

Deze use cases zullen ongetwijfeld populair blijven, vooral nu er nieuwe materialen worden geïntroduceerd die de grenzen van prototyping verleggen. Meer duurzaamheid, grotere flexibiliteit, biocompatibiliteit en andere eigenschappen van polymeren kunnen ze geschikt maken voor industrie- en toepassingsspecifieke prototyping.

Eén van de belangrijkste trends in de industrie wordt gedreven door recent adopters: productie in kleine series en de inzet van onderdelen voor eindgebruik zijn in populariteit toegenomen. Gebruikers maken gebruik van 3D-printen om niet alleen het productontwerp te controleren, maar ook om producten te maken. De kans dat recent adopters regelmatig onderdelen voor eindgebruik printen is ongeveer twee keer zo groot als bij early adopters.

De voordelen van 3D printing

Bij de beoordeling van de voordelen van specifieke 3D-printtoepassingen werd de mogelijkheid om snel te innoveren het meest genoemd door de respondenten. Andere vaker genoemde voordelen voor alle toepassingen waren speed to market, concurrentievoordeel, voldoen aan de vraag van de klant en geld besparen. De uitbreiding van het aantal toepassingen van 3D-printen ging gepaard met een verruiming van de behoeften en opvattingen van gebruikers over wat de technologie hun bedrijf te bieden heeft. We kunnen concluderen dat er de komende jaren waarschijnlijk meer ruimte is voor voortdurende uitbreiding van additive manufacturing en dat de huidige investeringen niet zijn gestagneerd.

De voordelen van in-house rapid prototyping

In-house rapid prototyping voorziet in veel van deze behoeften, zoals speed to market. Maar gebruikers leren dat ze ook een concurrentievoordeel kunnen behalen door het maken van onderdelen voor eindgebruik in-house uit te voeren, of de speed to market kunnen opvoeren door de productie in-house te realiseren. Van de recent adopters is 60% begonnen met 3D-printen voor snelle tooling (vacuümvormen, thermovormen, spuitgieten, enz.), vergeleken met slechts 30% van de early adopters. Met 3D-printen voor rapid tooling kunnen bedrijven de kloof overbruggen tussen traditionele gereedschappen en puur 3D-printen. Het is een kosteneffectieve en snelle manier om onderdelen in beperkte hoeveelheden te produceren.

Geldbesparing - of kostenbesparing - wordt vooral door recent adopters als een belangrijk voordeel gezien. 78% van de recent adopters noemt kostenbesparing als een belangrijk of zeer belangrijk voordeel van 3D-printen, vergeleken met 47% van de early adopters. Dit kan waarschijnlijk worden toegeschreven aan de dalende kosten van een breed scala aan printtechnologieën.

Nieuwe voordelen van 3D-printing

Als gevolg van culturele veranderingen en de COVID-19-pandemie die in 2020 begon, zijn er nieuwe voordelen van in-house 3D-printen opgedoken. In 2021 vond 65% van de recent adopters het belangrijk of zeer belangrijk om op afstand te starten en te controleren, vergeleken met slechts 32% van de early adopters.

De nieuwere adoptergroep van 3D-printen heeft blijkbaar een beroep gedaan op 3D-printen om hen te helpen tijdens de pandemie: 57% van hen is het er "mee eens" of "sterk mee eens" dat hun interne 3D-printmogelijkheden helpen bij het oplossen van problemen met de supply chain. Naast zorgen over de supply chain volgen recent adopters culturele trends op het gebied van duurzaamheid. 70% van de recent adopters noemt duurzaamheid als belangrijk of zeer belangrijk voordeel van 3DP, vergeleken met 30% van de early adopters.