11 важнейших тенденций аддитивного производства в 2023 году

Автор: Сергей Ананьев

3D‑печать: современные тренды и ожидания | Материалы для 3D‑печати: предпочтения пользователей и перспективы применения | Главные выводы

В постоянно развивающемся мире современных технологий такие прорывы, как искусственный интеллект и облачные вычисления произвели революцию в функционировании предприятий, открыв путь к беспрецедентному повышению эффективности и производительности. Среди этих передовых инноваций особое место занимает аддитивное производство – технология, которая прочно заняла свое место в производственной сфере. Стремительно развиваясь, 3D-печать продолжает раздвигать границы производственных возможностей и с каждым днем дает все более впечатляющие результаты.

С 2017 года международная компания по предоставлению производственных услуг Jabil раз в два года проводит опрос руководителей, ответственных за принятие решений в области аддитивного производства, чтобы определить ритм развития отрасли и ее масштабное влияние на производственный сектор. Полученные результаты неизменно свидетельствуют о том, что аддитивные технологии продолжают активно развиваться, играя ключевую роль в проектировании и производстве товаров. Доверие к 3D‑печати среди производителей резко возросло, что подчеркивает разнообразные преимущества этой передовой технологии.

3D‑печать используется преимущественно для создания прототипов и проектирования, но, как ожидают руководители различных уровней, она позволит ускорить выпуск продукции. Кроме того, все большее распространение получают материалы, разработанные по индивидуальным заказам: две трети респондентов внедряют их в свои производственные процессы. Эти специальные материалы отвечают уникальным требованиям заказчиков, спецификациям продукции и инициативам в области устойчивого развития. Присущая аддитивному производству универсальность закладывает основу для этих текущих и будущих разработок.

В отчете, спонсируемом Jabil, представлены результаты опроса 200 лиц, принимающих решения (ЛПР), – руководителей среднего и высшего звена, курирующих аддитивное производство в своих организациях. Jabil в сотрудничестве с компанией SIS International Research получила ценные сведения об аддитивном производстве от ведущих организаций, которые охватывают такие аспекты, как текущее состояние 3D‑печати, проблемы, используемые материалы, планы и ожидания, связанные с этой технологией.

Есть вопросы по практическому применению аддитивных методов? Решим вашу производственную задачу с помощью передовых технологий – обращайтесь к экспертам iQB Technologies!

3D‑печать: современные тренды и ожидания

1. Прототипирование остается основной областью применения, другие функции значительно расширяются

Прототипирование по-прежнему является задачей номер один, которую компании решают с помощью 3D‑принтеров, причем их использование быстро растет по сравнению с предыдущим исследованием. Кроме того, с 2017 года значительно увеличилось число организаций, использующих аддитивное производство для изготовления деталей. Одновременно почти вдвое выросла такая позиция, как 3D-печать средств технологического оснащения. Вместе с тем 3D‑принтеры значительно меньше применяются для ремонта изделий.

2. Почти все компании используют 3D‑печать для изготовления конечных изделий

Впечатляющие 97% участников опроса заявили, что их компании создают функциональные или конечные детали аддитивными методами. Большинство из них используют для этого от 10% до 25% своих мощностей 3D‑печати. Это свидетельствует о ключевой роли аддитивных технологий в жизненном цикле изделия, поскольку сейчас они широко используются для производства готовых изделий или конечных деталей.

3. Почти у всех есть свои 3D‑принтеры

96% респондентов сообщили, что в их компаниях используются собственные 3D‑принтеры. Наиболее популярный вариант аутсорсинга – пользование услугами сетевых RP‑центров, о чем сообщили 38% участников опроса. 35% обращаются к подрядчикам, а 21% – в сервисные бюро.

4. Большинство руководителей ожидают умеренного роста

Как и ожидалось, в соответствии с общими исследованиями, прототипирование является тем этапом жизненного цикла продукта, на которое аддитивное производство оказало наиболее значительное положительное влияние, причем более половины респондентов (52%) также отметили его влияние на проектирование. Аддитивные технологии совершили революцию в проектировании, обеспечивая повышенную гибкость и позволяя дизайнерам исследовать возможности, выходящие за рамки цифровых моделей.

Благодаря 3D‑печати можно создавать кастомизированные детали, сочетающие в себе множество традиционных компонентов, что сокращает количество необходимых деталей. Кроме того, аддитивное производство оптимизирует и ускоряет многие ранние этапы жизненного цикла изделия, помогая компаниям быстрее перейти к крупномасштабному производству и внедрению.

