Frost & Sullivan: технологии аддитивного производства – рынок, тенденции и перспективы до 2025 года

Подписаться на 3Dtoday
news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
13.02.18
1160
7
Новости
11
Мировой рынок аддитивных технологий растет с каждым годом: уже сегодня его объем превышает $5 млрд, а после 2025 года будет составлять более $21 млрд. Страны-технологические лидеры, такие как США, Германия, Великобритания, Япония и другие, суммарно контролируют более 50% мирового рынка аддитивного производства и останутся локомотивами его развития в долгосрочной перспективе. На долю России пока приходится порядка 1% рынка, при этом страна отстает от лидеров по всем основным направлениям – начиная от производства материалов и оборудования и заканчивая внедрением готовой продукции.
PREVIEW
Обзор мирового рынка

Ежегодные темпы роста мирового рынка аддитивных технологий составляют 15%. При сохранении CAGR на этом уровне к 2025 году объем рынка увеличится с текущих $5,31 млрд до $21,5 млрд.

К этому времени до 51% рынка будет приходиться на авиационную промышленность, сферу здравоохранения и автомобилестроение. Отрасли, в которых в 2025 году будет наиболее заметно использование технологий аддитивного производства, показаны на рис. 1.
f259b17b22000c58354f8657758ffe02.png
Сегмент «Прочие» включает энергетическую и пищевую промышленность, строительную отрасль и др.
Страны Северной Америки были и остаются крупнейшим потребителем аддитивных технологий в мире. В 2015 году объем североамериканского рынка оценивался $2,35 млрд с перспективой роста до $7,65 млрд к 2025 году. Второй по величине – это рынок стран Европы и Ближнего Востока. В 2015 году его суммарный объем составлял $1,81 млрд, а к 2025 году он может увеличиться до $7,18 млрд.

Одним из самых быстро растущих является рынок Азиатско-Тихоокеанского региона. В период 2015-2025 гг. ежегодные темпы роста составят 18,6%, а объем увеличится более чем в пять раз – с $1,01 млрд в 2015 до $5,56 млрд в 2025 году. При этом на долю Китая будет приходится порядка 70%.
bbce4860d90263d30f3d6ba9601fe309.png
В странах Северной Америки технологии 3D-печати активно внедряются в аэрокосмической, оборонной и автомобильной отраслях. В последние годы резко увеличилось количество стартап-проектов как в этих, так и других сферах.

Внедрение аддитивных технологий в Европе и на Ближнем Востоке происходит медленнее, чем в странах Северной Америки. Основной фокус здесь делается на использование 3D-печати на основе лазерных технологий в судостроительной отрасли и в промышленности. В то же время в последние годы отмечается рост инвестиций в технологии 3D-печати со стороны автомобилестроительных компаний.

Китай широко применят 3D-печать для массового производства компонентов для аэрокосмической промышленности. Прогнозируемое снижение стоимости производства позволит стране в ближайшие годы нарастить объемы выпускаемой продукции.
c2ca8efb47f17dc32e67fc4346e470af.jpg
Ключевые тенденции

К характерным тенденциям мирового рынка аддитивных технологий последних лет можно отнести:

  • Постоянное увеличение доли деталей, изготавливаемых с использованием аддитивных технологий, в качестве конечных («готовых») изделий – direct manufacturing
  • Стремительное развитие технологий 3D-печати, снижение сроков и стоимости производства за счет применения гетерогенных материалов
  • Увеличение масштабов внедрения технологий 3D-печати в авиационной, аэрокосмической отраслях, автомобилестроении, сфере здравоохранения, а также в сегменте производства потребительских товаров
  • Применение 3D-печати для создания быстро переналаживаемых производств, позволяющих сократить время от этапа разработки концепции до создания опытного образца на 70 и более процентов
  • Рост объема финансирования НИОКР в сфере аддитивного производства
  • Консолидацию рынка путем формирования консорциумов, объединяющих предприятия, исследовательские центры и университеты, а также объединение бывших конкурентов. Практически ежегодно на рынке появляются новые компании, новые технологии. Но часть из них, не выдерживая конкуренции, исчезает, а часть – уходит под крыло крупных компаний
  • Создание специализированных организаций с целью объединения усилий компаний и научных кругов, занимающихся разработкой решений для аддитивного производства (пример – Американский Национальный институт инноваций в области аддитивной промышленности («America Makes»)
  • Удешевление производства за счет снижения стоимости оборудования и повышения доступности технологий
Ключевые игроки

