El panorama de la industria de fabricación aditiva 2019:171 empresas que impulsan el avance de la industria [Actualizado]

Actualización 26/05/2020:ahora publicamos nuestro informe e infografía sobre el panorama de fabricación aditiva 2020, con 231 organizaciones que están ayudando a impulsar la fabricación digital. Consulte el artículo completo.

La fabricación aditiva ha experimentado una especie de revolución en los últimos cinco a diez años. En un momento se pensó que era una tecnología orientada al consumidor, AM ahora se ha convertido en una solución de fabricación industrial viable.

A partir de 2019, se estima que la industria de fabricación aditiva tiene un valor de más de $ 9 mil millones de dólares. Si bien esto sigue siendo una fracción de la industria manufacturera más amplia de $ 12 billones, el panorama está evolucionando rápidamente, creando oportunidades masivas para la industria en su conjunto.

A medida que nuevos jugadores continúan ingresando al mercado y se desarrollan nuevas tecnologías, ahora es un momento emocionante para ser parte del cambio.

Con estos cambios constantes en el panorama del mercado, puede resultar difícil para los fabricantes realizar un seguimiento de las empresas clave que ofrecen soluciones en todo el espectro de AM.

Por esta razón, en febrero de 2019, AMFG publicó el primer panorama de fabricación aditiva de la industria, que muestra la gama de empresas que dan forma al futuro de la industria.

El propósito de este panorama era proporcionar a los fabricantes y las partes interesadas de la industria una mejor comprensión del mercado actual de AM, y utilizar esto para comparar la evolución de la industria.

La respuesta a nuestra primera infografía fue mucho más de lo que podríamos haber anticipado, y recibimos numerosas sugerencias para que más empresas las incluyan. Teniendo en cuenta los comentarios, hemos actualizado el panorama y hemos elaborado un documento técnico en el que se analizan en detalle los hallazgos clave.

¿Cuál es el panorama de la fabricación aditiva?

La industria de fabricación aditiva está evolucionando rápidamente y mantenerse al día con las empresas clave puede ser un desafío.

En un esfuerzo por categorizar este ecosistema próspero, hemos reunido el primer panorama de fabricación aditiva de la industria.

El gráfico recopila 171 empresas que están impulsando la fabricación aditiva hacia la industrialización. Estas empresas se dividen en las siguientes categorías:

• Fabricantes de hardware (Polímeros, escritorio, metales y electrónica)
• Proveedores de software (Diseño y CAD, flujo de trabajo y seguridad)
• Proveedores de materiales (Polímeros, compuestos y metales)
• Fabricantes de sistemas de posprocesamiento
• Control de calidad e inspección de procesos
• Instituciones y centros de investigación

¿Qué empresas están incluidas?

Al armar este gráfico, decidimos centrarnos en la impresión 3D industrial.

Esto significa que el gráfico solo incluye empresas que ofrecen principalmente productos y servicios B2B. Por lo tanto, hemos dejado de considerar a las empresas de impresión 3D que se centran en el consumidor, esta vez.

Por supuesto, también hay muchas más categorías que podríamos haber agregado; las oficinas de servicios son un gran ejemplo.

Sin embargo, en aras de la simplicidad, hemos decidido no incluir oficinas de servicios ni empresas cuya actividad principal sean los servicios de fabricación. Esto se incluirá en un gráfico futuro.

Conclusiones clave

Estas son algunas de las conclusiones clave del panorama:

Las cifras que se muestran en el cuadro anterior excluyen las 11 instituciones de investigación que aparecen en el panorama.

Predominan las máquinas de metal

• Con mucho, el segmento más grande, en términos de número de empresas, es la categoría de impresoras 3D de metal, de las cuales se incluyen 44 fabricantes. Estas empresas ofrecen una gama de tecnologías de impresión 3D de metales, desde tecnologías tradicionales de fusión en lecho de polvo hasta técnicas nuevas y patentadas.

La trifecta de unicornios

• En el momento de escribir este artículo, hay tres empresas de impresión 3D que han alcanzado el estatus de unicornio, una valoración de más de mil millones de dólares. Curiosamente, todos son fabricantes de hardware: Desktop Metal (metal), Carbono (polímero) y Formlabs (escritorio).

Abundan las adquisiciones

• El panorama ha estado marcado por fusiones y adquisiciones clave en todos los ámbitos, desde las adquisiciones de ANSYS de 3DSIM (2017) y la compañía de materiales, Granta Design (2019), hasta las adquisiciones de GE de tanto Concept Laser como Arcam (2017).

