IDTechEx analizza le opportunità e gli ostacoli alla stampa 3D per i veicoli elettrici
Mar 21, 2024
Il mercato dei veicoli elettrici (EV) ha vissuto un altro anno di crescita entusiasmante nel 2023. Dopo un aumento del 62% delle vendite di auto elettriche nel 2022 rispetto al 2021, IDTechEx prevede un aumento del 16% delle vendite globali per il 2023. Tuttavia, la crescita è stata in qualche modo limitata nel corso dell'anno a causa della performance degli ibridi plug-in (PHEV) in Europa, in particolare nella prima metà del 2023, in parte attribuita alla riduzione delle sovvenzioni in Germania. Tuttavia, molti concordano sul fatto che i veicoli elettrici rappresentino il futuro dell'industria automobilistica, in particolare per le autovetture.
Poiché i veicoli elettrici rappresentano un'opportunità di guadagno di 3,5 trilioni di dollari entro il 2044, secondo le previsioni di IDTechEx, non sorprende che l'industria della produzione additiva (AM) stia creando entusiasmo per questo settore applicativo. Dopotutto, catturare anche solo una parte della catena di fornitura dei veicoli elettrici produrrebbe una crescita e un fatturato considerevoli per l'industria AM. Tuttavia, la domanda che sorge spontanea è: visti i vantaggi unici della stampa 3D, quali sono le sue reali opportunità per la produzione di veicoli elettrici? E dove l'AM incontrerà le maggiori difficoltà? Queste domande sono discusse per ogni singola applicazione nel nuovo rapporto di IDTechEx, "Stampa 3D e produzione additiva 2024-2034: tecnologia e prospettive di mercato", che combina l'esperienza unica di IDTechEx nella stampa 3D e nei veicoli elettrici. Questo articolo offre uno sguardo di livello superiore alle opportunità e agli ostacoli che la tecnologia AM deve affrontare per la produzione di veicoli elettrici.
Gli operatori del settore AM vedono opportunità per l'AM nella produzione di veicoli elettrici:
Come discusso in molte interviste con i principali produttori di stampanti e fornitori di materiali per la produzione additiva, esistono diverse opportunità per l'AM di fornire valore alle catene di fornitura della produzione EV, come ad esempio:
- Alleggerimento: L'AM può contribuire all'alleggerimento dei componenti, che può estendere l'autonomia di guida di un veicolo elettrico e/o creare spazio per altri componenti (ad esempio, batterie più grandi).
- Semplificazione della produzione: La AM potrebbe consentire di consolidare grandi assemblaggi in un numero minore di parti, consentendo potenzialmente una catena di fornitura semplificata e una riduzione dei costi.
- Miglioramento della velocità di commercializzazione: L'AM contribuisce a ridurre i tempi del ciclo di progettazione tagliando i tempi e i costi di produzione per la prototipazione e l'attrezzaggio. Con l'accorciarsi dei cicli di progettazione dei veicoli, l'AM potrebbe contribuire a portare i veicoli elettrici sul mercato più rapidamente attraverso la produzione di prototipi (sia estetici che funzionali) e di utensili (per il taglio, lo stampaggio, la formatura, lo stampaggio e la fusione).
- Cambiamenti nelle catene di fornitura automobilistiche tradizionali: Con la sostituzione dei componenti tradizionali con altri specifici per i veicoli elettrici (batterie, motori elettrici, componenti di raffreddamento, ecc.), i produttori automobilistici creeranno nuove catene di fornitura per accogliere questi nuovi componenti. Ciò potrebbe lasciare spazio all'AM per conquistare quote di mercato, soprattutto se i produttori sono più disposti a prendere in considerazione tecnologie alternative durante l'adeguamento delle loro catene di fornitura.
- Flessibilità degli operatori emergenti del settore EV: Il mercato dei veicoli elettrici conta numerose startup che sono più disposte a prendere in considerazione tecnologie di produzione alternative come l'AM rispetto agli operatori del settore automobilistico tradizionale, creando una nuova base di clienti potenziali per l'AM. Queste startup potrebbero essere più interessate alle dinamiche della catena di fornitura digitale rispetto agli operatori storici con catene di fornitura di lunga data. Inoltre, potrebbero beneficiare della flessibilità dell'AM per evitare di dover stabilire un'economia di scala per portare il loro prodotto sul mercato.
