Потенциал трехмерной печати
Пока все еще трудно достоверно прогнозировать будущую долю товаров и услуг, связанных с 3D печатью. Нет точных данных о стоимости товаров, которые в настоящее время производятся с помощью 3D принтеров, и связанных сервисов (обслуживание, обучение операторов и прочее). Кроме того, неясно, будет ли эта технология способствовать массовому производству в больших масштабах. Однако недавние технологические достижения указывают на то, что высокоскоростное и, следовательно, массовое производство с 3D принтерами становится реальностью. Передовая технология трехмерной печати, называемая высокоскоростным спеканием, способна массово производить до 100 000 небольших компонентов в день. Этот метод по мнению ученых Университета Лафборо, которые разработали его, в 100 раз быстрее, чем существующие технологии производства.
Помимо технологических достижений, внедрение 3D печати также будет зависеть от четкой и прогнозируемой экономической выгоды. Требуется значительное время для внедрения новых методов в производственный процесс. Например, упомянутая технология высокоскоростного спекания была запущена еще в 2009 году, но доля 3D печатной продукции в общем объеме производства по-прежнему остается незначительной.
Чтобы оценить потенциал 3D печати, аналитики экономического и финансового агентства ING провели интервью с пользователями и производителями трехмерных принтеров, а также экспертами, которые предоставляют услуги по обучению этой технологии. Основным выводом из этих бесед стало то, что эксперты видят значительный потенциал для трехмерной печати, но меняются в своих ожиданиях относительно роста этой технологии в ближайшие десятилетия.
«Влияние 3D печати на экономику сильно недооценивается. Я ожидаю, что в течение одного или двух десятилетий около половины всех производственных продуктов будет создано 3D принтерами», — говорит Людвиг Ван ден Борг, генеральный директор голландской группы Kaak. Kaak Group начала использовать 3D принтер в прошлом году для изготовления пресс-форм для выпечки хлеба.
Адвин Каннекенс, директор по продажам компании Уилтинг, которая занимается обработкой металла, прогнозирует, что в конечном счете 40-50% его доходов будет приходиться на работу, выполненную с помощью 3D принтеров. В течение следующих десяти лет доля рынка в обрабатывающей промышленности составляет 5-10%, что, по его мнению, является пределом, отражающим различные пороговые значения роста 3D печати.
Эрик Сас, финансовый директор Ultimaker, осторожно относится к долгосрочной перспективе. Он согласен с тем, что в следующем десятилетии рыночная доля в обрабатывающей промышленности составляет 5-10%. В долгосрочной перспективе он ожидает дальнейшего роста, но не уверен, насколько большой будет эта доля. Он видит много препятствий и не хочет брать на себя обязательства прогнозировать точную долю рынка.
Различия в мнениях о скорости роста 3D печатного производства логично, по словам Лорен Словика — дизайнера в Shapeways (крупнейший портал, посвященный 3D печати). «Очень сложно оценить, насколько быстро эта технология будет расти», — говорит Словик. По его словам, трехмерная печать в ближайшем будущем не будет внедрена во всех отраслях промышленности, поскольку затраты на производство 3D печатных товаров по-прежнему слишком высоки для некоторых направлений бизнеса. Например, для группы Kaak цена 3D принтера была препятствием, которое можно было преодолеть только при покупке принтера двумя партнерами. Кроме высоких инвестиционных затрат на 3D печать, Словик утверждает, что в течение некоторого времени однотипные и не сложные формованные изделия по-прежнему будут изготавливаться традиционным способом, потому что это будет намного дешевле.
Сценарии
Несмотря на все осторожные прогнозы, отмечается существенный рост доходов производителей 3D принтеров и увеличение инвестиций в эту отрасль. Следует отметить, что в настоящее время 3D печать в основном используется для прототипирования. Это означает, что сами по себе более высокие инвестиции в технологии 3D печати еще не гарантируют ее стремительное распространение на производственный сектор. С другой стороны, технологические усовершенствования 3D принтеров в сочетании с растущей конкуренцией на этом рынке должно привести к созданию более продуктивных устройств по той же цене. Это, в свою очередь, означает, что для увеличения объема производства потребуется меньше дополнительных 3D принтеров.
Согласно годовому отчету по 3D печати от независимой консалтинговой компании Wohlers Associates, во всем мире компании потратили 6,6 миллиардов долларов на трехмерные принтеры и связанные с ними услуги в 2016 году. Для сравнения, частные инвестиции в традиционную технику в том же году составили до 6 700 миллиардов долларов. Несмотря на такой большой разрыв, роль 3D печати в экономике будет расти быстро. Годовые темпы роста инвестиций в 3D печать за последние пять лет составили 29%, по сравнению со средним показателем в 9,7% для роста глобальных инвестиций на традиционных машинах.
При сохранении подобной тенденции, доля 3D печати все же сможет соответствовать доли традиционной производственной продукции. Аналитики предполагают, что уровень инвестиций в трехмерные принтеры удвоится через пять лет, а темпы инвестиций в традиционные машины упадут на треть через десять лет. В этом случае размер основного капитала вложений в трехмерные принтеры сравняется с капиталом вложений в традиционную технику к 2040 году.
Преимущества 3D печати
В настоящий момент существует несколько очевидных факторов, которые являются драйверами 3D индустрии и которые препятствуют ее широкому развитию. Конкурентными преимуществами трехмерной печати являются:
1. Снижение затрат на рабочую силу — ее требуется меньше, чем при производстве традиционными способами. Сборка конечного продукта иногда необходима, но с меньшим количеством шагов. Это уменьшает объемы труда, сокращает время координации процессов и транспортировки промежуточных продуктов.
2. Сокращение затрат — использование 3D принтеров уменьшает сразу несколько статей расходов:
- сокращается потребления сырья, поскольку отсутствуют потери или остаточные материалы (например, для создания круглого металлического изделия его не нужно вырезать из квадратной заготовки);
- снижение затрат из-за возможности человеческой ошибки, поскольку в процессе производства задействовано меньше людей;
- меньше расходов на инвентаризацию из-за сокращения потребности в хранении продуктов или отдельных компонентов;
- снижение транспортных издержек, поскольку 3D печать приближает производство готового продукта к потребителю;
- стоимость прототипирования ниже с использованием 3D принтеров;
- требуется меньшее количество традиционных средств производства, поскольку 3D принтеры берут на себя создание многих промежуточных продуктов.
Ограничения 3D печати
1. Высокоскоростное производство не может быть выполнено с большинством обычных 3D принтеров, а традиционное массовое производство во многих случаях дешевле. Высокоскоростное спекание (нагревание до уровня, которое меньше температуры плавления) обеспечивает высокоскоростное производство, но лишь для определенных продуктов. Как быстро высокая скорость печати будет достижима для других продуктов, зависит от технологических прорывов и скорости адаптации компаний.
2. Высокие цены на сырье, используемые для 3D печати, повышают различные затраты. Нестабильный рынок материалов для 3D принтеров в настоящее время содержит несколько поставщиков с монополистической ценовой политикой.
3. Меньшая заработная плата и более низкие цены на традиционные товары замедляют замещение устоявшихся методов производства 3D печатью.
4. Медленное внедрение 3D принтеров в бизнес. Адвин Каннекенс отмечает, что «технические недостатки трехмерных принтеров не являются главным препятствием для более широкого использования 3D печати, например, в производстве металлических изделий. Более существенными препятствиями являются отсутствие знаний о 3D печати и твердой уверенности в правильности использования этой технологии».
5. В некоторых случаях качество 3D печатной продукции не оправдывает ожиданий. Например, печатные металлические изделия иногда содержат отверстия, а некоторые продукты требуют более высокой точности, которую 3D принтеры не могут обеспечить. По словам Каннекенса, для закрытия этого дефицита точности потребуется довольно много времени. «3D принтерам потребовалось десять лет, чтобы повысить точность в пять раз, поэтому вы можете себе представить, что повышение точности в десять раз также займет много лет».
6. Наличие квалифицированных дизайнеров для создания файлов печати, которые требуется 3D принтеру, также является проблемой. «Большинство опытных инженеров не подготовлены должным образом для 3D печати», — говорит Каннексенс. «Молодые инженеры и выпускники, приходящие в компании, часто не в состоянии вносить глобальные изменения в производственный процесс. Окончательное решение применять или не применять 3D печать чаще всего зависит от нескольких сотрудников, которые работают в компании много лет и не склонны отходить от устоявшихся традиций».
