Вторник, 15 мая 2018 13:38

Тривимірний світ

Технологія адитивного, або ж 3d-, друку переживає еру вибухового росту. БІЗНЕСз’ясовував, в яких сферах нанотехнології будуть найзатребуванішими вже завтра

Друк у форматі 3D — зовсім не новий винахід. Перші патенти на технологію стереолітографії було отримано ще у середині 1980-х років. Втім, як це відбулося й з багатьма іншими інноваціями, її справжній потенціал почав розкриватися лише з початком третього тисячоліття.

 За останні декілька років в сфері адитивного друку сталася низка технологічних проривів, завдяки яким ця технологія переживає новий бум. Від “домашнього” прототипування та виготовлення пластикових дрібничок вона просунулася у цілком “дорослі” галузі і, схоже, докорінно їх змінюватиме.

 Захоплення аналітиків

 Дослідження глобального ринку 3D-друку регулярно проводять багато аналітичних компаній з усього світу. Вони дещо розходяться в оцінках поточного стану індустрії, очевидно, використовуючи різні методології, але єдині в одному: у коротко- та середньостроковій перспективі адитивний друк чекає тривалий період зростання.

За оцінками boston consulting group, до 2020 р. глобальний ринок 3d-друку виросте до $15 млрд

Взагалі, поняття “3D-друк” об’єднує декілька технологій, зокрема пошарове наплавлення (FDM), стереолітографію (SLA), а також вибіркове лазерне спікання (SLS/SLM/EBM). Одним з факторів, що стимулював розвиток цього напрямку, називають і сплив у 2009 р. строку дії патенту на FDM-друк, який одна з найстаріших у світі профільних компаній Stratasys отримала ще у XX ст. Крім того, 2014 р. сплив строк дії патенту на використання SLS, що належав іншому піонеру в цій сфері — компанії 3D Systems. Використання технології стало доступним для всіх бажаючих, що і спричинило бум 3D-друку та викликало оптимізм експертів. Згідно з дослідженням компанії Data Bridge, 2016 р. обсяг світового ринку 3D-друку досяг $5 млрд. До 2024 р. аналітики пророкують йому середньорічні темпи зростання (CAGR) у 26%. У дослідженні, опублікованому порталом Statista, йдеться про те, що вже 2021 р. ця індустрія оцінюватиметься приблизно у $26,5 млрд.

 Дещо інакше оцінює перспективи консалтингова компанія Boston Consulting Group (BCG). За оцінками її експертів, до 2020 р. глобальний ринок 3D-друку виросте до $15 млрд, тобто щороку більшатиме у середньому на 30%. Але якщо світовий бізнес впровадить цю технологію хоча б на 1,5% виробничих потужностей, то до 2035 р. обсяги ринку збільшаться у кілька десятків разів — до $350 млрд. До того ж у BCG вважають, що лідерами з впровадження адитивного друку стануть компанії, що працюють у галузях авіаційного та автомобільного будівництва, а також медицини.

 Якщо говорити про прибутки, то, за даними порталу Statista, лише до кінця поточного року річний дохід індустрії складе $12 млрд. Протягом наступних чотирьох років майже 50% в загальній структурі доходу припадатиме на продажі 3Dпринтерів та матеріалів для друку. Також зазначається, що до 2021 р. значно підвищиться дохідність створення програмного забезпечення для 3D-друку та усіх супутніх послуг.

 Традиційно левова частка глобального ринку належить США. Експерти очікують, що цій країні вдасться зберегти лідерство впродовж найближчих років, у тому числі й завдяки активізації використання адитивного друку у медицині, оборонній та аерокосмічній галузях. Непогані темпи зростання демонструють Китай та Індія, що дозволяє їм залишатися провідними гравцями у Тихоокеанському регіоні.

originalНа початку 2018 р. українська компанія D3Ds Lab вийшла на платформу Kickstarter з портативним настільним 3D-сканером. В описі продукту зазначається, що вартість базової версії складатиме $1,5 тис.