Las empresas que no pertenecen a la industria de la fabricación ven nuevas oportunidades en la industria

• Cabe destacar que las empresas fuera de la industria manufacturera ven cada vez más la impresión 3D como una oportunidad madura. Un ejemplo reciente es Xerox, que recientemente adquirió Vader Systems, una startup que desarrolla impresoras 3D de metal líquido. Por supuesto, se ha añadido Xerox al gráfico.

Una mirada más cercana a cada segmento

HARDWARE

El hardware constituye la mayor parte del panorama de AM.

A medida que sigue aumentando el número de empresas que buscan integrar AM para la producción, los fabricantes de hardware buscan satisfacer esta demanda con sistemas de grado industrial que puedan imprimir más rápido y con mayor precisión.

Vale la pena señalar aquí que muchas de las empresas ofrecen soluciones en todo el espectro de máquinas de escritorio, metálicas y de polímero. Algunos también están activos en otros segmentos, desarrollando materiales y software patentados, por ejemplo.

Sistemas de polímeros:un panorama en constante evolución

La impresión 3D de polímeros ha recorrido un largo camino desde sus orígenes como una tecnología de creación rápida de prototipos. Pero no es solo la tecnología en sí la que ha evolucionado, también lo ha hecho la cantidad de empresas que ofrecen máquinas que producen piezas de polímero de grado industrial de alta calidad.

Junto con la aparición de materiales poliméricos de alto rendimiento (como exploraremos a continuación), la impresión 3D de polímeros está madurando claramente hacia una solución industrial tanto para prototipos como para piezas finales.

Si bien el gráfico anterior destaca los nombres bien establecidos (3D Systems, EOS, Stratasys), hay una serie de jugadores relativamente nuevos que ofrecen nuevas tecnologías para interrumpir el segmento.

El carbono es uno de ellos. Las impresoras 3D de Carbon utilizan su proceso patentado CLIP (producción de interfaz líquida continua) y la tecnología de síntesis de luz digital (DLS) para producir piezas que se dice que son estándar de moldeo por inyección. El carbono ha tenido un ascenso meteórico, con asociaciones clave con empresas como Adidas, Ford y Lamborghini.

Nexa3D es otra empresa que busca revolucionar el panorama actual con sus impresoras 3D de estereolitografía de grado industrial de alta velocidad. También ha desarrollado su propia tecnología:fotopolimerización de subcapa de lubricante, abreviatura de LSPc. A través de su tecnología LSPc, Nexa3D espera reducir los tiempos de producción y ofrecer una mayor precisión de las piezas.

Equipos de escritorio:mirando hacia la empresa

Históricamente, la impresión 3D de escritorio se centraba en el consumidor, y la idea predominante era que todos los hogares pronto tendrían una impresora 3D. Esto, por supuesto, ha resultado no ser el caso y, en los últimos años, los fabricantes de equipos de sobremesa han centrado su atención en los mercados profesionales y empresariales más lucrativos.

Y ha sido un acierto. Los avances realizados en las tecnologías de impresión 3D han permitido a los fabricantes de computadoras de escritorio llenar un vacío en el mercado:una demanda de sistemas AM más pequeños, pero no menos industriales, a un costo menor que sus contrapartes más grandes. Por ejemplo, la impresora 3D Form 2 SLA de Formlabs tiene un precio inicial de 3350 dólares.

Hoy en día, el mercado de las computadoras de escritorio está posiblemente dominado por dos empresas:Formlabs y Ultimaker.

Ambos se fundaron en 2011, en un momento en que la exageración del consumidor estaba llegando a su punto máximo, Formlabs y Ultimaker son historias de éxito únicas. Ocho años después, las empresas han establecido firmemente su lugar dentro del panorama de la impresión 3D industrial.

Tomemos Formlabs, cuya misión es hacer que las impresoras 3D de estereolitografía (SLA) de alta resolución sean más accesibles y asequibles.

La compañía, que tiene clientes que incluyen a Boeing y Tesla y ha recaudado más de $ 100 millones, ahora está buscando expandirse a la tecnología de sinterización selectiva por láser (SLS) con el lanzamiento de su máquina de escritorio Fusion 1 SLS. La máquina que tiene un precio inicial de alrededor de $ 10,000, una fracción del costo de los sistemas industriales SLS.

El crecimiento de la impresión 3D en metal

El auge de la impresión 3D en metal, especialmente en los últimos años, está bien documentado. El año pasado, el Informe Wohler 2018 anunció un crecimiento del 80% en las ventas de sistemas de AM de metal en 2017.

Las marcas establecidas, como EOS, 3D Systems y SLM Solutions, por supuesto, constituyen una parte clave de este crecimiento.

