バルク金属ガラス市場 - 世界の産業規模、シェア、傾向、機会、予測、技術別（鋳造、熱可塑性成形、3Dプリント）、エンドユーザー別（消費者向け電子機器およびウェアラブル、スポーツ用品、バイオメディカル、航空宇宙/防衛、その他）、地域および競合別、2019～2029年予測

市場概要

世界のバルク金属ガラス市場は2023年に5,036万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に3.56%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。

市場拡大の重要な触媒は、製造業務への統合です。BMGは、民生用電子機器、航空宇宙、医療機器の精密部品の製造に広く利用されています。精密に複雑な形状に成形できる能力と、摩耗に対する耐久性により、スマートフォン、ラップトップ、航空機部品、医療用インプラントなどの弾力性のある軽量部品の製造に適しています。

自動車業界では、車両の性能と燃費を向上させる上での BMG の可能性が認識されています。燃費を向上させ、排出量を抑えるために軽量素材への注目が高まる中、自動車メーカーは、スチールやアルミニウムなどの従来の素材に代わる実行可能な選択肢として BMG を検討しています。BMG は、過酷な動作条件に耐えることができる、より頑丈で軽量な部品を実現し、車両の効率と耐久性を向上させることが期待されています。

BMG 市場は、積層造形 (3D 印刷) などの新興分野で成長を遂げています。積層造形で BMG を活用すると、優れた機械的特性を持つ複雑な形状の作成が容易になり、航空宇宙、防衛、生物医学工学の分野で新たな道が開かれます。

世界の BMG 市場は、生産費の高騰や原材料へのアクセス制限などの課題に直面しています。製造プロセスの改良と新しい合金組成の探索を目的とした継続的な研究開発の取り組みにより、これらの障害が緩和され、市場がさらに成長することが期待されています。

主要な市場推進要因

電子産業におけるバルク金属ガラスの需要の高まり

電子産業では、BMG の需要を押し上げる主要な要因は、電子機器をより小型で効率的にするという継続的な取り組みです。機器のサイズが縮小するにつれて、性能を維持しながらこの小型化プロセスに耐えられる材料の必要性が重要になります。BMG は、優れた強度対重量比と複雑な形状に正確に成形できる能力を備えており、この需要に効果的に応えます。

BMG は優れた電気伝導性を示し、電子回路のコンポーネントやコネクタでの使用に適しています。電気損失や発熱が発生する可能性がある従来の金属とは異なり、BMG は抵抗率が低く、信号の完全性が向上するため、電子システムの有効性と信頼性が向上します。この特性は、高周波シナリオなど、信号の完全性が最優先されるアプリケーションで特に有利です。

積層造形や射出成形などの高度な製造方法の利用が増えたことにより、BMG コンポーネントを競争力のある価格で大量生産できるようになりました。このスケーラビリティにより、スマートフォンのケースから航空宇宙電子機器の高性能コネクタに至るまで、さまざまな電子アプリケーションへの BMG の組み込みがさらに加速しました。

5G 接続、モノのインターネット (IoT)、人工知能 (AI) などの新興技術により高性能電子部品の需要が高まるため、電子業界の BMG への依存が高まると予想されます。独特の特性を持つ BMG は、これらの変革的技術の進化する要件を満たす魅力的なソリューションを提供します。

医療業界におけるバルク金属ガラスの需要の高まり

医療分野では、ステンレス鋼やチタンなどの従来の材料と比較して BMG が優れた機械的特性を持つことが、BMG の需要を牽引する主な要因となっています。 BMG は優れた強度と弾力性を備えており、外科手術の要求や人体内の生体力学的ストレスに耐えられる医療機器やインプラントの製造を可能にします。この有利な強度対重量比は、かなりの負荷を支えることができる軽量素材が好まれる整形外科用インプラントで特に有益です。

BMG の耐腐食性により、BMG は長持ちするインプラント型医療機器の魅力的な選択肢となっています。時間の経過とともに腐食しやすい従来の金属素材とは異なり、BMG は耐久性と寿命が優れているため、インプラントが故障したり交換手術が必要になる可能性が低くなります。この側面は、心臓血管インプラントや歯科補綴物などの用途で非常に重要です。これらの用途では、患者の健康と快適さのために持続的な生体適合性が極めて重要です。