 Провідні позиції у світі 3Dдруку займають піонери індустрії — американські компанії 3D Systems, Stratasys Ltd. та ExOne. Крім них тон на ринку задають бельгійська Materialise NV, німецькі EOS GmbH, Voxeljet AG та SLM Solutions Group AG, шведська Arcam Group тощо.

 Також слід зазначити, що експерти прогнозують значні темпи зростання не лише глобальному ринку в цілому, а й окремим його секторам. Наприклад, у звіті дослідників MarketsandMarkets прогнозується, що цього року лише ринок промислового 3D-друку досягне обсягу в $1,73 млрд, а за п’ять років, у 2023 р., — $5,66 млрд. Дослідники зауважують, що наразі найбільша частка на цьому ринку належить США, на другому місці — Європа, а на третьому — країни АзіатськоТихоокеанського регіону.

 Найширшого використання технологія набуває у важкій промисловості. За допомогою 3D-друку виготовляють високоточні інструменти, складні деталі та механізми. За прогнозами MarketsandMarkets, темпи зростання використання промислового адитивного друку обумовлюватимуть постійна еволюція технології, зменшення виробничих витрат та зниження вартості виробництва. Усі ці фактори, а також наявність державних дотацій у промисловий 3D-друк роблять цю галузь надзвичайно перспективною.

 Водночас, за прогнозами британської дослідницької компанії Visiongain, один лише ринок адитивного друку для автомобілебудування найближчим часом оцінюватиметься майже у $1,396 млн, і протягом наступних десятиліть він набиратиме обертів.

 Крім того, на ринку адитивного друку існує ще один важливий сегмент — виробництво власне 3D-принтерів. Аналітики компанії Report Buyer стверджують, що ринок цих пристроїв зростатиме не так інтенсивно, як індустрія в цілому, — приблизно на 12,8% на рік. Проте у дослідженні компанії сказано, що до 2022 р. глобальний ринок 3D-принтерів збільшиться до $4,2 млрд, при цьому найбільше перспектив відкривається у виробництві споживчих продуктів, а також у сфері охорони здоров’я, авіабудівництві та автопромисловості.

 Що б такого надрукувати

 90% компаній, що 2017 р. взяли участь у третьому щорічному опитуванні французької компанії Sculpteo, назвали використання 3D-друку своєю конкурентною перевагою. Виявилося, що найчастіше, у 28% випадків, цю технологію використовують для прискорення розробки того чи іншого продукту. Також адитивний друк дозволяє бізнесу створювати індивідуальні продукти, а його запровадження підвищує гнучкість виробництва. І хоча зараз за допомогою 3Dпринтерів все ще виготовляють переважно прототипи, можливості цих пристроїв набагато ширші.

Переважна більшість аналітиків вважають, що адитивний друк сприяє трансформації медичної галузі. Так, за прогнозами Global Market Insights, до 2024 р. “медичний” ринок 3D-друку досягне $2,2 млрд, переважно за рахунок виробництва протезів, біодруку та виготовлення імплантів.

3D print1

 

Засновники стартапу Kwambio створили унікальний 3D-принтер для виготовлення кераміки вартістю $25 тис. Проект привернув увагу всесвітньо відомих компаній, серед яких Tesla та General Electric

 

 

Наприклад, виготовлення протезів — один з найрозповсюдженіших способів використання 3D-друку у медичній галузі. Зокрема, ця технологія дозволяє знизити вартість протезів та ідеально “підганяти” їх для кожного окремого пацієнта. У цьому контексті великої популярності набув міжнародний проект e-NABLE, що об’єднує ентузіастів з багатьох країн. Учасники спільноти розробляють та втілюють у життя протези для верхніх кінцівок, які можна роздрукувати на 3D-принтері. Аналогічними проектами займаються десятки компаній та стартапів, у тому числі й Youbionic. Засновник проекту Федеріко Сиссарезе разом із командою однодумців створив роботизований протез руки, контролювати який можна за допомогою скорочення м’язів. Наразі вартість “робо-руки”, що друкується на 3D-принтері, складає €1,5 тис., а це у кілька десятків разів дешевше за “традиційні” протези.

