Корпоративный 3D-принтинг: почему новые устройства не вышли в дома и квартиры?

Первая технология 3D-печати и принтер появились еще в 1984 году в США, в то время этот метод назывался «стереолитография». Затем в следующее десятилетие в разных странах начали разрабатываться и патентоваться новые технологии и установки для 3D-печати. Какое-то время технология тестировалась, отлаживалась, оптимизировалась стоимость производства, в начале 2000-х начали появляться 3D-принтеры по относительно низким ценам. В 2009 году был снят патент на популярную технологию печати FDM, что привело к появлению множества настольных 3D-принтеров данного типа и резкому снижению цен, основным демпингатором стал Китай.  К 2010 году технологии 3D-печати набрали популярность, стали доступны и понятны простым пользователям, а не узкоспециализированным организациям. Тогда в СМИ появлялись громкие новости о 3D-технологиях в области моды, машино- и авиастроения, медицины, было много шума вокруг пищевых 3D-принтеров. Но со временем новостей о «развлекательной» 3D-печати стало значительно меньше, вероятно, производители 3D-оборудования и мировые лидеры в области услуг 3D-печати поняли, что не так выгодно устраивать различные PR-кампании в сфере моды, искусства, пищевой промышленности, нацеленные в основном на физлиц, которые на самом деле не являются основными покупателями. Во-первых, ввиду отсутствия должных навыков для работы с 3D-печатью. Во-вторых, в связи с не самой бюджетной стоимостью принтеров и расходных материалов, которые могут обеспечить достаточно высокое качество. Конечно, 3D-печать до сих пор используется в маркетинговых целях, для разработки и внедрения инновационных продуктов, в том числе в легкой промышленности, например, недавно компания Adidas запустила производство кроссовок с напечатанной на 3D-принтере подошвой. Однако в основном 3D-печатные достижения и новости перешли в профессиональное русло, развернувшись к традиционной целевой аудитории: инженерным, промышленным и машиностроительным организациям, медицинским и фармацевтическим компаниям.

В России хайп на тему 3D-печати пришелся на 2013-2014 годы, тогда технология была не до конца изведанной и казалась довольно простой. Когда в 2013 году мы открыли онлайн-сервис 3D-печати CubicPrints.ru, столкнулись с тем, что люди слабо понимают процесс 3D-печати. Часто нам звонили, и диалог строился примерно в таком ключе: у меня сломалась деталь от кофемолки, сейчас приеду к вам, за час напечатаете? Приходилось терпеливо объяснять, что так не работает. Для запуска принтера в первую очередь требуется разработка цифровой 3D-модели, адаптированной для 3D-печати, – этот процесс уже может занять от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от сложности. Непосредственно печать занимает не 10-15 минут, а в зависимости от размера модели и выбранной технологии может длиться и двое суток.

И все-таки 3D-принтинг – для организаций

В итоге стало понятно, что на данный момент для расширения B2C-рынка много преград, в первую очередь в компетенции людей. 3D-моделирование — задача нетривиальная, и мало кто обладает необходимыми навыками. Следующим препятствием становится соотношение технологических возможностей и стоимости 3D-печати. Логично, что чем дешевле материал, тем больше ограничений его применения. Физические лица, как правило, хотят заказывать сувенирные вещи, оригинальные подарки, сломанные бытовые детали сложной формы и т. п. Для таких задач обычно требуется печать на профессиональных 3D-принтерах, но в этом случае стоимость производства выше, чем при использовании бюджетных настольных машин, поскольку используется более дорогое сырье и недешевое обслуживание техники. При покупке 3D-принтера в личное домашнее использование возникают все те же нюансы: наличие навыков 3D-моделирования, возможность проводить техническое обслуживание принтера, при этом полученное при домашней печати качество не всегда соответствует ожиданиям. Наш разворот от B2C к B2B-рынку произошел естественным путем, к нам сами стали обращаться конструкторские отделы различных инженерных и производственных компаний. Надо сказать, что мы не просто переориентировали 3D-печать на B2B-сферу, но и расширили собственное производство, добавив литье пластиков. Как показала практика, в основном 3D-принтеры используются для создания прототипов и литейных мастер-моделей. После отладки опытных образцов обычно требуется производство конечных продуктов. В этом случае удобнее работать с компаниями полного цикла, т. к. еще на этапе моделирования можно продумать адаптацию изделий для дальнейшего литья под требования конкретного способа производства. Поэтому наши услуги расширились и на литье тоже, исходя из потребностей заказчиков, которые к нам обращались для разработки дизайна, печати прототипов и интересовались возможностью дальнейшего серийного производства.

Исходя из нашего опыта, можем сказать, что основными заказчиками 3D-печати являются организации, которые тестируют инновационные разработки, изготавливают различные приборы, а также производители пластиковых изделий, компании из медицинской сферы и военно-промышленного комплекса. По данным отчета Ernst & Young, на апрель 2016 года основными мировыми потребителями 3D-печати являются именно компании-производители изделий из пластика (30,4% рынка), фармацевтические и медицинские организации (29,4%), на долю производителей электроники и инжиниринговые компании в общей сложности приходится 37% рынка. При этом потребительские товары, оптовая и розничная торговля занимают всего 7% рынка. В исследовании Ernst & Young приняли участие 214 компаний из 12 стран, которые имеют опыт работы с 3D-печатью.