Sin embargo, otro factor clave de este crecimiento es la entrada de nuevos actores y el desarrollo de nuevas tecnologías. Estos van desde empresas emergentes como Digital Alloys y Desktop Metal, hasta marcas reconocidas (ver Metal Jet de HP) dando el paso. Todas estas empresas han desarrollado sus propias tecnologías de impresión 3D en metal, que difieren del enfoque tradicional SLM / DMLS.

Una empresa destacada es Desktop Metal, la primera empresa de impresión 3D en alcanzar el estatus de unicornio en 2015. La empresa apunta a dos segmentos con su Studio System (escritorio) y Production System (destinado a la fabricación a gran escala).

Otro factor que impulsa el entusiasmo dentro del sector de la fabricación de metales es el desarrollo de nuevos procesos.

Por ejemplo, Digital Alloys, que obtuvo una ronda de financiación Serie B de $ 12,9 millones en 2018, ha desarrollado su tecnología de impresión Joule que utiliza alambre de metal en lugar de polvos metálicos como materia prima. La compañía dice que su tecnología ayudará a abordar los problemas de velocidad, calidad y costo.

SOFTWARE

El panorama del software ha cambiado significativamente en los últimos años. Si bien sigue dominado por las categorías de diseño y simulación, el movimiento de la industria hacia la producción ha llevado al surgimiento de otras dos categorías clave:flujo de trabajo y software de seguridad.

Diseño y CAD, simulación:dominan los nombres conocidos

El software de diseño y simulación es vital para la fabricación aditiva. Dado que AM ofrece la posibilidad de crear geometrías complejas inalcanzables con los métodos de fabricación tradicionales, esto ha dado lugar a un número creciente de herramientas de diseño avanzadas como el diseño generativo y la optimización de topología.

La categoría de software de diseño y CAD está dominada por proveedores de CAD ya establecidos. Al ver las oportunidades en la impresión 3D, estas empresas, como Autodesk (Netfabb, Fusion 360), Dassault Systèmes (SOLIDWORKS) y ANSYS (Additive Suite) han realizado un esfuerzo concertado para integrar las soluciones de impresión 3D en sus ofertas.

A largo plazo, parece que esta parte del panorama del software estará dominada por los grandes nombres, ya que las empresas intentan cerrar la brecha entre el diseño y la fabricación.

El diseño, el CAD y la simulación también es un segmento plagado de adquisiciones. Solo por nombrar algunos ejemplos:en 2017, ANSYS adquirió la empresa de simulación de metales, 3DSIM, y pasó a adquirir la empresa de información de materiales, Granta Design, a principios de este año.

Del mismo modo, PTC adquirió la empresa de software de diseño Frustum en 2018 por la impresionante cantidad de 70 millones de dólares. Con esta adquisición, PTC agrega capacidades de diseño generativo y de inteligencia artificial a su cartera de software de CAD Creo 5.0.

Estas adquisiciones demuestran cómo las empresas más grandes buscan consolidar sus capacidades de AM y ofrecer tecnología más especializada para ingenieros y diseñadores.

Software de flujo de trabajo

Si bien el tema de menor atención de los medios, las soluciones SaaS no son menos integrales al proceso de fabricación aditiva (deberíamos declarar nuestro interés aquí, ya que AMFG proporciona software de flujo de trabajo para la fabricación aditiva).

A medida que las empresas buscan adoptar tecnologías de fabricación aditiva, existe una demanda creciente de software que pueda administrar los pasos de producción involucrados.

Aquí es donde entra en juego el software de flujo de trabajo. El panorama del software de flujo de trabajo ha evolucionado durante los últimos cinco años, y ahora varios proveedores de software ofrecen soluciones para administrar el flujo de trabajo de AM.

A medida que la fabricación aditiva alcanza la adopción generalizada, vemos que la necesidad de software de flujo de trabajo solo aumentará.

Seguridad

Como tecnología de fabricación digital, la fabricación aditiva plantea cuestiones clave en torno a la protección de la propiedad intelectual y la seguridad de los datos.

Actualmente, tres empresas lideran el área de soluciones de seguridad de software para AM.

Cada una de las empresas incluidas ha desarrollado soluciones de software para abordar los problemas relacionados con la seguridad. LEO Lane proporciona seguridad y soluciones de cifrado de IP, GROW ofrece "fabricación distribuida segura" para permitir un flujo de trabajo de AM seguro e Identify 3D ha desarrollado soluciones para proteger la propiedad intelectual de los archivos de diseño.

Si bien este segmento es todavía muy pequeño en comparación con el resto de la categoría de software, esperamos que esto cambie significativamente en los próximos años, a medida que aumente la demanda de soluciones de seguridad personalizadas.

MATERIALES

Curiosamente, hay pocos proveedores específicos de AM. Más bien, la mayoría de las empresas presentadas son proveedores de materiales bien establecidos que han ampliado su alcance para proporcionar materiales "imprimibles en 3D".

Un punto de fricción ha sido el alto costo de los materiales. Sin embargo, a medida que ingrese más competencia en el mercado de materiales, esto también reducirá el costo de los materiales.

Polímeros y compuestos

Si bien la impresión 3D de metal todavía puede atraer gran parte de la atención, el segmento de polímeros sigue siendo el más grande dentro del mercado de materiales. Y lo que es emocionante son los desarrollos y actividades que están ocurriendo dentro del mercado de polímeros y compuestos, particularmente a medida que los materiales se vuelven más asequibles.

Los polímeros de alto rendimiento, por ejemplo, como PEEK y PAEK, están contribuyendo al crecimiento del mercado AM. SABIC es una empresa que proporciona materiales ULTEM. Esto se combina con desarrollos en el lado del hardware:3ntr, Roboze y Apium son solo algunos de los fabricantes que producen impresoras 3D que pueden procesar materiales como PEEK y ULTEM.

Metales

El crecimiento de los polvos y aleaciones de metales va de la mano con la trayectoria de crecimiento general del mercado AM de metales.

El titanio es un segmento interesante, cuyo crecimiento está impulsado por las necesidades aeroespaciales y médicas. Según un informe de SmarTech, los envíos de polvos de titanio crecieron un 32% en 2018, y el informe predice un crecimiento del 24% en los ingresos por aleaciones de titanio en 2019.

Adquisiciones

Al igual que el software, el mercado de materiales también está marcado por un gran número de adquisiciones. En julio de 2018, BASF New Business GmbH (BNB) adquirió la empresa alemana Advanc3D, integrando la empresa en su división de impresión 3D. Del mismo modo, Carpenter ha adquirido LPW, un proveedor líder de materiales metálicos. La empresa ahora se conoce como Carpenter LPW.

POST-PROCESAMIENTO

El posprocesamiento a menudo se conoce como el "secreto sucio" de AM. Un paso de posproducción inevitable para muchos procesos de impresión 3D, el posprocesamiento generalmente ha sido muy manual y requiere mucho tiempo.

Tres soluciones dentro del segmento de posprocesamiento ofrecen sistemas que prometen automatizar la etapa de posprocesamiento.

PostPro3D de tecnologías de fabricación aditiva ofrece "tecnología automatizada de acabado de superficies" que se dice que rivaliza con el acabado por moldeo por inyección. De manera similar, PostProcess Technologies ofrece soluciones automatizadas de acabado de superficies y eliminación de soportes, mientras que DyeManison ofrece sistemas de acabado de gran volumen.

Si bien es una categoría pequeña, todavía hay mucha actividad en este segmento.

PostProcess Technologies, con sede en EE. UU., Ha anunciado recientemente planes para expandirse a Europa, anunciando una asociación reciente con Rösler Oberflächentechnik GmbH, un fabricante de sistemas de acabado para la fabricación tradicional.

DyeMansion, con sede en Alemania, también está mirando hacia la expansión, ya que recibió una inversión de $ 5 millones en una ronda de financiación serie A en 2018.

Fabricación aditiva:un panorama en crecimiento, lleno de oportunidades

El panorama de la fabricación aditiva refleja la madurez continua de la fabricación aditiva y una perspectiva abrumadoramente positiva para la industria.

Ciertamente, el ecosistema continuará cambiando y evolucionando durante los próximos años. Sin embargo, lo que está claro es que a) tanto las empresas como los inversores están identificando oportunidades de crecimiento yb) la AM está destinada a interrumpir el mercado de fabricación de 12.000 millones de dólares.

En el futuro, estamos seguros de ver más anuncios, a medida que nuevas empresas continúen ingresando al mercado, se anuncien nuevas asociaciones y se desarrollen nuevas tecnologías. También veremos un crecimiento en todo el espectro del panorama, incluidos los segmentos de los que menos se habla, como los sistemas de posprocesamiento y el flujo de trabajo y el software de seguridad.

Será interesante, dentro de un año, echar un vistazo a cómo habrá evolucionado el panorama AM. Después de todo, en una industria tan acelerada como AM, la única certeza es el cambio.

Haga clic aquí para descargar el documento técnico completo sobre el panorama de la fabricación aditiva.