自動 3D プリンティング市場: 提供内容 (ハードウェア、ソフトウェア)、プロセス (自動生産、マテリアル ハンドリング)、および地域別の情報 — 2030 年までの予測

市場概況

世界の自動 3D プリンティング市場規模は、2021 年に 7 億 700 万ドルの収益を記録しました。 2030 年までに 116 億 2,200 万米ドルに達すると予想されており、予測期間 (2022 ～ 2030 年) 中に41.9% の CAGRで成長します。

3D プリンティングは、積層造形とも呼ばれ、コンピューターで生成されたデザインを使用して 3 次元オブジェクトを層ごとに構築するプロセスです。 3D アイテムは、材料の層を積み上げる 3D プリントのアディティブ法によって製造されます。ここ数年で 3D プリンティングを採用する業界が増えています。導入率が上昇するにつれて、産業用および非印刷機メーカーの間での焦点は、プロトタイピングや小ロット生産から大量生産へと変化してきました。さらに、新興の消灯工場における機会の数は、プロトタイピング、ツーリング、および単一部品生産に使用されるスタンドアロン システムを超えて、統合されたデジタル量産ライン内のコア システムとして採用されるハードウェアの進化によって推進されています。積層造形セクターでは、人工知能と機械学習テクノロジーがさまざまなアプリケーションで使用されています。

自動 3D プリンティングの市場は、積層造形の技術開発と産業オートメーションのトレンドにより、予測期間中に成長すると予想されます。また、製造効率とコストに対する業界の関心の高まりにより、市場の拡大が加速すると予想されます。ただし、予想される期間中、自動化機器の高額な設置コストが自動化 3D プリンティング業界の発展に悪影響を与える可能性があります。一方で、大量生産への 3D プリンティングの急速な導入により、今後数年間で自動 3D プリンティングの主要な市場参加者に大きな成長の見通しが開かれると予想されます。

市場動向

世界の自動 3D プリンティング市場を牽引する

研究開発活動への投資の改善

3D プリンティングの用途は、実用的なプロトタイプやアイデア モデルの作成だけにとどまりません。各社の研究開発活動は、さまざまなエンドユーザーがコアアプリケーションとして利用することを目的としている。世界最大手の企業のいくつかは最近、積層造形における重要なパートナーシップと投資を明らかにしました。これらの最近の発表により、商業的に実行可能な新しい材料および技術の研究開発業務が前進する可能性があり、それによって積層造形の使用範囲も拡大する可能性があります。自動車業界では、設計から部品製造への急速な移行により、積層造形はセンサー、洗練されたモーション コントロール、ロジックによって進歩し続けています。たとえば、スペインの 3D プリンティング ソリューション プロバイダーである BCN3D を利用して、自動車メーカーの日産は日産バルセロナ工場の生産プロセスに 3D プリンティングを導入しました。

同様の変化は航空宇宙産業や防衛産業でも起こっています。同団体によると、カミンズ社は2021年、バインダージェットと呼ばれる新しい高精度3D金属印刷技術を採用した最初の生産品目が完成に近づいていることを明らかにした。これは、積層造形とインダストリー 4.0 に向けた同社の取り組みにとって重要な転換点となります。多くの企業はより安価な住宅を生産することを目指しており、3D プリントは建築および建設業界でセメントを使用した数多くの用途を見出しています。さらに、3D プリンティングは、住宅危機や初期費用に対する潜在的な解決策として、インドなどの国でも注目を集めています。多くのカテゴリーで起こっているこれらの発展は、業界を助けるでしょう。

世界的な自動3Dプリンティング市場の抑制

運用上の課題

今日の産業用 3D プリンターの多くは、古い機械化された装置に比べて依然として速度が遅く、効率も劣っています。自動車業界や消費者製品業界など、大量生産に依存する業界での採用は主にこれによって妨げられています。さまざまな分野にわたって生産効率を維持するには、物を迅速に生産して供給する必要があります。自動 3D プリンタを使用して一部の大規模部品を製造するには、機械の価格、特定の業界で利用できる材料、後処理の必要性、製造コスト、機械の不足など、企業が克服しなければならないいくつかの困難が伴います。専門知識、ソフトウェア開発と機能、リサイクル可能性。

世界の自動3Dプリンティング市場の機会

この分野における技術の進歩

最近の技術の進歩により 3D プリントのコストは大幅に下がり、個人にとっても手頃な価格になりました。その結果、このテクノロジーは現在、靴製造や医療用途を含むさまざまなエンドユーザーによって使用されています。 3D プリンティングとしても知られる積層造形の未来は明るいように見えます。大量の科学的研究、専門ビジネスの確立、技術の発展、新素材の開発により、テクノロジーを使用するための選択肢が増加しました。継続的な成長の可能性があるこのテクノロジーは、いくつかの業界で製造オプションとして好まれています。

インダストリー 4.0 への移行など、さまざまなビジネスの技術環境の今後の変化により、創造的な 3D プリンティング ソリューションの作成への追加投資が促進されるでしょう。ソフトウェア企業が統合設計ソリューションを構築するにつれて、積層造形用の設計ソフトウェアはよりユーザーフレンドリーで統合されたものになることが予想されます。さらに、AI、IoT、AR/VR などの最先端テクノロジーの使用が増えるため、3D プリンティングはより効果的かつ生産的になります。これらのテクノロジーは、特に産業用途の 3D プリンターの自動化に大きく役立ちます。

分析

世界の自動 3D プリンティング市場は、製品、プロセス、エンドユーザー、地域に基づいて分類されています。

世界の自動 3D プリンティング市場には、ハードウェア、ソフトウェア、サービスが含まれています。

ハードウェア部門は 39.6% の CAGR で成長し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。 3D プリンティング ハードウェア市場は急速に発展しており、自動 3D プリンタはより速く、より生産性が高く、より効率的になっています。新しいテクノロジーが登場するたびに、積層造形市場は新しいアプリケーション、エンドユーザー、産業に発展する能力を高めてきました。技術的には、粉末床溶融 (PBF) システムよりも安価なコンパクトな金属機械とバインダー ジェッティング技術が、金属 3D プリンティングの普及に貢献しています。

ソフトウェア部門は第 2 位の市場シェアを保持します。自動 3D プリンティングでは、ソフトウェア セグメントはハードウェア セグメントよりもコンパクトです。さらに、3D プリンティングプロセスに関するいくつかの問題を解決する必要があるため、近年は徐々に拡大しています。 3D プリント ソフトウェア ソリューションにより、複雑なデザインをより迅速に構築でき、プリントの成功率が向上するため、業界は成長しています。さらに、新世代のソフトウェア ソリューションを開発することで、部品の品質を保証し、プロセスをより効果的に管理できるようになりました。 3D プリント ソフトウェアを使用すると、モデルを 3D プリンタが理解できるデータに変換することで、3D モデリング ソフトウェアで作成した 3D オブジェクトのプリントが簡単になります。

プロセス的には、世界の自動 3D プリンティング市場には、自動生産、マテリアル ハンドリング、パーツ ハンドリング、後処理、およびマルチプロセスが含まれます。

自動生産セクションは 39.6% の CAGR で進歩し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。近年、3D プリンティングはプロトタイピングや小ロット生産を超えて、大量カスタマイズ可能な製造技術へと成長しています。自社のデバイスをエンドツーエンドのワークフローに統合するために、すべての主要な産業および非産業用 3D プリンター会社が現在この取り組みを行っています。積層造形は依然としてデジタル製造の重要な要素ですが、生産全体を自動化することには他にも多くの利点があります。

デジタル化の急速な進展と、インダストリー 4.0、スマート ファクトリー、ロボティクス、機械学習などの最先端テクノロジーの利用拡大により、シミュレーション用のオンライン 3D プリンティングの需要が高まっています。これらの革新により、この技術がより広く採用され、特に航空宇宙、自動車、医療分野を含む幅広い業界でより頻繁に使用される可能性が高まります。

マテリアルハンドリング部門は第 2 位の市場シェアを握ることになります。自動マテリアルハンドリングシステムは、生産性の向上、コスト削減、柔軟性、効率的な搬送を実現します。たとえば、顧客の特定の要件を満たすために、EOS は、少量、中量、および大量の素材に適した、さまざまなレベルの自動化を備えた 3 つの製品ソリューションを提供しています。さらに、信頼性の高い部品を製造でき、プラスチック積層造形用のすべての EOS システムと相互運用可能です。製造環境に組み込むこともできます。材料管理と建設を並行して行うことで、構築オーダー間のセットアップに必要な時間が短縮され、全体的な生産性が向上します。

