Sektor 3D tisku vstupuje do zralosti a již pronikl do mnoha odvětví. Zde budeme diskutovat o rozmanitosti současného využití 3D tisku, trendech, které v současnosti utvářejí toto odvětví, velikosti a vývoji současného globálního trhu a jak se tento vývoj může v budoucnu změnit.
Úvod
3D tiskárna přináší revoluci do odvětví od výroby po zdravotnictví. V roce 2000 byly 3D tiskárny drahé a dostupné pouze společnostem z Fortune 500 a velkým výzkumným univerzitám. Zhruba o deset let později začal ve Spojeném království projekt RepRap, který na webu uvolnil návrhy 3D tiskáren s licencemi open source. Projekt náhle zpřístupnil 3D tisk všem a otevřel dveře téměř nekonečnému množství využití v široké škále průmyslových odvětví.
Využití 3D tisku
3D tisk byl poprvé využit jako výrobní nástroj. Jednou z jeho prvních využití byla metoda prototypování, která měla větší výhody oproti tradičnímu vstřikování prototypů, které bylo pomalé a drahé. 3D tisk se ve výrobě rychle prosadil, protože společnostem umožnil vyvinout prototypy během několika hodin, nikoli týdnů, a s výrazně nižšími náklady.
Dalším odvětvím, kde měl 3D tisk velký vliv, je lékařský průmysl. Již několik let se v medicíně objevují aplikace 3D tisku, od biotisku – kde se 3D tiskárny používají k výrobě biologických struktur, které napodobují jejich přirozené protějšky, až po zdravotnická zařízení, jako jsou lékařské implantáty a protetika. Všestrannost 3D tisku snad nejlépe demonstrují jeho využití v protetice. Zde se vužívá k vytvoření protetiky, která lépe sedí pacientovi. Pomocí 3D tisku lze rychle a levně vyrobit protetiku na míru pro jednotlivce. Nástup protetiky tištěné 3D znamenal, že země třetího světa mají nyní přístup k této zdravotní péči, která mění život, a děti, které svou protetiku přerostou, si mohou snadno nechat pravidelně tisknout nové protetiky.
Mezi další sektory, které v současné době využívají 3D tisk, patří stavebnictví, kde se 3D tisk používá k výrobě budov. První 3D tištěný rezidenční projekt na světě byl dokončen v Rusku v roce 2017.
Dále pak se 3D tisku využívá v oblasti letectví a kosmonautiky, kde se stále více používá k výrobě dílů, zejména pro rakety. (příkladem je vytištěná hlava ArianeGroup pro odpalovací zařízení Ariane 6).
Ve vzdělávání 3D tisk umožňuje studentům vytvářet prototypy bez drahých nástrojů, čímž překlenuje propast mezi nápady na obrazovce tím, že je přenáší do 3D světa.
Tato technologie přináší revoluci ve vzdělávání v STEM (středisko empirických výzkumů) zejména tím, že vyrábí levné vysoce kvalitní vědecké vybavení a prototypy.
Žhavá témata v 3D tisku
V blízké budoucnosti se v průmyslu 3D tisku objeví další lékařské využití. Výzkum ukazuje, že tato technologie bude brzy schopna reprodukovat lidské orgány. 3D biotisk bude použit k výrobě lešení orgánu, které bude poté osazeno kmenovými buňkami pro růst tkáně.
Aplikace 3D tisku ve výrobě léků se nyní také hlásí o slovo. V roce 2015 byl Spritam levetiracetam od společnosti Aprecia Pharmaceuticals schválen FDA, čímž se stal prvním 3D tištěným lékem, který získal schválení na trhu. Nástup 3D tištěných léků by mohl zlepšit distribuci léků a zejména pomoci v boji proti infekčním nemocem.
Dalším horkým tématem 3D tisku, které se týká lékařské oblasti, je 4D tisk. K průkopnické technologii, kterou lze využít ve výzkumu léků, vývoji biosenzorů a optice, již byla přidána další dimenze. Předpokládá se, že 4D tisk může pomoci vyvinout terapie pro vzácná onemocnění a zavést biomedicínské implantáty, které se dokážou přizpůsobit mikroprostředí kolem orgánu.
Jednou z oblastí, kde 3D tisk nedávno ukázal svůj potenciál, je infrastruktura pro reakci na mimořádné události. ICON, start-up se sídlem v Texasu, stejně jako Mighty Buildings se sídlem v Kalifornii, oba využily 3D tisk k výrobě budov. Jejich stavba trvala o 95 % méně pracovních hodin a vyprodukovala 10krát méně odpadu než tradiční stavební projekty. Tento rychlý, levný a efektivní stavební proces má potenciál být využit při výstavbě pohotovostních center a dočasných nemocnic, když dojde ke katastrofě.
Posledním horkým tématem v sektoru 3D tisku je oblečení tištěné 3D tiskem. Oděvní průmysl je známý produkcí obrovského množství odpadu, který lze řešit výrobou oblečení prostřednictvím 3D tisku. Umožňuje také vytvořit oblečení tak, aby perfektně sedělo jednotlivci a během okamžiku získalo střih na míru.
Současný globální trh 3D tisku
Globální trh s 3D tiskem byl v roce 2021 oceněn na 13,84 miliardy USD a předpokládá se, že bude rychle ročně růst o 20,8 % v letech 2022 až 2030 kdy dosáhne hodnoty 76,17 miliardy USD. V roce 2021 bylo dodáno zhruba 2,2 milionu jednotek 3D tiskáren a předpokládá se, že do roku 2030 toto číslo stoupne na 21,5 milionu jednotek. Výzkum a vývoj v odvětvích, jako je zdravotnictví a letectví, podpoří růst trhu v příštím desetiletí.
V současné době má Severní Amerika největší podíl na celosvětovém trhu z hlediska příjmů (30 %), což je přičítáno rozsáhlému přijetí 3D tisku v tomto regionu. Navíc, USA a Kanada hrály klíčovou roli při osvojování této technologie. Druhým největším regionálním trhem je Evropa.
Asie a Tichomoří však očekává nejvyšší růst během příštího desetiletí, což je přičítáno rychlému přijetí 3D tisku v regionu, zejména ve výrobě. Kromě toho se Asie a Tichomoří stává centrem výroby pro zdravotnictví a automobilový průmysl.
Mezi současné klíčové hráče v oboru patří Stratasys, Ltd., Materialis, EnvisionTec, Inc., 3D Systems, Inc., GE Additive, Autodesk Inc., Made In Space, Canon Inc. a Voxeljet AG.
U nás v České Republice je to například technologická společnosti ABC 3D, která poskytuje 3D služby v oblasti tisku a skenování. Společnost také prodává 3D tiskárny.
Budoucí směřování 3D tisku
Budoucí směřování 3D tisku bude diktováno poptávkou napříč různými průmyslovými odvětvími, ve kterých aktuálně 3D tisk nachází uplatnění. Vzhledem k rostoucí poptávce po nových lécích na vzácná i běžná onemocnění a po biomedicínských zařízeních, tak to vypadá, že poptávka bude zejména v odvětví zdravotní péče.
Závěrečné myšlenky
V příštích 10 letech pravděpodobně uvidíme mnoho nových využití 3D tisku, přičemž mnohé z nich pravděpodobně zlepší zdravotní péči, vzdělávaní, výrobu a mnohým například zajistí levné a dostupné bydlení. Regiony zahrnující Severní Ameriku, Evropu, Asii a Tichomoří budou v popředí tohoto odvětví.
Pokud vás zajímá jak funguje 3D tiskárna, můžete se podívat na prezentační video spolčnosti ABC 3D:
