La storia e il futuro della SLA la stampa 3d con stereolitografia narrata da Joris Peels

Stereolitografia aperta: il vincitore coglie tutte le opportunità nei materiali SLA
Di Joris Peels di 3dprint.com

Dodici anni fa ero a una conferenza e l’unica cosa su cui potevamo essere tutti d’accordo era che lo SLA era morto. Intrinsecamente costosa, pericolosa e senza opzioni per automatizzare la post-elaborazione, ma con limitazioni nella deflessione del calore e nella resistenza, questa era una tecnologia senza futuro. Qualche anno dopo, quando ho saputo da un amico che il brillante Max Lobovsky di Fab @ Home stava lavorando su una macchina SLA, la mia risposta è stata: “ma, perché?” Mio Dio come può cambiare il mondo, non era un cigno nero ma piuttosto un arancio. SLA / DLP e altre tecnologie simili di polimerizzazione in vasca si stanno espandendo ora, le macchine stanno diventando più economiche e siamo nel mezzo di una rinascita della stereolitografia. Ma chi sarà il suo re?

Nel disordinato mondo ipercompetitivo di FDM (estrusione di materiale, per favore, smetti di dire FFF) ci sono molti fornitori di materiali. La maggior parte delle grandi aziende polimeriche di tutto il mondo hanno aderito al mercato, insieme a molti compounder, start-up e società di estrusione. Ciò significa che nel mondo FDM hai l’imbarazzo della scelta. I prezzi sono stati ridotti, mentre il lavoro di ricerca e sviluppo ha portato allo sviluppo di molti materiali nuovi e migliorati. La maggior parte dei materiali termoplastici facilmente estraibili sono ora disponibili in forma di filamenti. Per l’utente domestico, questo ha significato un menu ampliato di opzioni per te quando contempli il tuo prossimo progetto o stampa. Dal punto di vista industriale, un numero maggiore di polimeri significa che un numero maggiore di aziende può utilizzare i materiali a loro familiari per prototipi e produzione. Il mondo aperto di FDM ha reso più probabile la produzione di stampa 3D, soprattutto perché la mancanza di lock-in significa meno affidamento su un fornitore e maggiore resilienza nella catena di approvvigionamento. Prezzi più bassi e una maggiore selezione porteranno ovviamente a una domanda più elevata, eppure gran parte del nostro settore è ancora saldamente bloccato. In questo momento in FDM, dalle profondità delle caverne di Ali Baba, stiamo effettivamente aumentando di prezzo e qualità verso un mondo di filamenti di marca più costosi ma più affidabili da una vasta selezione di fornitori.

Il blocco chiuso nel mondo FDM non è completamente abbandonato o perso, tuttavia. In un’arena di prototipazione avere effettivamente un materiale perfettamente legato a una stampante può essere desiderabile. Dopotutto, vuoi che le tue stampe funzionino e ora puoi selezionare da una libreria di materiali limitata ma sempre funzionale. Limitato ma “funziona ogni volta” è in questo caso molto più preferibile passare qualche giorno prezioso componendo un materiale. Ma se ci muoviamo verso la produzione, i prezzi più elevati non resisteranno all’attenzione a livello di produzione dagli acquisti. Non aiuta neanche quello, per esempio. una casa automobilistica compra già un sacco di ABS, e nemmeno per $ 140 o $ 40 al chilo. Possiamo tirare la lana sugli occhi dei Babbani se siamo un elemento pubblicitario in R&S o in un Design Center, ma non se vogliamo crogiolarci nella luce rossa del pavimento della fabbrica.

Nel mondo della stereolitografia e DLP, abbiamo sempre avuto DSM Somos e Arkema’s Sartomer che vendevano materiali per aprire distributori SLA in tutto il mondo. Molte macchine sono o sono state aperte. Tuttavia, la chimica esotica ha permesso a gran parte del mondo SLA di rimanere piuttosto chiuso. E sì, in SLA / DLP si è verificata molta produzione, con decine di milioni di apparecchi acustici, decine di milioni di intermedi per gioielli in fusione a cera persa, milioni di stampi per Invisalign e milioni di parti dentali in più all’anno. In realtà, in un gran numero di parti, SLA / DLP se messe insieme rappresentano probabilmente più parti di uso finale rispetto ad altre tecnologie. Tuttavia, i prezzi al litro per la resina fotopolimerica rimangono intorno ai $ 99- $ 800. Questo è almeno del 250% superiore a quello che deve essere.

In settori altamente regolamentati le persone non si preoccupano di pagare di più per un materiale che è garantito per funzionare e soddisfare gli standard. Cose come apparecchi acustici e dentali hanno i loro severi requisiti e sono in genere prodotti anche da industrie conservatrici e attente alla sicurezza. Fondamentalmente anche le parti sono molto piccole. I gusci degli apparecchi acustici sono piccoli oggetti che utilizzano solo pochi millilitri di materiale. Se riesci a realizzare 200 apparecchi acustici da un litro, allora può essere costoso per litro e non te ne accorgerai nemmeno. Ciò è particolarmente vero se la rimozione del supporto a mano annulla ulteriormente l’immagine dei costi essendo spesso molto più costosa del costo della parte stessa. La combinazione di elevati costi di manodopera manuale, minuterie e utenti attenti alla sicurezza ha mantenuto un settore vivace per le resine ben alimentate.

