Công nghệ gia công, xu hướng và dự báo tăng trưởng – Phần 1

Những đổi mới trong gia công CNC, công nghệ sản xuất với in 3D và đúc đang mang lại cho các công ty, người khởi nghiệp và người tiêu dùng một thời kì chưa từng có cho các lựa chọn thiết kế. Tuy nhiên, với rất nhiều công nghệ trên thị trường, câu hỏi vẫn là: làm thế nào họ phát triển về mặt tăng trưởng và ngành công nghiệp nào đang sử dụng chúng nổi bật nhất?

Ở đây, chúng ta hãy xem các xu hướng tăng trưởng từ gia công CNC, in 3D và đúc chân không cho năm 2019 và nhìn về phía trước để cùng chúng tôi dự báo.

Gia công CNC

Chỉ số sử dụng và sử dụng

Theo Raghav Bharadwaj Shivaswamy, nhà phân tích chính của Technavio cho nghiên cứu tự động hóa, các ứng dụng của máy công cụ được phân thành ba phân khúc sản phẩm quan trọng, bao gồm các máy cắt kim loại, máy tạo hình kim loại và các phụ kiện khác.

Phân khúc máy công cụ cắt kim loại chiếm lĩnh thị trường tại Mỹ với thị phần khoảng 51% trong năm 2016, chủ yếu do nhu cầu cao hơn đối với các ứng dụng cắt kim loại công nghiệp.

Các công ty chế tạo ô tô, hàng không vũ trụ và kim loại là những người sử dụng nổi bật nhất các công nghệ gia công tự động, cắt gọt kim loại.

Các ngành công nghiệp nổi bật khác bao gồm xây dựng, năng lượng. Mỹ là thị trường lớn nhất cho các máy công cụ cho ô tô và được thiết lập để phát triển hơn nữa do một số yếu tố (quy mô dân số, ưu đãi chính phủ và cơ sở người tiêu dùng…).

Các nhà cung cấp hàng đầu về công nghệ gia công (CNC và laser) được các nhà phân tích nghiên cứu thị trường tự động hóa công nghiệp Technavio, nhấn mạnh trong báo cáo này là Dalian Machine, DMG MORI, Haas Automatic, JTEKT và Komatsu.

Máy CNC đang được sử dụng, như người ta mong đợi, một loạt các mục đích bao gồm phay, khoan, taro và khoét.

Trong khi các khu vực APAC hiện đang sử dụng bộ điều khiển CNC nhiều nhất, thị trường châu Âu dự kiến ​​sẽ trải qua rất nhiều sự tăng trưởng nhờ những tiến bộ và đầu tư công nghệ. Những người chơi toàn cầu quan trọng trên thị trường bao gồm Bosch Rexroth AG (Đức), DMG MORI CO., LTD. (Nhật Bản), Fagor Automatic (US), FANUC Corporation (Nhật Bản), Haas Automation, Inc. (US), Hurco ty, Inc. (US), Mitsubishi Electric Corporation (Nhật Bản), Okuma Corporation (Nhật Bản), Siemens AG ( Nước Đức).

Tăng trưởng và dự báo

Thị trường bộ điều khiển CNC được định giá cụ thể ở mức 2,86 tỷ USD vào năm 2016 và dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 3,8% trong khoảng thời gian từ 2017 đến 2023, và một số ước tính nhất định dự đoán nó sẽ tăng lên giá trị 3,70 tỷ USD vào cuối thời gian đó. Sự gia tăng của việc áp dụng tự động hóa công nghiệp trong lĩnh vực sản xuất, khả năng giảm chi phí vận hành và tăng nhu cầu sản xuất hàng loạt trong các ngành công nghiệp của người dùng là những yếu tố chính thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường CNC.

Cụ thể hơn, máy CNC 3 trục dự kiến ​​sẽ chiếm thị phần cao nhất trên thị trường trong giai đoạn này. Với các máy 3 trục giữ mức độ sử dụng cao nhất trong ngành, các máy 5 trục cũng sẽ được phát triển và dự kiến ​​sẽ phát triển từ nay đến năm 2023.

Ngành công nghiệp sản xuất ô tô rất có thể sẽ duy trì sự thống trị của mình trong việc sử dụng CNC. Đổi mới, nhu cầu sản xuất nhanh và chất lượng tốt hơn là những yếu tố chính thúc đẩy nó tiến lên, không chỉ trong sản xuất xe hơi, mà còn trong các ngành công nghiệp quốc phòng và hàng không vũ trụ.

Một ước tính khác cho thấy rằng nó sẽ đánh dấu mức tăng 4% vào năm 2021. Điều đó đặc biệt thú vị khi lịch sử thị trường cho thấy nhiều người đã nghĩ rằng ngành công nghiệp gia công đã đạt đỉnh một thời gian trước đây.

Theo báo cáo của Gardner Business Intelligence: “ngành công nghiệp máy móc Mỹ, được đo bằng đơn đặt hàng máy công cụ (USMTO), đạt mức tăng trưởng 7,4% trong tháng 9 năm 2014 và sau đó đã trải qua một gia đoạn với khối lượng giảm 19,4% trong tháng 7 năm 2016.

IN 3D

Các nhà sản xuất và người sử dụng đầu tiên

Về mặt các nhà sản xuất máy in, thay đổi lớn đến năm 2018 là sự thay đổi đối với các hệ thống đắt tiền hơn. Tăng trưởng phân khúc chính là số lượng công ty sản xuất máy in trong hoặc trên phạm vi 5.000 đô la, với các công ty tăng từ 135 nhà sản xuất lên 177. So sánh, các công ty sản xuất máy dưới mức giá này đã giảm, tuy nhiên thị trường nói chung là trên quỹ đạo đi lên về doanh thu và đầu tư tuyệt đối.

Điều đáng chú ý là do việc ứng dụng hàng năm tăng lên, rất khó để theo dõi chính xác những ngành công nghiệp đang sử dụng in 3D. Tuy nhiên, hàng không vũ trụ và quốc phòng chắc chắn là một trong những người dùng nổi bật nhất.

Vào năm 2018, 64% các công ty A&D đang sử dụng in 3D trong sản xuất, dẫn đầu tất cả các ngành công nghiệp khác được đưa vào khảo sát.

Về các trường hợp sử dụng, có khá nhiều tiến bộ gần đây cho thấy một cuộc sống lành mạnh cho công nghệ. Tháng 4 này, HP đã tổ chức lễ in lần thứ 10 triệu bằng công nghệ Multi-Jet Fusion của họ trong vòng một năm. HP đã làm việc với Daimler Trucks Bắc Mỹ, Fast Radius, AMS tuyến tính và Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ và nhiều ngành công nghiệp khác.

Nghiên cứu riêng của Nano Dimension, cho thấy trong ngành công nghiệp điện tử, PCB đa lớp in 3D và thiết bị điện tử linh hoạt là những ứng dụng phổ biến nhất. Một phát hiện khác cho thấy ngành công nghiệp chủ yếu quan tâm đến việc áp dụng in 3D là để thúc đẩy phát triển sản phẩm và thúc đẩy đổi mới.

Ngành y tế đã sử dụng in 3D từ khá lâu. Theo Harvard Business Review (2015), ngành công nghiệp trợ thính của Hoa Kỳ đã chuyển đổi sang sản xuất bằng in 3D 99% trong vòng chưa đầy 500 ngày. Tương tự, in 3D nha khoa vẫn là một trong những ứng dụng y tế nổi bật nhất, với các công ty như ClearCaps sử dụng chúng để sản xuất bộ chỉnh răng cho sản xuất khối lượng lớn.

Cách sử dụng và vật liệu

Theo Sculpteo, 55% công ty dự đoán họ có thể chi nhiều hơn cho các dịch vụ và giải pháp In 3D trong năm 2017. Một năm sau, Sculpteo nhận thấy 70% công ty đã tăng đầu tư vào in 3D năm 2018 so với 49% vào năm 2017. Nhìn chung, mức độ đầu tư ngày càng tăng là một dấu hiệu tốt cho sức mạnh của công nghệ. Các khoản đầu tư này thuộc về một số chức năng có thể có mà in 3D phục vụ trong các công ty này.

Năm 2017, theo khảo sát của các công ty Sculpteo, công nghệ In 3D chủ yếu được sử dụng để tăng tốc phát triển sản phẩm (28%), cung cấp các sản phẩm tùy chỉnh (16%) và để tăng tính linh hoạt trong sản xuất (13%).

Năm 2018 đánh dấu doanh số cao nhất của vật liệu cho phản ứng bột polymer tổng hợp. Công nghệ này đã đạt được giá trị khoảng 400 triệu đô la. Mặc dù nhựa vẫn là vật liệu in phổ biến nhất, tốc độ tăng trưởng đã bị đình trệ cho đến năm 2017, nơi có sự tăng trưởng đột ngột của các polyme công nghiệp cường độ cao. Tương tự, vật liệu kim loại tăng trưởng 41% trong suốt cả năm.

Tăng trưởng và dự báo

Đến năm 2020, thị trường in 3D tổng thể dự kiến ​​sẽ đạt tổng cộng 15,8 tỷ đô la cho tất cả các sản phẩm và dịch vụ AM trên toàn thế giới. Báo cáo của Wohler, dự kiến ​​doanh thu dự báo sẽ tăng lên 23,9 tỷ đô la vào năm 2022 và 35,6 tỷ đô la vào năm 2024. Nhìn chung, tương lai có vẻ tươi sáng hơn cho ngành công nghiệp với mức tăng trưởng hàng năm cao hơn 40% trong vài năm tới.

Một thống kê thú vị khác là số lượng các công ty hiện đang tự coi mình là in 3D và sử dụng công nghệ này làm phương thức sản xuất chính. Số lượng các công ty này đã tăng từ 15% lên 22% từ năm 2017 đến 2018. Trong cùng năm đó, 36% các công ty được Sculpteo khảo sát đang sử dụng in kim loại, tăng từ 28% theo tính toán trước đó.

Trong toàn bộ công nghệ in 3D, phản ứng tổng hợp bột dự kiến ​​sẽ chiếm tỷ trọng lớn nhất cho đến năm 2024. Các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, ô tô, y tế và kỹ thuật thường sử dụng các công nghệ như thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS), nung chảy chùm electron (EBM), thiêu kết nhiệt chọn lọc (SHS), nóng chảy laser chọn lọc (SLM) và thiêu kết laser chọn lọc (SLS) để phát triển các chi tiết chức năng. 

Mời bạn đọc xem tiếp Phần 2, trong phần 2 này, mời bạn đọc cùng chúng tôi phân tích công nghệ còn lại: Công nghệ đúc và Ép phun nhựa.