Материалы и машины

Наиболее популярными материалами для 3D-печати являются пластики и металлы. Как показывает аналитический отчет Ernst & Young, чаще всего для печати используются полимеры (53% рынка), на мировом рынке металл занимает 44%. Эта статистика подтверждается и в недавнем отчете консультантов Wohlers Associates, Inc. (мировые лидеры по аналитике в сфере 3D-печати), по данным Wohlers Report 2017, собранным от 100 поставщиков услуг, 61 производителя промышленных принтеров и 19 производителей материалов и настольных 3D-принтеров во всем миру, полимерные материалы занимают 51% от общего оборота. Эксперты крупнейшего мирового сообщества 3dhubs выяснили, что наиболее популярной технологией полимерной печати является PolyJet – это оценка получена как от организаций, так и от частных пользователей. По статистике Wohlers Report 2017, на металлическую 3D-печать приходится 19,8%. При этом, по оценке Ernst & Young, мировой спрос на металлическую печать выше, чем на полимерную, 52% против 31%, что говорит о тенденции к развитию технологий металлической печати и увеличению оборота в этой сфере. По оценкам экспертов, на российский рынок 3D-печати приходится лишь 1,5% мирового потребления металлических порошков. Наш собственный опыт не подтверждает рост спроса на металлическую печать, доля металлических заказов составляет менее 5% от общего объема. Мы связываем это с ограничениями данной технологии, включая высокую шероховатость получаемой поверхности, а также довольно высокой стоимостью расходных материалов, которые в основном производятся и поставляются из-за границы, что не очень выгодно при текущем валютном курсе. Полимеры же составляют более 80% наших заказов на 3D-печать.

При этом, исходя из нашего опыта, компаниям подчас гораздо выгоднее прибегать к услугам специализированных сервисов, чем покупать 3D-оборудование в собственное пользование. Профессиональные и промышленные машины, которые обычно используются для решения производственных задач, стоят довольно дорого. Например, промышленный 3D-принтер для печати фотополимером стоит от 100 000 $. Как правило, компании не имеют достаточного объема задач для 3D-печати, чтобы выгодно амортизировать такую стоимость. Кроме того, необходимы квалифицированные специалисты для работы с оборудованием, закупка дорогостоящих расходных материалов, которые при небольших объемах печати просто не отрабатываются. Например, в CubicPrints.ru порой обращаются организации, которые имеют собственные бытовые 3D-принтеры, но либо испытывают сложности с настройкой, что тоже нетривиальная задача, либо не получают должного качества и уходят к промышленной 3D-печати. Наши практические выводы подтверждаются и данными из отчета Ernst & Young: по данным опроса 900 мировых компаний, 9,3% предпочитают иметь 3D-принтеры в собственности, 8,3% выбирают услуги подрядчиков. Однако компании, которые приобрели собственное оборудование, столкнулись с описанными выше проблемами. По прогнозу Ernst & Young, через 5 лет ситуация по использованию 3D-печати поменяется в пользу поставщиков услуг. Так, 41,3% опрошенных компаний подтвердили, что наиболее рентабельным считают передачу задач для аддитивного производства специализированным сервисам, а 25,6% предпочтут сохранить собственный парк 3D-принтеров. Похожую тенденцию мы наблюдаем и среди физических лиц. В нашей практике есть масса случаев, когда люди, которым оптимально подходит печать на бытовом принтере, собираются покупать личный десктопный вариант, но изучив досконально все вопросы, отказываются от этой идеи. Например, есть заказчик, который уже несколько лет печатает у нас комплектующие для автомобилей. Поскольку обычно партия включает несколько разных моделей по 10-20 шт каждой, требуется прочный износостойкий материал и производство в сжатые сроки, то мы оперативно печатаем такие заказы из ABS-пластика на бытовых 3D-принтерах. Сперва заказчик думал, что будет выгоднее иметь собственный принтер и по мере необходимости допечатывать модели. Однако, посмотрев, как наш инженер выбирает оптимальный угол размещения модели на рабочем столе, а затем очищает напечатанные детали от пластиковых поддержек, решил, что проще заплатить за работу, чем самому изучать все тонкости и тратить время на доводку деталей до конечного состояния.

Прогнозы

Что касается развития 3D-печати в B2C-сегменте, то считаю, что это неминуемый процесс, однако, по ощущениям, глобальных изменений в пользу физлиц в ближайшие несколько лет ожидать не стоит. Во-первых, должна снизиться стоимость принтеров и материалов. Во-вторых, 3D-принтеры должны преодолеть свои текущие технологические ограничения. В-третьих, нужно развивать навыки 3D-моделирования среди школьников и студентов. Сейчас во многих технических ВУЗах и некоторых школах есть курс 3D-моделирования, также есть различные онлайн-библиотеки (например, thingiverse.com) с большим набором бесплатных 3D-моделей для некоммерческого использования. Основные пользователи подобных библиотек, а также слушатели курсов 3D-моделирования – подрастающее поколение, которое, обладая должными навыками, сможет свободно использовать 3D-печать и повысить ее популярность в широких массах.