Allo stesso tempo, le limitazioni del processo, così come le cose casuali come la potenza in uscita e le dimensioni dei proiettori commerciali di aziende come Epson, hanno ridotto le dimensioni delle parti SLA / DLP. È ancora oggi piuttosto difficile realizzare pezzi di dimensioni arancione su molte macchine di polimerizzazione delle vasche di arance. La ricerca su LED e altre fonti di luce, nonché maggiori sforzi di ricerca e sviluppo da parte di molte aziende e ricercatori in SLA / DLP e mSLA, faranno avanzare queste tecnologie, tuttavia. Carbon, Formlabs e, in effetti, l’acquisizione e lo slancio di 3D Systems hanno assicurato che SLA è stato fornito con liquidità e interessi. Eppure, anche se Formlabs ti consente di mettere la tua resina preferita, la maggior parte delle nuove startup sono saldamente chiuse, bloccandoti nei loro materiali. In effetti Formlabs ha persino acquisito il suo fornitore di materiali Spectra, sostenendo ulteriormente la questioneintegrazione e coordinamento verticale . Origin è aperto, così come Atum3D, ma la maggior parte delle attività di investimento è focalizzata sulle società di tipo ” rasoio più lame “.

In FDM abbiamo centinaia di fornitori di materiali, ma in SLA / DLP ne vediamo pochissimi. Veloce, nominare un marchio di resina desktop SLA? Nome tre? Stiamo assistendo piuttosto al rinascimento basato sulla luce, ma il mondo dei materiali rimane molto specifico per i fornitori. Mitsubishi si è trasferito con qualche attività e BASF ora vende resine ma nel complesso, soprattutto sul fronte dei consumatori, l’attività è stata minima.

Nel frattempo, ci sono centinaia di aziende di fotopolimeri che vendono resine, principalmente in Asia. Per lo più al mercato dei gioielli. Nel loro mondo la regolamentazione e la sicurezza sono priorità basse, ma fanno comunque una vivace attività. Le vendite di fotopolimeri asiatici a bassa sicurezza sono ancora una delle mie maggiori preoccupazioni nella stampa 3D. Credo che questo sia un rischio quasi esistenziale per SLA come tecnologia, vedo molti potenziali problemi con tumori e sensibilizzazione cutanea quando le persone producono e vendono resine senza troppa cura. L’esperienza ci ha pensato che dall’interno di quel vortice avremo una o due aziende credibili attente alla sicurezza che vogliono espandersi rispettabilmente in tutto il mondo e diventare di fascia alta, tuttavia.

Questa probabilità di opportunità è stata aiutata dalla rapida espansione di attrezzature SLA industriali a basso costo da parte di aziende cinesi e coreane che si sono rapidamente espanse attraverso la base produttiva della parola. Ho perso del tutto questa tendenza fino a quando solo un anno fa un esperto locale della stampa 3D me l’ha indicato. Sindoh , Carima , Graphy , Kings , chi si espanderà a livello globale? Migliaia di nuove macchine SLA industriali vengono vendute ogni anno in tutta la regione. In gran parte invisibili ora, stanno emergendo nuovi giganti che metteranno alla prova gli OEM preesistenti. Allo stesso tempo, lo SLA dei consumatori si è riscaldato. Creality ora offre una stampante in resina da $ 269 mentre Elgoo, Longer3De altri hanno offerte a basso costo. Formlabs ha ampliato la sua linea di prodotti premium mentre, esattamente tra questi due estremi, possiamo trovare Prusa3D con il loro sistema SLA open source da $ 1600 .

Conta le parti.

Tra la nascita della linea di stampanti 3D “a ogni prezzo” e l’espansione industriale nei sistemi SLA, sta emergendo un’enorme opportunità nei materiali SLA. La concorrenza OEM sarà incredibilmente agguerrita, il che sarà aggravato dal fatto che i costi di assemblaggio sono relativamente bassi nei sistemi SLA. Alcuni componenti (sorgente luminosa e stadio di movimento Z) devono essere costosi e di alta qualità, ma una volta ottenuti quelli il resto del sistema è costituito da relativamente poche parti, che sono anche relativamente a basso costo. In alta qualità industriale e Pro, i margini possono rimanere perché le persone pagheranno per servizio, marchio e tempo di attività; ma per quelli che non si trovano esattamente nel segmento Pro o nella produzione di fascia alta, i tempi saranno difficili. In generale, tuttavia, ci aspetteremmo una maggiore pressione sui margini e la competitività su tutti i punti di prezzo negli SLA all’interno di una base installata crescente di sistemi SLA. C’è, anche con molte nuove offerte, un enorme divario in segmenti da sistemi Pro a $ 15.000 e poi un altro enorme divario tra questi sistemi e Perfactories con ancora un altro divario tra loro e iPro. Questo è un mercato in cui potresti guidare un OEM che vende 10.000 unità e nessuno saprebbe nemmeno che esistessero.

