3Dプリント建設市場 サイズと展望 2025-2033

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3Dプリンティング建設市場の成長要因

建設業界における3Dプリンティングの導入拡大

現在、多くの業界で試作、製品開発、生産に3Dプリンティングが活用されています。自動車業界から建設業界に至るまで、様々な企業が3Dプリンティングを導入し、デジタルトランスフォーメーションを推進しています。これにより、リードタイムの​​短縮、設計自由度の向上、デジタル製造のメリットを享受しています。建設業界における3Dプリンティングの導入は拡大しており、建設業界には、他の分野よりも急速に成長すると予想される分野があります。

建設業界の廃棄物に関する環境問題の深刻化、この技術を用いたカスタマイズオプションや建築への適応性の可能性、そしてプロトタイプモデルの迅速な作成が、この成長に最も影響を与えています。さらに、廃棄物の削減、製造の自由度、設計の自由度、人的ミスの低減といった様々なメリットが、建設分野における3Dプリント市場の成長を牽引しています。

3Dプリントは、建設業界で使用される様々な部品の製造を可能にします。この市場拡大は、建設段階から綿密に計画された革新的で新しいプロジェクトの数の増加が主な要因です。フランスの大手建設会社Vinciは、2017年2月にコンクリート3Dプリント構造部材を専門とするフランスのスタートアップ企業XtreeEの株式を取得しました。

2018年、建設会社ICONは、アメリカで初めてテキサス州オースティンで建築許可を取得し、3Dプリント住宅を建設しました。他の都市もこの動きに注目しています。 3Dプリント建設会社は、アフリカの学校、メキシコの低所得者向け住宅、テキサスのホームレス向け住宅など、建築基準が緩い、あるいは存在しない地域で、住宅不足の緩和や必要不可欠な建造物の建設に貢献しています。

3Dプリント技術のメリット

建設における3Dプリントは、機械が構造物を製造・組み立てることで、手作業を置き換える新しい技術です。これは、便利で費用対効果が高く、環境に優しい新しい建物の建設方法となり得ます。Construction Diveによると、世界の建設廃棄物は年間10億トンを超え、2025年までに倍増すると予想されています。3Dプリントは、こうした建設廃棄物の削減に役立ちます。これは主に、3Dプリントが必要な材料のみを使用する積層造形プロセスであるためです。

さらに、3Dプリントは物流プロセスの削減と廃棄物の削減にも役立ちます。 3Dプリンティングは原材料を直接成形して建造物に組み込むため、従来の建設で使用されていた木製の型枠が不要になります。プレファブリケーションやリーンコンストラクションといった、廃棄物を削減する他のプロセスや建築手法と組み合わせることで、廃棄物ゼロの建物の実現可能性が高まります。そのため、これらの要因が3Dプリンティング市場を牽引すると予想されています。

市場の制約

高額な設備投資

こうした機器のレンタル費用の高さと、大型3Dプリンターを現場に輸送するための物流コストは、建設現場での3Dプリンティング技術の普及を阻む最大の障壁と言えるでしょう。3Dプリンターは高価であり、初期購入価格には材料費やメンテナンス費用は含まれていません。多くの建設専門家は、現在、3Dプリントのコストと技術のメリットを正当化することが難しいと感じています。

市場機会

ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）の採用拡大

ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）の利用が着実に増加していることは、BIM業界の成長を牽引する重要な要因の一つです。BIMは、エンジニアリング、建築、インフラ業界におけるデジタルトランスフォーメーションの基盤です。不動産開発業者、建築家、エンジニア、メーカー、請負業者、その他のインフラ専門家が3D構造物や建物を計画、設計、建設できるようにする、チームによる共同作業ソリューションです。

材料の無駄による生産コストの削減により、市場は成長しています。3Dプリンターは必要な材料のみを使用するため、コスト削減につながります。さらに、3Dプリンターは環境に優しいリサイクル素材を使用することができます。これらの要素はコスト削減に役立ち、将来の成長を促進します。

セグメント分析

工法別

世界市場は、押し出し工法、粉末接合工法、その他に分類されています。押し出し工法は、世界の3Dプリント建設市場で最大のシェアを占めています。押し出し工法は、最も一般的で基本的な3Dプリント技術であり、ほぼあらゆる状況で使用できます。主な印刷材料としてプラスチックフィラメントが使用されます。フィラメントは3Dプリンターのプリントヘッド内で加熱され、溶融します。

粉末接合工法は2番目に大きなセグメントです。予測期間中、より高いCAGRで成長すると予測されています。建設業界における複雑な型枠の建設における粉末接合3Dプリント技術の利用増加が、近年のセグメント成長を牽引しています。この方法は、複雑な型枠をより迅速かつシンプルに、そしてより正確に製造でき、従来の型枠製造方法よりも労働集約的で時間もかからないことから、大きな需要があります。

材質別

世界市場は、コンクリート、金属、複合材、その他に分類されます。コンクリートは、世界の3Dプリント建設市場で最大のシェアを占めています。過去5年間、ロボット工学、材料科学、ソフトウェアの進歩により、建設向けの3Dコンクリートプリントは急速に発展しました。