Gli ostacoli all'applicazione della stampa 3D nei veicoli elettrici
Tuttavia, come rilevato dai principali utenti finali, l'AM deve affrontare molte sfide nella sua applicazione ai veicoli elettrici, in particolare nella sua applicazione per i componenti di produzione:
- Costo elevato dell'AM: La maggior parte delle parti stampate in 3D non può competere in termini di prezzo con le parti lavorate, fuse o stampate tradizionalmente. Anche per le parti in cui l'AM può migliorare le prestazioni o il peso, se l'AM risulta in una struttura maggiore (ad esempio, attraverso l'ottimizzazione della topologia) che comporta un costo maggiore (ad esempio, attraverso la post-elaborazione), molti produttori di EV preferirebbero mantenere la parte così com'è. Sarà difficile trovare applicazioni in cui i vantaggi prestazionali dell'AM giustifichino il costo, soprattutto se si considera la necessità di ridurre il costo dei veicoli elettrici per aumentarne l'adozione da parte del mercato di massa.
- Portafoglio e fonti di materiali limitati: La maggior parte delle tecnologie AM non lavora ancora le leghe di acciaio e di alluminio comunemente utilizzate dagli OEM del settore automobilistico. Inoltre, le singole fonti di materiali nella tecnologia AM rappresentano un problema di resilienza della catena di approvvigionamento per gli OEM.
- Pregiudizio verso i metodi e le catene di fornitura consolidate, soprattutto nei grandi OEM: Esiste un pregiudizio verso le tecniche di lavorazione e stampaggio tradizionali, soprattutto nei grandi OEM come GM. Inoltre, ci sono catene di fornitura consolidate con cui l'AM deve competere. Data l'avversione al rischio degli OEM, è difficile introdurre nuove tecnologie di produzione come l'AM.
- Produzione troppo bassa per il mercato di massa: L'AM ha una produttività inferiore rispetto ai processi di produzione tradizionali, il che rende difficile la produzione di grandi volumi per i veicoli elettrici di massa.
- Mancata necessità di migliorare le prestazioni: Per molti pezzi destinati al mercato di massa, le soluzioni attuali hanno prestazioni sufficienti, quindi non è necessario che gli OEM adottino l'AM, a prescindere dal fatto che l'AM migliori le prestazioni.
- Mancanza di affidabilità: Poiché gli OEM sono piuttosto avversi al rischio, l'AM deve dimostrare la propria qualità e consistenza per poter essere utilizzato per i veicoli elettrici di massa.
AM sta facendo progressi nella produzione di veicoli elettrici?
Nonostante queste sfide, l'industria AM continua a registrare progressi nella sua penetrazione nel mercato delle auto elettriche. Una delle storie più importanti del 2023 nel settore della stampa 3D è stata la spinta di Tesla verso il "gigacasting", un processo che prevede l'utilizzo di macchine di fusione massicce per la produzione di pezzi singoli di grandi dimensioni per le scocche dei suoi veicoli elettrici. Un componente chiave di questo processo è il getto di legante di sabbia per produrre le anime di fusione. Con altri OEM del settore automobilistico, come Toyota, che stanno cercando di incorporare il gigacasting nelle loro catene di fornitura, questa nuova applicazione rappresenta il potenziale futuro della stampa 3D per avere un impatto significativo sul mercato dei veicoli elettrici.
Previsioni del mercato della stampa 3D di IDTechEx
L'ultimo rapporto di IDTechEx, "3D Printing and Additive Manufacturing 2024-2034: Technology and Market Outlook", segmenta accuratamente il mercato in base a ottanta diverse linee di previsione in diciassette diverse categorie tecnologiche, quattro principali categorie di materiali e otto sottocategorie di materiali. Per ulteriori informazioni su questo mercato, tra cui 150 profili di leader di mercato e start-up basati su interviste, studi di confronto tra tecnologie, analisi dei modelli di business e previsioni di mercato granulari a 10 anni, consultare il rapporto IDTechEx.
Per ulteriori informazioni su questo rapporto, comprese le pagine campione scaricabili, visitate il sito www.IDTechEx.com/3DP.
Per l'intera gamma di ricerche sulla stampa 3D disponibili presso IDTechEx, visitare il sito www.IDTechEx.com/Research/3D.