Con lo SLA in rapida espansione, possiamo vedere un mercato delle resine ad alto costo consolidato nelle industrie regolamentate che in una certa misura rimarranno isolate dalla pressione dei prezzi. Altri segmenti, compresa la produzione, dovranno far fronte a maggiori forze competitive. Nel frattempo, è chiaro che sta emergendo un’opportunità significativa, inoltre, questa opportunità è in gran parte insoddisfatta. Abbiamo una resina a basso costo (e questo solo in una certa misura) di dubbia qualità e resina ad alto margine ad alto costo per i laboratori odontotecnici, ma per quanto riguarda il resto del mercato? Al momento non esiste un fotopolimero di marca disponibile a livello globale visibile che sia sicuro, noto e conveniente.

Sul mercato dei consumatori, non c’è quasi nessuno con alcun riconoscimento del marchio in resina. MakerJuice? Chi altro? Nel frattempo, nel settore industriale, non esiste un equivalente di posizionamento del marchio della Volkswagen nel mercato delle resine, ma solo quello di Audi. Il segmento a basso costo, il segmento industriale generale e i segmenti di consumo in particolare stanno crescendo rapidamente ma non esiste un marchio in grado di soddisfare questi segmenti con una proposta di valore adeguata. Di recente, l’ OEM DWS italiano ha rilasciato OpenDWS che è la sua iniziativa nel tentativo di vendere resina al mercato più ampio. Vendere a un pubblico in cattività può sembrare un buon affare, ma non se l’altro ragazzo vende al suo e al tuo pubblico allo stesso tempo.

Non credo che ci possa essere un vincitore OEM che prende tutta la situazione. Ci sono semplicemente troppe nicchie e tecnologie perché un vincitore possa accadere. Allo stesso modo, nei materiali FDM, la sintesi polimero / monomero di base e la produzione di tali materiali significano che per ciascun polimero, alcune aziende hanno vantaggi in termini di costi. Buona fortuna, ad esempio, cercando di rendere ABS più economico di Sabic. Ma l’ABS non funzionerà per tutti in tutti i casi. Inoltre, le persone chiederanno e vorranno un polimero particolare, sia che lo produciate o meno. Diversi modelli di mercato hanno anche significato che “il vincitore prende tutto” è molto improbabile a questo punto in FDM.

Il materiale SLA / DLP per me è una questione diversa. Qui posso vedere che il livello di branding, penetrazione nel mercato e disponibilità è così basso che può ancora emergere un “vincitore prende tutto” nei materiali SLA. Con una catena di produzione di fotopolimeri, inoltre, molte delle esigenze del mercato possono essere affrontate con uno o almeno alcuni materiali. Tutti i fotopolimeri sono esotici per i produttori, quindi non vengono da te con la necessità di un determinato grado di PC, il desiderio di utilizzare 12 materiali diversi o il desiderio di continuare a produrre in POM. Nei filamenti termoplastici si vede l’adattamento allo scopo del polimero all’applicazione o l’esperienza / regolamentazione precedenti è fondamentale, insieme al costo del materiale. Cerchi il polimero giusto per l’applicazione. Nei filamenti, hai un puzzle e cerchi il pezzo del puzzle per completarlo. Con SLA sai di avere il materiale sbagliato al prezzo errato sin dall’inizio. Inoltre, sai che non otterrai mai il materiale giusto che si comporterà come al solito. Con SLA rimarrai sempre perplesso.

Ma allora qual è il mercato dei materiali SLA / DLP? Per me è un gioco di pura sicurezza. Chiunque abbia una soluzione più o meno adatta all’applicazione che ti porta a credere di avere i più alti standard di sicurezza e materiale più sicuro per i tuoi utenti ed è leggermente più conveniente prevarrà.

Per me, ciò significa che esiste attualmente un’enorme opportunità per un fornitore di materiali di diventare il fornitore predefinito e di gran lunga il più grande fornitore di materiali SLA. Inoltre, potrebbero sfruttare la produttività, la distribuzione e il marchio per dominare il mercato. Scala, capacità / produttività nella produzione, elevati costi fissi / investimenti per ottenere materiali sicuri, significa che è chiaro che un giocatore potrebbe dominare. Considerare i materiali SLA / DLP come una sorta di materia prima / polimero o un tipo di mercato di “soluzioni” è nella mia mente, non la giusta percezione. Per me questo non è un prezzo basato su valore o una caratteristica. Per me, questo mercato è come motori aeronautici, cinture di sicurezza, scanner MRI o ristoranti di sushi. Sentiti libero di esibirti ogni volta, fallisci solo una volta. I materiali SLA mi sembrano molto simili agli impianti ortopedici,

Per me, questa opportunità nei materiali SLA è spalancata ed è mal indirizzata in questo momento. Chi soddisferà le esigenze di OEM, consumatori e produttori in questo spazio in espansione dei materiali? Cosa ne pensi, quale azienda diventerà il più grande fornitore di resine SLA? Chi sopravviverà e prospererà?

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