5. Стоимость и доступность материалов – серьезная проблема

Барьеры для внедрения аддитивного производства

Наблюдается значительный рост вызовов, связанных с расходными материалами для 3D‑печати, причем 85% руководителей заявили, что такие проблемы мешают их компаниям наращивать объемы аддитивного производства. Этот факт можно объяснить растущим спросом на материалы, который не удовлетворяется соответствующим ростом предложения. Как следствие, этот дисбаланс привел к повышению обеспокоенности ростом стоимости и дефицитом материалов. Также заметно возросло число проблем, связанных с технологическими процессами – с 2021 года они увеличились на 21%.

6. Респонденты видят в 3D‑печати разнообразные выгоды

Как и в предыдущих исследованиях Jabil, наиболее значимыми преимуществами аддитивного производства участники опроса считают ускорение сроков поставки и снижение себестоимости продукции, при этом почти все назвали различные выгоды. Наиболее часто упоминаемое преимущество – быстрые поставки. Любопытно, что этот показатель увеличился на 21% по сравнению с 2021 годом: значит, ЛПР ожидают дальнейшего сокращения времени поставок за счет 3D‑печати.

7. Большинство топ‑менеджеров признают аддитивное производство стратегическим преимуществом

Более 50% руководителей высшего звена рассматривают применение аддитивных технологий как стратегическую возможность для развития своей организации. Кроме того, 40% топ‑менеджеров видят в 3D‑печати альтернативный метод проектирования и производства продукции. Эти взгляды согласуются с общим позитивным мнением руководителей о преимуществах аддитивного производства: они признают потенциальные выгоды, которые 3D‑печать может принести организации.

Материалы для 3D‑печати: предпочтения пользователей и перспективы применения

8. Пластики/полимеры сохраняют лидерство

Почти все респонденты (97%) заявили, что их организация использует в процессах 3D‑печати пластики/полимеры. И хотя они занимают верхние строчки рейтинга, значительно возросло применение металлов. Такой рост интереса можно объяснить потребностями заказчиков в долговечных материалах. Металлы также востребованы клиентами, которым нужны надежные и прочные изделия, – например, производителями аэрокосмической техники.

9. Пластики используются гораздо чаще металлов, но некоторые компании используют и те, и другие

Термопласты, несомненно, самые популярные расходные материалы в аддитивном производстве: 66% ЛПР сообщили, что применяют их чаще всего. При этом 20% руководителей ответили, что в своих технологических процессах они используют пластики и металлы в одинаковом объеме.

10. Металлы опережают полимеры по стремлению их использовать

Очевиден сдвиг в предпочтениях ЛПР, поскольку 96% респондентов высказываются в пользу металлических материалов при соответствующих условиях. Хотя 88% по-прежнему хотели бы печатать пластиками/полимерами при наличии сертифицированных материалов по разумной цене, этот показатель ниже тех, кто в настоящее время использует пластики (97%). Вероятно, такое предпочтение объясняется более низкой стоимостью и доступностью пластиков по сравнению с металлами.

11. Большинство организаций применяют кастомизированные материалы

Две трети компаний-респондентов используют в процессах аддитивного производства материалы, разработанные по индивидуальному заказу. Подбирая состав и структуру материала в соответствии с точными техническими требованиями конкретной задачи, производители могут создавать детали с высокими эксплуатационными характеристиками, такими как прочность, долговечность, теплостойкость и электропроводность. Кроме того, кастомизированные материалы могут использоваться для снижения веса или улучшения внешнего вида изделий в тех случаях, когда это необходимо.

Главные выводы

Прототипирование остается преобладающей сферой применения аддитивного производства для большинства опрошенных, однако с 2017 года наблюдается постоянный рост использования 3D‑печати для производства деталей (67% респондентов 2023 года), комбинированного производства (59%), а также приспособлений и оснастки (58%).
96% респондентов используют 3D‑печать внутри компании, но аутсорсинг остается распространенным вариантом – услуги заказываются чаще всего в сетевых центрах и у подрядчиков.
Семь из десяти руководителей ожидают умеренного роста применения 3D‑принтеров в своей компании в ближайшие два‑пять лет, в отличие от значительного роста, отмеченного в предыдущих опросах.
97% используют 3D‑печать для производства функциональных или конечных деталей.
74% участников опроса напечатали в прошлом году не менее 10 тысяч деталей, а 36% – до 100 тысяч.
Проблемы, связанные со стоимостью и доступностью материалов, отметили 85% руководителей, что на 31% больше, чем в 2021 году.
Хотя почти все респонденты рассказали об преимуществах 3D‑печати, чаще всего речь шла об ускорении сроков поставки деталей.
Более половины опрошенных (55%) утверждают, что топ-менеджмент их компании видит в аддитивном производстве стратегический потенциал.
Пластики/полимеры остаются самыми популярными материалами для аддитивного производства, их применяют 97% опрошенных.
Две трети участников заявили, что в их организациях используются материалы, разработанные по индивидуальному заказу.