Число производителей оборудования для аддитивного производства также увеличивается с каждым годом. На сегодняшний день лидерами мирового рынка являются следующие компании:

  • 3D Systems (США)
  • EOS GmbH (Германия)
  • SLM Solutions (Германия)
  • Stratasys (США)
  • Objet Geometries (США-Израиль)
  • EnvisionTEC (США-Германия (DLP)
  • ExOne (США)
  • Voxeljet (Германия)
  • Arcam AB (Швеция)

Значимые слияния и поглощения (M &A )

  • В 2016 году американский концерн General Electric приобрел две европейские компании, специализирующиеся на 3D-печати, – шведскую Arcam AB и немецкую Concept Laser GmbH. Сумма сделки составила $1,4 млрд
  • Корпорация Siemens до 85% увеличила долю в британской компании Materials Solutions, специализирующейся на аддитивных технологиях в газотурбиностроении
  • В начале 2017 года BMW, Google и Lowe’s инвестировали $45 млн в американский стартап Desktop Metal, занимающийся созданием инновационной технологии 3D-печати металлических изделий. В общей сложности инвесторы вложили в этот проект, состоящий из 75 инженеров и программистов, более $100 млн
  • В апреле 2012 года произошло слияние компаний Stratasys (США) и Objet (Израиль)
  • Компания по производству металлопорошковых машин MTT Technologies (Великобритания) объединилась с Renishaw с целью продвижения своей продукции
  • Компания 3D Systems в течение последних нескольких лет купила более 20 фирм, работающих в области производства 3D-принтеров, программных продуктов, материалов и в сфере оказания услуг. Одной из крупнейших сделок стала покупка в январе 2012 года компании ZCorporation за $135 млн

Прогнозы развития

  • Применение гранул и порошковых материалов в 3D-печати позволит отказаться от использования треугольных и цилиндрических форм при изготовлении изделий
  • Применение углеродистого (графитового) волокна и металлопорошков позволит улучшить механические, химические и термические характеристики изделий (в частности, для нефтегазовой и оборонной отраслей)
  • Производители систем компьютерного проектирования и моделирования (CAD, CAE) ведут разработки решений для 3D-печати, которые позволят снизить погрешность при изготовлении изделий и повысить точность производства
  • Усовершенствование характеристик и развитие аддитивных технологий позволит повысить точность, скорость и качество 3D-печати. К 2020 году скорость работы 3D-принтеров увеличится вдвое
  • Одним из ключевых направлений развития сервисных услуг на рынке 3D-печати станет лизинг 3D-принтеров
  • Развитие получит производство 3D-принтеров, позволяющих создавать крупногабаритные изделия с высокой точностью
  • Материал «графен», известный своими уникальными физическими и электрическими свойствами, будет применяться для производства металлических жил (волокон) и элементов питания
e368857dc6afd31565270425dea0d9fb.jpg
Технологии аддитивного производства в авиационной и аэрокосмической отраслях

Аддитивные технологии сегодня широко применяются в авиационной и аэрокосмической промышленности для производства комплектующих из металла, а также упрощения процессов их тестирования. Благодаря высокой производительности печатной 3D-технологии, появилась возможность упростить и ускорить процесс производства деталей из таких металлов как алюминий, медь, железо и магний. Также 3D-технологии могут применяться в производстве крышек топливных баков, легковесных деталей двигателя и многих других деталей.

Авиационная промышленность остается одним из ключевых драйверов роста мирового рынка аддитивного производства. К 2025 году на ее долю будет приходиться около 15% от общего объема рынка.

В 2015 году объем рынка технологий аддитивного производства в авиационной промышленности составлял $723,2 млн. Согласно прогнозам, к 2021 году он увеличится до $2,23 млрд.

Основные сегменты

Основными сегментами рынка аддитивных технологий в авиационной промышленности являются: производство готовой продукции (46,5%), сервисные услуги (32,3%), поставка исходных материалов (21,2%).
814bbee8079a6ec0038e60a6bbb480bf.png
Сервисный сегмент включает в себя услуги (годовое техническое обслуживание, установка и пуско-наладка оборудования и средств производства изделий) предоставляемые подрядными организациями на контрактной основе.

Сегмент поставки сырья включает исследование, разработку (НИОКР) и поставку новых видов материалов компаниям авиационного комплекса.

Ключевые тенденции

Сегмент оказания сервисных услуг растет быстрыми темпами и к 2021 году обойдет сектор производства готовой продукции. При CAGR на уровне 25,3% к 2025 году его объем составит $905 млн (против $233,8 млн в 2015 году) или 40,5% от общего объема рынка. Основными драйверами роста станут увеличение числа договоров и повышение спроса на услуги по обслуживанию ранее приобретенных оборудования и деталей летательных аппаратов, находящихся в эксплуатации.