エンドユーザーの観点から見ると、世界の自動 3D プリンティング市場には、工業製造、自動車、航空宇宙および防衛、消費者製品、ヘルスケア、エネルギーなどが含まれます。

工業製造部門は 39.8% の CAGR で成長し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予想されます。 3D プリンティングは、より一般的な生産技術になりつつあります。さらに、過去数年間で、環境マネジメントシステムの国際規格、特に ISO 50001 規格が大幅に増加しました。さらに、これによりメーカーは省エネ技術への投資を余儀なくされ、検討中の市場を拡大する余地が生まれています。 3D プリンティングとも呼ばれる積層造形における品質管理は、引き続き大きな課題です。印刷プロセス全体で欠陥を検出することで、材料と時間のロスを削減します。

自動車部門は第 2 位の市場シェアを握ることになります。現代社会における主要な交通手段として、自動車は人間の存在にとって重要な役割を果たしています。現在、世界中で 13 億台を超える自動車が走行しており、2035 年までにその数は 18 億台に増加すると予想されています。このうち乗用車が約 74% を占め、残りの 26% は小型商用車、大型トラック、バス、長距離バス、ミニバスです。金型、熱成形ツール、グリップ、治具、固定具の迅速な製造はすべて 3D プリントで製造できます。その結果、自動車メーカーは最小限のコストでツールやサンプルを構築し、高額なツールへの投資による将来の生産損失を防ぐことができます。

地域分析

北米が世界のその他の地域を支配

地域的には、世界の自動 3D プリンティング市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東、アフリカで構成されています。

北米は最高の市場シェアを占め、予測期間中に 40.2% の CAGR で拡大すると予想されます。米国は、この地域の自動 3D プリンティング市場のかなりの割合を占めています。国内に小規模および大規模の販売業者が豊富にあることが、需要の増加の原因となっています。たとえば、カリフォルニア州カールスバッドに拠点を置く Forecast 3D は、ヘルスケア、自動車、航空宇宙、消費財、デザイン業界にさまざまな素材の 3D プリンティング サービスを提供しています。

強力な AI アプリケーションの急速な開発により、積層造形に携わるエンジニアにとって、閉ループ制御システムは長い間主な目標となってきました。たとえば、ニューヨークにある GE のニスカユナ添加剤研究所の科学者たちは、高解像度のカメラを使用して印刷プロセスを層ごとに監視し、通常は肉眼では見えない筋、くぼみ、穴などの問題を特定する独自の機械学習プラットフォームを開発しました。さらに、特にサプライチェーンの課題やさまざまなエンドユーザー分野での需要の高まりに対応するために、いくつかのベンダーがこの地域の施設を拡大しています。

欧州はCAGR 43.4%で拡大し、2030年までに34億5,100万米ドルを保有すると予想されています。欧州全土で数多くの研究プロジェクトが進行しており、この地域のニーズは製造業と自動車産業の急速な拡大によって促進されています。とりわけ、英国とドイツには、予測期間を通じて市場シェアを大幅に拡大するチャンスがあります。たとえば、加熱チャンバーを備えた 3D プリンターは、産業用 3D プリンティングを専門とする企業 Roboze によって 2021 年 7 月に開発され、産業用途向けに複合材料やスーパーポリマーで作られた大型のものを製造します。この地域ではさまざまな投資が行われています。たとえば、英国に本拠を置く Q5D Technology というロボット企業は、新しい多目的ワイヤーおよびエレクトロニクス 3D プリンターの作成を支援するために、2022 年 2 月に早期資金 250 万ドルを獲得しました。

最近の動向

• 2022 - 3D Systems Corporation は、VSP® の発売を発表しました。これは、個々の患者に合わせた最高の放射線治療アクセサリを提供するために作成された方法です。
• 2022 - ABB Ltd. とマイクロソフトは、世界的なエネルギー効率と炭素削減の進捗を加速するために協力しました。