Рынок гибридного аддитивного производства — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по материалам (аддитивное производство металлов, аддитивное производство полимеров), по процессам (направленное энергетическое напыление (DED), лазерное напыление металла (LMD), напыление порошка (BPD), по отраслям конечного пользователя (автомобилестроение, розничная тор

Обзор рынка

Глобальный рынок гибридного аддитивного производства в последние годы пережил колоссальный рост и готов продолжить свое активное расширение. Рынок гибридного аддитивного производства достиг стоимости 192,14 млрд долларов США в 2022 году и, по прогнозам, сохранит совокупный годовой темп роста на уровне 21,56% до 2028 года. Глобальный рынок гибридного аддитивного производства в последние годы пережил колоссальный рост, во многом обусловленный широко распространенной цифровой трансформацией в отраслях по всему миру. Поскольку компании все чаще используют передовые технологии, такие как ИИ, Интернет вещей, 3D-сканирование и мобильные устройства, они оптимизируют операции, улучшают дизайн продукции и обеспечивают соблюдение нормативных требований в производстве. Одной из ключевых областей, в которой наблюдается рост внедрения решений гибридного аддитивного производства, является контроль качества и управление цепочками поставок. Продвинутые платформы используют аналитику данных и ИИ для обеспечения беспрецедентной прозрачности производственного процесса, получая ценную информацию от подключенных машин и устройств. Эти сложные инструменты непрерывно отслеживают производственные процессы в режиме реального времени, быстро обнаруживая несоответствующие или неисправные детали. Такие отрасли, как аэрокосмическая и здравоохранение, эффективно внедрили эти инновационные решения для решения таких проблем, как сокращение дефектов, повышение эффективности цепочки поставок и соблюдение строгих нормативных стандартов. Поскольку производственные операции становятся все более распределенными по всему миру, контроль качества в распределенных цепочках поставок с помощью данных и аналитики становится все более важным. Ведущие производители используют аналитику из распределенных конечных точек и инструменты на базе ИИ для оптимизации сотрудничества в глобальных сетях поставок, а также защиты интеллектуальной собственности и данных клиентов. Этот двойной фокус обеспечивает более эффективное распределенное производство при надежной защите конфиденциальной информации. Поставщики аналитики вкладывают значительные средства в НИОКР в прогнозное моделирование качества, цифровое управление запасами и удобные для пользователя системы выполнения производства. Эти инвестиции готовы раскрыть еще большую ценность с помощью таких приложений, как прогнозное обслуживание оборудования, оптимизированное логистическое планирование и высокоперсонализированные цифровые услуги для клиентов. Важно отметить, что эти решения поддерживают строгий контроль конфиденциальности, безопасности и нормативного регулирования для обеспечения соответствия требованиям. Конвергенция контроля качества производства и клиентского опыта представляет собой большие возможности для роста для поставщиков решений гибридного аддитивного производства. Поскольку эти инструменты продолжают развиваться и интегрировать расширенные возможности, они будут генерировать более персонализированные идеи и автоматизировать критические процессы. Это позволит производителям лучше соответствовать постоянно меняющимся правилам и требованиям клиентов в нашем все более цифровом мире. Подводя итог, можно сказать, что перспективы дальнейшего сильного роста на мировом рынке гибридного аддитивного производства остаются положительными. Расширение сектора подчеркивает его важную роль в обеспечении качества производства, оптимизации операций и улучшении клиентского опыта. По мере развития технологий решения гибридного аддитивного производства будут оставаться центральными для обеспечения эффективных, соответствующих требованиям и безопасных производственных операций по всему миру.

Ключевые движущие силы рынка

Рост спроса на массовую настройку

Способность технологий гибридного аддитивного производства производить детали с высокой степенью персонализации по запросу способствует более широкому внедрению в различных отраслях. Традиционное производство часто требует больших производственных циклов, что приводит к избыточным запасам и отходам, если спрос не соответствует прогнозам. Гибридное аддитивное производство позволяет компаниям производить небольшие партии или даже отдельные индивидуальные детали экономически эффективным способом. Это позволяет компаниям удовлетворять все более персонализированные потребности и предпочтения клиентов. Такие отрасли, как здравоохранение и производство потребительских товаров, используют гибридную аддитивную технологию для производства индивидуальных медицинских устройств и персонализированных потребительских товаров. Автомобильная промышленность также изучает ее использование для запасных частей по запросу. Предлагая более индивидуальные решения, компании могут получить конкурентное преимущество и повысить удовлетворенность клиентов за счет высоко персонализированных продуктов и услуг.