Ежегодные темпы роста сегмента производства готовой продукции будут ниже – на уровне 14,1%. К 2021 году он будет занимать 33,2% в структуре рынка, а его объем составит $740,7 млн (против $336,2 млн в 2015 году). Рост будет обеспечиваться расширением номенклатуры продукции, изготавливаемой с использованием аддитивных технологий.

К другим тенденциям рынка аддитивных технологий в авиационной промышленности следует отнести:

  • Увеличение масштабов использования аддитивных технологий при производстве комплектующих летательных аппаратов, постепенное вытеснение ими традиционных методов производства
  • Сокращение времени и снижение стоимости (до 10 раз) производства отдельных комплектующих
  • Все больше компаний, выпускающих изделия из пластика и керамики с использованием аддитивных технологий, будут осваивать технологии производства комплектующих из металла
  • В период до 2021 года количество сделок по слиянию и поглощению будет расти с каждым годом. Компании продолжат объединяться с целью расширения номенклатуры и повышения качества производимой продукции и предоставляемых услуг
  • Децентрализация крупных производств приведет к росту числа малых производственных предприятий и, как следствие, снижению стоимости выпускаемой продукции
  • Оптимизация цепочки поставок готовой продукции

Ключевые игроки

По состоянию на 2015 год на долю четырех крупнейших компаний приходилось 71,8% рынка аддитивных технологий в авиационной промышленности. Однако появление новых игроков, специализирующихся на аддитивном производстве металлических изделий, может привести к снижению доли лидеров к 2021 году.
c848d9046156e3a1e3f01e9061705a2e.png
Применяемые технологии

Основные технологии аддитивного производства, применяемые в авиационной и аэрокосмической промышленности, включают:

  • Метод послойного плазменного осаждения металлического волокна с использованием плазменной установки с дуговым подогревателем (применяется компаниями Norsk Titanium и университетом Кренфилда)
  • Метод послойного электронно-лучевого наплавления (применяется компанией Sciaky) и метод послойного лазерного наплавления металлического волокна (применяется Optomec, DM3D, RPM Innovations)
  • Метод послойного лазерного наплавления металлического порошка (применяется Optomec, Accufusion, BeAM, DM3D)
  • Метод послойного селективного лазерного наплавления металлического порошка (применяется EOS, Concept Laser, SLM Solutions, Realizer, Renishaw, 3D Systems)
  • Метод послойного селективного электронно-лучевого наплавления металлического порошка (применяется Arcam)
  • Указанные технологии применяются в авиационной и аэрокосмической промышленности для производства таких видов оборудования и компонентов, как входные клапаны, реактивные сопла, лопатки турбин, воздухозаборники, комплектующие крыла летательных аппаратов, шарнирные навески, инжекторы авиационных двигателей и др.
59acf7ad7bb34d150b752425c2f1ea1e.jpg
Драйверы и ограничители рынка аддитивных технологий в авиационной и аэрокосмической отраслях

Драйверы:

  • Рост спроса на новые летательные аппараты в мире – как гражданские авиалайнеры, так и грузовые самолеты
  • Необходимость снижения стоимости производства авиалайнеров и отдельных комплектующих
  • Необходимость повышения эффективности производственных процессов с целью снижения временных затрат на производство авиалайнеров и отдельных комплектующих
  • Необходимость оптимизации цепочки поставок готовых видов продукции
  • Переход к производству цельных готовых конструкций (отказ от сборки с применением разных деталей и комплектующих)
  • Упрощение процессов испытания и сертификации готовых изделий
  • Необходимость сокращения топливных расходов компаний за счет применения меньшего числа комплектующих при производстве летательных аппаратов и, как следствие, снижения их веса
  • Необходимость сокращения объема отходов производства

Ограничители:

  • Комплектующие, изготовленные с помощью аддитивных технологий, должны соответствовать стандартам, установленным для изделий, производимых традиционными методами
  • В отдельных случаях внедрение комплектующих, изготовленных с использованием аддитивных технологий, сдерживается их несоответствием отраслевым стандартам
  • Производство отдельных комплектующих с использованием аддитивных технологий может быть освоено только в долгосрочной перспективе
  • Количество изделий, производимых с использованием аддитивных технологий, пока остается сравнительно небольшим
  • Темпы замены старых комплектующих на изделия, производимые с использованием аддитивных технологий, остаются низкими
  • Механические свойства отдельных материалов, применяемых для аддитивного производства, не позволяют использовать их в авиационной промышленности

Основные прогнозы до 2021 года

Анализ рынка технологий аддитивного производства применительно к авиационной и аэрокосмической промышленности позволяет сделать следующие прогнозы в перспективе до 2021 года:

  • Объем производства новых авиалайнеров (гражданских и грузовых) в мире будет увеличиваться, что создаст устойчивый спрос на металлические изделия, изготовленные с использованием аддитивных технологий
  • Основными заказчиками изделий станут крупные авиаконцерны (в том числе Boeing и Airbus)
  • Авиационная и аэрокосмическая промышленность будет формировать устойчивый спрос на услуги сервисных компаний. Число заключаемых сервисных договоров будет увеличиваться с каждым годом
  • Номенклатура деталей и комплектующих для летательных аппаратов, производимых с использованием аддитивных технологий, будет увеличиваться
  • Наряду с этим ожидается увеличение спроса на системы компьютерного проектирования и моделирования (CAD, CAE)
  • Объем финансирования программ НИОКР, нацеленных на развитие аддитивного производства в авиационной промышленности, будет увеличиваться
  • Ужесточение конкуренции на рынке приведет к повышению качества производимой готовой продукции и предоставляемых услуг в сфере аддитивного производства

Аддитивные технологии в России

С точки зрения вклада в общий рынок аддитивных технологий, Россия пока сильно отстает от стран-технологических лидеров. Причем отставание отмечается по всем основным направлениям – производство оборудования для 3D-печати, масштабы применения технологий в ключевых промышленных отраслях, производство сырья и вспомогательных материалов и т.д. На данный момент доля России в структуре мирового рынка аддитивного производства составляет около 1%.

Потребности России в металлических порошках для 3D-принтеров, а также оборудовании закрываются преимущественно за счет импорта продукции. Основные объемы поставок сырья приходятся на Германию и Великобританию.

Среди крупнейших потребителей порошковых материалов на российском рынке можно назвать такие предприятия, как ПАО «Авиадвигатель» и ПАО «НПО «Сатурн» (в обоих случаях – разработка газотурбинных технологий и двигателей), а также ЗАО «Новомет-Пермь» (производство погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти). Значительную работу по развитию и продвижению аддитивных технологий проводят госкорпорации «Росатом» и «Роскосмос».

Очевидно, что стимулирование разработок в области аддитивного производства в России необходимо поддерживать как с помощью государственного субсидирования (компенсации затрат предприятий на производство и НИОКР), так и за счет прямых инвестиций. Одним из крупнейших игроков, оказывающих финансовую поддержку проектам в сфере аддитивных технологий, является Фонд развития промышленности, выдающий компаниям льготные займы.

О компании Frost & Sullivan

Frost & Sullivan — международная консалтинговая компания, поддерживающая партнерские отношения с клиентами. Мы помогаем заказчикам встать на путь стратегических инноваций, справиться с глобальными вызовами и реализовать открывающиеся возможности для роста. Вот уже более 50 лет Frost & Sullivan разрабатывает эффективные стратегии роста для компаний из списка Global 1000, молодых развивающихся фирм, государственных институтов и инвестиционно-финансовых организаций.

Автор: Алексей Волостнов, директор российского представительства Frost & Sullivan

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Подписаться на 3Dtoday
11
Комментарии к статье

Комментарии

13 Фев 17:01
1
коллеги, поправьте, а то не аккуратненько получается:
GE приобрело не SLM, а Concept Laser!!!
13 Фев 18:11
1
Поправили, спасибо.
13 Фев 22:33
0
По моему РФ по всем направлениям отстает...
14 Фев 10:16
0
мыслите позитивно - не отстает, а догоняет :D
14 Фев 10:17
0
а вообще было бы интересно увидеть такую новость, но касающуюся в целом 3д принтеров, а не только про лазерное спекание металлических порошков.
18 Фев 21:18
0
чо делать то?))
19 Фев 04:53
0
Думаю, надо перестать делать вот это:
10a7bf227a57267f4730c1b2031252df.png

И всё наладится.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Прошивка ESP8266 (ESP-01), через RURAMPS4D (без дополнительных устройств)

EOS предлагает три новых материала на основе полиамидов для SLS 3D-принтеров

Создание мастер-модели кота с помощью Raise3D N2

Как мы обустраивали новое производственное помещение

Наверное наступило время и моё...

3D принтер Wanhao Duplicator 9 MARK I - новинка 2018 года!