Не менш перспективними виглядають можливості адитивного друку й у фармакології. 2016 р. Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США вперше схвалило препарат, який фармкомпанія Aprecia Pharmaceuticals надрукувала на 3D-принтері. Ці ліки використовують для лікування епілепсії, а спеціальна формула дозоляє ефективно використовувати їх для хворих, які мають складнощі з ковтанням. Відтоді фармацевтичні гіганти представили декілька розробок, у тому числі й “багатошарові” пігулки, які одночасно містять діючі речовини, що лікують декілька різних хвороб, наприклад діабет та гіпертонію. І виробництво цих ліків теж стало можливим завдяки адитивному друку.

Вчені вже давно працюють над принтером, який був би здатен створювати живі тканини і навіть окремі частини тіла. Звичайно, для повноцінного комерційного “друку” складних органів, таких як серце або нирки, технологія ще недостатньо розвинена. Але вже зараз спеціалісти з регенеративної медицини успішно проводять експерименти з вирощування окремих тканин, шкіри, судин, хрящів, кісток тощо. У перспективі їх результати можуть докорінно змінити трансплантологію та вирішити проблему дефіциту донорських органів. Втім, 3Dдрук імплантів з металу, кераміки або специфічних полімерів вже майже перетворився на окрему індустрію. Особливого розповсюдження ця технологія набула у стоматології та імплантології.

Експерти також стверджують, що адитивний друк вже впливає на традиційно “важкі” галузі промисловості. І цей вплив посилюється разом із вдосконаленням методів 3D-друку металами. Світові корпорації активно придивляються до цих можливостей, у тому числі й задля зниження вартості виробництва. Так, минулого року корпорація Boeing підписала угоду з норвезькою компанією Norsk Titanium AS про 3D-друк титанових деталей для літака 787 Dreamliner. Справа в тому, що саме в цій моделі використовується чи не найбільше елементів з титану, а їх виробництво звичайним способом видалося Boeing задорогим. Спеціалісти авіагіганта порахували, що впровадження 3D-друку допоможе здешевити виробництво одного 787 Dreamliner на $2-3 млн.

Економити завдяки новітнім технологіям намагаються й автогіганти. Виробництвом окремих деталей та елементів авто так чи інакше займається багато глобальних гравців автомобільного ринку, у тому числі Volkswagen, Porsche тощо. Але є компанії, що збираються піти набагато далі. Так, нещодавно італійський стартап X Electric Vehicle оголосив про наміри випустити на ринок перший серійний електромобіль, що майже повністю друкуватиметься на 3Dпринтері. Розробка малогабаритного авто ведеться у партнерстві з компанією Polymaker. Очікується, що новинка зможе розганятися до 70 км/год та проїжджати на одному заряді до 150 км. Автори проекту зазначають, що майже все авто, за винятком скла, сидінь та ходової частини, виготовлятимуть за допомогою промислових 3D-принтерів, а його вартість не перевищуватиме $10 тис. Стартап вже зібрав понад 7 тис. попередніх замовлень та планує почати продажі для китайських споживачів у II кварталі 2019 р. Згодом компанія збирається вийти на інші ринки та створити виробничу лінію у Китаї.

Може скластися враження, що адитивний друк підходить лише для створення відносно невеликих об’єктів. Але це не зовсім так, адже будівельні компанії теж не полишають спроб скоротити витрати за рахунок 3D-друку. Одна з них — розробка американським девелопером Icon у партнерстві з благодійною організацією New Story технології швидкого і дешевого “друку” будинків. Їм вдалося “звести” будівлю площею 60 кв.м за 48 годин. Вартість такого житла становить близько $10 тис. У рамках пілотного проекту планується створити 100 таких споруд у Сальвадорі, Болівії та на Гаїті. Але у майбутньому компанія збирається вдосконалити виробничі процеси та знизити вартість будівництва більш ніж удвічі — до $4 тис.