Сокращение сроков выполнения заказа для производства

Гибридное аддитивное производство помогает значительно сократить сроки выполнения заказа по сравнению с традиционными методами. Традиционное производство включает в себя длительные процессы, такие как оснастка и настройка крупных производственных линий. Гибридная аддитивная технология сочетает в себе преимущества 3D-печати с традиционными методами, позволяя печатать детали по запросу без необходимости в оснастке. Поскольку детали можно печатать по запросу вблизи точки использования, длинные цепочки поставок и складирование исключаются. Это помогает сократить сроки выполнения заказа от проектирования до производства. Такие отрасли, как аэрокосмическая и оборонная, которые имеют длительные циклы разработки продукции, получают от этого большую выгоду. Благодаря сокращению сроков выполнения заказов они могут быстрее реагировать на динамические потребности проектов. В целом, способность гибридного аддитивного производства сжимать производственные графики обеспечивает сильное преимущество для производства «точно в срок» во всех секторах.

Экономия затрат за счет упрощения процессов

Интеграция 3D-печати с традиционными технологиями посредством гибридного аддитивного производства приводит к значительной экономии затрат по сравнению с обычными методами производства. Сложные детали, которые ранее требовали нескольких компонентов, теперь можно напечатать как единое целое с помощью гибридной аддитивной технологии. Это упрощает сборку и позволяет избежать затрат, связанных с соединением нескольких компонентов. Также экономия достигается за счет сокращения отходов материала, поскольку гибридная аддитивная технология производит детали слой за слоем, используя только требуемый материал. При отсутствии необходимости в дорогостоящем оборудовании общие затраты на оборудование и настройку намного ниже по сравнению с традиционными производственными линиями. Перепроектирование продуктов и цепочек поставок вокруг возможностей гибридной добавки может обеспечить постоянное снижение затрат за счет упрощения процесса и оптимизированного использования материалов. Преимущества в затратах делают гибридную добавку привлекательной для массового производства в различных отраслевых вертикалях.

Основные рыночные проблемы

Высокие требования к капитальным вложениям

Индустрия гибридного аддитивного производства требует значительных капитальных вложений для приобретения необходимого оборудования, такого как 3D-принтеры, системы постобработки и программное обеспечение. Эти системы могут стоить от сотен тысяч до миллионов долларов в зависимости от типа и размера. Кроме того, компаниям необходимо пространство для размещения этих крупных промышленных машин, а также надлежащая вентиляция и другие требования к инфраструктуре. Высокие первоначальные затраты представляют собой серьезный барьер для входа для многих малых и средних предприятий, желающих внедрить эти технологии. Даже для крупных корпораций оправдание таких крупных капитальных затрат может быть затруднительным, учитывая текущий уровень зрелости и неопределенность относительно окупаемости инвестиций в аддитивное производство. Высокие капитальные затраты также ограничивают объемы производства, которых компании могут достичь с помощью этих технологий в краткосрочной перспективе. Преодоление этой проблемы потребует разработки менее затратных гибридных решений для аддитивного производства, а также новых моделей финансирования и лизинга, чтобы сделать технологию более доступной.

Отсутствие отраслевых стандартов и сертификаций

Одной из самых больших проблем, сдерживающих более широкое внедрение гибридного аддитивного производства, является отсутствие стандартизированных процессов, квалификации материалов и сертификации деталей. Без согласованных отраслевых стандартов трудно обеспечить последовательность и повторяемость деталей, изготовленных с использованием этих новых технологий. Регулирующие органы также испытывают трудности с квалификацией и одобрением деталей, произведенных с помощью аддитивных технологий, для критически важных применений без установленных протоколов сертификации. Отсутствие стандартов приводит к рискам и неопределенностям контроля качества, которые отпугивают многих потенциальных пользователей. Разработка стандартизированных методов испытаний, спецификаций материалов, руководств по проектированию и рамок сертификации посредством совместных усилий отрасли будет иметь решающее значение для завоевания доверия и уверенности более консервативных промышленных секторов. Международные организации по стандартизации должны отдать приоритет разработке и публикации стандартов аддитивного производства, чтобы ускорить квалификацию и сертификацию деталей и компонентов, изготовленных гибридным аддитивным способом.