金属は2番目に大きなシェアを占めています。金属3Dプリントは、加熱と冷却を制御することで、非角柱状の断面、内部補強材、開口部、機能的に傾斜した要素などを作成します。建設における金属3Dプリントは、主にファサードの接合部やその他の接合部の設計に使用されます。近年では橋梁建設にも使用されています。さらに、建設分野における3Dプリントステンレス鋼の利用増加も、セグメントの成長を牽引する主要な要因の一つです。

複合材は市場シェア第3位を獲得しています。Mighty Buildingsをはじめとする様々な企業が、Light Stone Materialなどの熱硬化性複合材を使用することで、住宅建設業界における鉄鋼やコンクリートへの依存度を低減しています。同社はこの取り組みを通じて、住宅建設における二酸化炭素排出量とコストを50%以上削減できると期待されています。コンクリートが環境に及ぼす有害な影響を考えると、建設業界では今後数年間で3Dプリントに複合材を使用するようになると予想されます。

エンドユーザー別

世界市場は、建築とインフラの2つに分類されます。建築セグメントは、世界の3Dプリント建設市場で最大のシェアを占めています。年平均成長率（CAGR）91.4%で成長すると予想されています。世界的な住宅需要の高まりが、このセグメントの成長を牽引すると予想されています。こうした新築住宅への需要の高まりは、3Dプリント技術を活用することで対応可能です。この技術は、従来の建設にかかるコストと時間を大幅に削減し、高品質な住宅を建設できるためです。そのため、様々な建設会社が3Dプリンタープロバイダーと提携し、3Dプリント技術を用いた住宅建設を進めています。さらに、世界中の貧困層に住宅を建設・支援することでホームレス問題を解決するというWorld Housingの使命は、今後、このセグメントの成長に新たな機会をもたらすと予想されています。

インフラセグメントは2番目に大きなセグメントで、予測期間中はより高いCAGRで成長すると予想されています。金属、プラスチック、複合材料を用いた家具や橋梁などのインフラ建設に3Dプリント技術が急速に利用されていることが、このセグメントの成長を牽引しています。

地域分析

アジア太平洋地域：主要地域

アジア太平洋地域は、世界の3Dプリント建設市場で最大のシェアを占めています。アジア太平洋地域は、世界の3Dプリント建設業界の大部分を占めています。この地域が世界的な製造拠点としての地位を確立するにつれ、3Dプリント技術は予測期間中に大きく普及すると予想されます。多くの製造業の存在は、この地域全体の経済成長に貢献しています。

多くのメーカーが存在することから、この地域は3Dプリント建設にとって重要な市場です。建築およびインフラ最終用途分野における3Dプリント建設の需要の高まりも、市場の発展を促進するでしょう。中国と東南アジアがAPACの3Dプリント建設市場を支配しています。この進化する技術は、インド、韓国、日本、その他のアジア諸国ではまだ商業化されていないため、これらの地域はその他のAPAC地域に分類されています。一方、日本とインドでは研究活動が活発化しており、これらの国々がこの技術の有望な市場となっています。

ヨーロッパ：成長地域

ヨーロッパ市場は、予測期間中、着実に拡大すると予測されています。英国をはじめとする多くのヨーロッパの市場プレーヤーは、3Dプリンティングへの投資機会を積極的に獲得しており、この地域の市場成長を牽引しています。例えば、建設エンジニアリング会社であるSkanskaは、2020年5月に英国のラフバラ大学との合弁事業を発表しました。この共同事業は、英国の建設分野における3Dプリンティング技術の活用を促進することを目的としています。

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3Dプリント建設市場のトップ競合他社

1. Yingchuang Building Technique
2. COBOD International A/S
3. Apis Cor
4. XtreeE
5. WASP S.r.l
6. CyBe Construction
7. MX3D
8. Contour Crafting Corp
9. ICON Technology, Inc
10. SIKA AG
11. Construction 3D
12. Monolite UK
13. Betabram
14. Rohaco
15. Imprimerie AG
16. Beijing Huashang Luhai Technology
17. Total Kustom
18. Spetsavia

最近の開発状況

• 2024年7月 - カタルーニャ先端建築研究所（IAAC）の研究者たちは、Crane WASP 3Dプリンターを使用して、100平方メートルの低炭素排出ビルのプロトタイプを製作しました。これは、コルセローラ自然公園（バルセロナ）の3Dプリント・アース・フォレスト・キャンパス（TOVA）に建設される最新の環境に優しい建物です。 IAACチームの3Dプリンティング建築大学院（3DPA）プロジェクトでは、この地域の自然素材と土が原料として利用されました。
• 2024年5月 - ドイツに拠点を置く建設エンジニアリング会社Züblin社（Putzmeister社とStrabag社の子会社）が、1枚の3Dプリントから耐荷重コンクリート壁を備えた建物を建設しました。同社はこれを「世界初」としています。この建物は、ドイツ・シュトゥットガルトにあるStrabag Baumaschinentechnik International社の最新倉庫です。建設中は、Strabag社の新施設建設に加え、Züblin社の3Dプリンティング技術の試験も行われます。