 Made in Ukraine

 Україна поки не входить до списку лідерів світового ринку 3D-друку. Більшість вітчизняних компаній продають 3D-принтери, розробляють програмне забезпечення для адитивного друку, надають послуги з виготовлення прототипів або 3D-сканування. Але є й стартапи, які планують конкурувати на глобальному ринку.

Останніми роками через об’єктивні причини в Україні зріс попит на протези кінцівок, тому з’явилися і компанії, що намагаються здешевшити та вдосконалити ці пристрої. Так, ще 2015 р. компанія “Біла мураха” представила власну розробку — надрукований на 3D-принтері протез руки собівартістю 1,5 тис. грн. Прототип розробляли для військового, який втратив руку в зоні АТО. Дещо схожий проект розробили і співробітники Сумського державного університету. За півроку науковці створили інтелектуальний біонічний багатофункціональний протез кисті, який друкують на 3Dпринтері. На думку розробників, якщо їхній винахід запустять у серійне виробництво, його вартість буде значно нижчою за зарубіжні аналоги. На початку 2018 р. українська компанія D3Ds Lab вийшла на платформу Kickstarter з портативним настільним 3D-сканером. В описі продукту зазначається, що вартість базової версії складатиме $1,5 тис., а одною з конкурентних переваг новинки є велика точність сканування. Розробники планували зібрати на подальшу роботу проекту більше $25 тис., але ще на старті сума пожертвувань перевищила їх очікування.

Крім того, українцям належить і проект, який сайт TechCrunch назвав технологією, що врятує світ. Киянин Максим Гербут створив автономний екобудинок, роздрукований на 3D-принтері. Проект отримав назву PassivDom. Головною особливістю цих будинків є висока енергоефективність. Завдяки використанню новітніх матеріалів інженерам вдалося створити модель, яку не потрібно підключати до жодних комунікацій. На думку авторів PassivDom, використання 3D-друку знижує вартість виробництва та робить житло доступнішим.

Ще один “тривимірний” проект належить Андрію Лозинському, засновнику компанії Factory in the Box. Автор стартапу вирішив побудувати власний бізнес, встановлюючи у публічних місцях мобільні 3D-принтери, скористатися якими може кожен бажаючий. Стартові інвестиції у проект склали близько $50 тис. Компанія існує вже декілька років і розвивається, продаючи франшизу на свої “фабрики”.

Втім, чи не найбільше останнім часом говорять про компанію Kwambio, яку заснували одесити Володимир Усов та Дмитро Кривошеєв. Цей стартап успішно вивів на ринок унікальний 3Dпринтер для виготовлення кераміки. Новинку було представлено в українському павільйоні на виставці CES у Лас-Вегасі. Тоді ж принтер Ceramo One, що коштує приблизно $25 тис., привернув увагу декількох всесвітньо відомих компаній. Наприклад, представників Tesla зацікавила перспектива адитивного друку керамічних деталей для зарядних станцій Supercharger. А наприкінці квітня 2018 р. Kwambio підписала угоду з корпорацією General Electric. Американський гігант замовив у стартапу декілька принтерів та спеціальні витратні матеріали, які планують використовувати для друку керамічних форм для виробництва лопаток турбін.

Тож вже у близькій перспективі в України є всі шанси ввійти з проектами до Топ-10 країн — розробників 3D-принтерів.

 

Дополнительная информация

  • Автор: Валентина Дудко
Прочитано 350 раз
Другие материалы в этой категории: « Сідаймо в майбутнє Пропан-бутанова Україна »
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Раз на тиждень ми відправляємо дайджест з найцікавішими та актуальними матеріалами.