Основные тенденции рынка

Растущий спрос на массовую настройку

Возможность массовой настройки продуктов с помощью гибридного аддитивного производства стимулирует значительный спрос на рынке. С помощью гибридных систем производители могут использовать как аддитивные, так и субтрактивные процессы для производства сложных деталей по запросу с высокой степенью настройки. Это позволяет компаниям удовлетворять уникальные потребности отдельных клиентов в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование и автомобилестроение. Вместо того чтобы производить стандартизированные детали большими партиями, гибридное AM обеспечивает мелкосерийное производство индивидуальных конструкций. Оно снижает отходы и затраты на складские запасы по сравнению с традиционным производством. Поскольку потребители ожидают больше персонализированных продуктов и услуг, массовая настройка с помощью гибридных систем будет иметь решающее значение для производителей, чтобы оставаться конкурентоспособными. Потенциал рынка огромен, поскольку каждый клиент может стать рынком одного из них. Ведущие OEM-производители уже используют гибридное AM для таких приложений, как индивидуальные медицинские имплантаты и компоненты самолетов. При стратегическом внедрении с правильными бизнес-моделями массовая кастомизация станет основным источником дохода для тех, кто использует гибридную технологию.

Внедрение в приложениях для изготовления оснастки и пресс-форм

Изготовление оснастки и пресс-форм представляет собой существенную возможность роста для гибридного аддитивного производства. Традиционное производство оснастки путем обработки является трудоемким и дорогостоящим для деталей малого и среднего объема. Гибридные системы представляют собой доступную и быструю альтернативу для приложений с оснасткой. Возможности субтрактивной обработки позволяют выполнять точную обработку аддитивных деталей, выполняя жесткие допуски и качество поверхности, необходимые для литьевых форм, форм для литья под давлением и других инструментальных вставок. Несколько производителей пресс-форм и штампов уже внедрили гибридные машины для оптимизации операций инструментального цеха и сокращения сроков выполнения заказов. Автомобильная и потребительская упаковочная промышленность в значительной степени зависят от оснастки и пресс-форм для ежегодного производства миллионов конечных деталей. Поскольку OEM-производители требуют более быстрых циклов проектирования и гибкости цепочки поставок, гибридная оснастка AM может помочь удовлетворить требования к производству «точно в срок». Экономия затрат и времени по сравнению с традиционным производством оснастки приведет к увеличению темпов внедрения в различных производственных секторах в ближайшие годы.

Внедрение нескольких материалов

Одним из наиболее убедительных преимуществ гибридного аддитивного производства является возможность 3D-печати деталей из нескольких материалов. В то время как полимерная 3D-печать допускает возможности работы с несколькими материалами, процессы аддитивной обработки металлов традиционно ограничивались одним типом материала на сборку. Гибридные системы решают эту проблему, позволяя наносить аддитив одного материала при точной обработке другого. Это расширяет свободу проектирования для приложений, требующих различных свойств материалов в одной детали. Такие отрасли, как аэрокосмическая, медицинская и электронная, уже воспользовались преимуществами благодаря таким инновациям, как 3D-печатные металлические компоненты с композитными или пластиковыми вставками. Возможности работы с несколькими материалами также открывают новые возможности в производстве сложных форм и вставок оснастки. По мере продолжения исследований материалов гибридное AM будет играть ключевую роль во внедрении современных материалов, таких как керамика, древесно-пластиковые композиты и сплавы, в функциональные компоненты конечного использования. Многоматериальная функциональность устраняет критическое препятствие в 3D-печати металла и еще больше усиливает ценностное предложение гибридной технологии для массового производства.

Сегментарные идеи

Материалы идеи

Аддитивное производство металлов и полимерное аддитивное производство в совокупности доминировали на мировом рынке гибридного аддитивного производства в 2022 году. Аддитивное производство металлов заняло наибольшую долю рынка, поскольку позволяет производителям производить сложные металлические детали и компоненты со сложной геометрией, которые трудно или невозможно изготовить с помощью обычных субтрактивных методов. Такие отрасли, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская, широко применяют технологии 3D-печати металла для производства легких, но прочных металлических деталей. Способность технологий аддитивного производства металлов, таких как прямое лазерное спекание металла и электронно-лучевая плавка, производить полностью плотные металлические детали с механическими свойствами, сопоставимыми с коваными металлами, повысила их спрос во всех отраслях. Полимерное аддитивное производство также заняло заметную долю рынка, поскольку 3D-печать полимеров относительно экономична и имеет более короткие сроки производства по сравнению с металлической 3D-печатью. Термопластичные полимеры, такие как акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) и поликарбонат (ПК), являются широко используемыми материалами для полимерной 3D-печати. Отрасль здравоохранения значительно использовала полимерную 3D-печать для производства хирургических направляющих, стоматологических моделей и протезов. В дальнейшем ожидается, что разработка многокомпонентных 3D-принтеров, которые могут печатать как полимерами, так и металлами, будет способствовать росту рынка гибридного аддитивного производства в течение прогнозируемого периода, поскольку они позволяют изготавливать детали со сложными узлами из различных материалов.

Аналитика процессов

Сегмент типа направленного энергетического осаждения (DED) доминировал на мировом рынке гибридного аддитивного производства в 2022 году и, как ожидается, сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода. DED занял самую большую долю рынка более 35% в 2022 году благодаря своей способности наносить материалы с высокой скоростью напыления с хорошей металлургической связью. DED использует сфокусированный источник тепловой энергии, такой как лазер или электронный луч, для сплавления материалов путем плавления по мере их напыления. Это позволяет изготавливать полностью плотные детали непосредственно из данных САПР с хорошими механическими свойствами. Автомобильная, аэрокосмическая и медицинская отрасли все чаще используют DED для таких применений, как оснастка, ремонт и изготовление сложных металлических деталей. Он предлагает преимущества по сравнению с традиционными методами при производстве индивидуальных конструкций, сокращая сроки выполнения заказов и затраты. С постоянным технологическим прогрессом, улучшающим скорость напыления и качество деталей, сегмент DED, как ожидается, продолжит доминировать на рынке гибридного аддитивного производства с точки зрения как доли рынка, так и дохода до 2028 года. Сегменты лазерного осаждения металлов и выдувного порошкового осаждения в настоящее время занимают меньшие доли рынка, но могут демонстрировать более высокие темпы роста в течение прогнозируемого периода из-за более низких затрат на оборудование и материалы по сравнению с DED. Тем не менее, ожидается, что DED сохранит свое доминирование на рынке благодаря более высоким скоростям осаждения и возможности 3D-печати полностью плотных металлических деталей со свойствами, сопоставимыми с коваными материалами.

Региональные данные

Северная Америка доминировала на мировом рынке гибридного аддитивного производства в 2022 году и, как ожидается, сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода с 2023 по 2030 год. На регион пришлась самая большая доля рынка более 35% в 2022 году благодаря присутствию основных игроков в таких странах, как США и Канада. Регион был одним из первых, кто внедрил передовые производственные технологии и вложил значительные средства в исследования и разработки систем гибридного аддитивного производства. Крупнейшие компании по производству автомобильной, аэрокосмической и медицинской техники в регионе активно изучают возможности применения гибридного аддитивного производства для быстрого прототипирования, а также производства деталей конечного использования. Это поддерживает рост регионального рынка. Кроме того, наличие хорошо налаженной промышленной инфраструктуры наряду с наличием квалифицированной рабочей силы и техников побуждает производственные компании включать методы гибридного аддитивного производства в свои производственные процессы. В регионе также наблюдается увеличение государственного финансирования разработки передовых производственных технологий, что положительно влияет на принятие систем гибридного аддитивного производства. Ожидается, что все эти факторы сохранят Северную Америку на переднем крае мирового рынка гибридного аддитивного производства в течение прогнозируемого периода.

Последние события

• В 2022 году GE Additive приобрела частную компанию Oxford Performance Materials, поставщика высокопроизводительных термопластов для аддитивного производства. Это расширило портфель материалов GE для гибридного производства.
• В 2023 году Matsuura Machinery анонсировала новый гибридный станок под названием LUMEX Avance-25, который объединяет многолазерную DMLS с 5-осевой фрезеровкой и токарным станком. Это позволяет выполнять как аддитивные, так и субтрактивные процессы в одной системе.
• Компания Relativity Space, лидер в области 3D-печати ракет, привлекла 250 миллионов долларов США в 2022 году для поддержки разработки своих гибридных аддитивных технологий производства крупногабаритных металлических деталей.
• TRUMPF приобрела Additive ManufacturingMachines, стартап, специализирующийся на гибридной лазерной наплавке. Это расширило портфолио TRUMPF для высокоскоростной 3D-печати по металлу.
• В 2023 году Desktop Metal приобрела ExOne — двух основных игроков на рынке струйной 3D-печати связующим веществом. Объединенная компания нацелена на ускорение гибридных производственных технологий, которые интегрируют аддитивные и субтрактивные процессы.
• Stratasys представила новые гибридные полимерные 3D-принтеры в 2022 году, которые объединяют технологии FDM и PolyJet для производства деталей из нескольких материалов. Это расширяет возможности для функциональных прототипов и производственных деталей.

Ключевые игроки рынка

• DMG MORI Co., Ltd.
• Mazak Corporation
• Stratasys Ltd
• Matsuura Machinery Корпорация
• Voxeljet AG
• SLM Solutions Group AG
• OptomecInc
• EOS GmbH
• Renishawplc
• 3DSystems Corporation