医療分野で BMG の需要を押し上げるもう 1 つの影響力のある要因は、その生体適合性です。 BMG は優れた生体適合性を示しており、副作用や免疫反応を引き起こすことなく人体に安全に埋め込むことができることを示しています。この特性により、BMG は整形外科用ネジ、歯科インプラント、心臓血管ステントなど、幅広い医療用インプラントの候補として適しています。

BMG の汎用性により、積層造形 (3D 印刷) などの高度な製造技術を使用して、複雑でパーソナライズされた医療機器を製造することができます。積層造形で BMG を使用すると、複雑な形状とカスタマイズされた機械的特性を誇る、個々の患者に合わせたインプラントの製造が容易になります。このカスタマイズにより、医療機器のフィット感と性能が向上し、手術の合併症と回復期間が短縮されます。

低侵襲手術の需要が高まる中、医療業界では革新的な手術器具やツールの開発に BMG がますます頼りになっています。BMG は、鋭く弾力性のある精密な切断器具や、優れた操作性と柔軟性を特徴とする内視鏡装置に加工できます。これらの進歩により、低侵襲手術の効率と有効性が向上し、医療従事者と患者の進化するニーズに応えています。

主要な市場の課題

脆性と破壊靭性

バルク金属ガラス (BMG) は、高強度、優れた耐腐食性、並外れた磁気特性など、さまざまな特性が独特な組み合わせで組み合わさっているため、近年大きな注目を集めています。さまざまな利点があるにもかかわらず、BMG にはいくつかの課題があります。世界のバルク金属ガラス市場が直面している主なハードルの 1 つは、脆性と破壊靭性です。

延性挙動を示し、破損前に塑性変形を起こすことができる従来の結晶性金属とは対照的に、BMG は本質的に脆い物質です。この脆さは、結晶性材料に見られる整然とした構造を欠く非晶質原子配列に起因します。BMG は引張応力下で突然破損しやすく、大きな塑性変形を伴わずに破損します。この特性は、航空宇宙または自動車システム内の構造要素など、機械的破損に対する回復力と破壊靭性が最優先される用途では障害となります。

破壊靭性は、加えられた応力下で亀裂の進行に抵抗し、破損に耐える材料の能力を測定するもので、エンジニアリング材料の信頼性と寿命を決定する極めて重要な特性として機能します。BMG は破壊靭性が限られているため、要求の厳しい特定の用途には適していません。 BMG には延性とエネルギー吸収のメカニズムがないため、衝撃や周期的な負荷を受けると突然の壊滅的な破損を起こしやすく、そのためこれらの材料で作られた部品の構造的完全性を確保することが困難になっています。

主要な市場動向

環境と持続可能性への配慮の急増

BMG 市場における環境配慮への重点の高まりは、BMG 材料のリサイクル性によって大きく左右されます。リサイクル中に品質が劣化することが多い従来の金属とは異なり、BMG は独自の特性を損なうことなく複数回のリサイクル サイクルを経ることができます。この固有のリサイクル性により、バージン原材料への依存が減り、天然資源が保護され、廃棄物の発生が削減されるため、BMG は環境に配慮した業界にとって魅力的な選択肢となります。

BMG の製造プロセスは、従来の金属製造方法に比べて環境上の利点があります。 BMG は、急速凝固などの比較的エネルギー消費の少ない技術を使用して製造できるため、従来の金属鋳造および鍛造プロセスと比較して、消費エネルギーが少なく、温室効果ガスの排出量も少なくなります。BMG には結晶粒界がないため、処理に必要なエネルギーが減り、材料効率が向上し、環境の持続可能性がさらに高まります。

BMG の軽量特性は、輸送および航空宇宙部門でエネルギー消費と炭素排出量を抑制する機会を提供します。自動車部品、航空機構造、宇宙船部品で重い材料を BMG に置き換えることで、メーカーは燃料効率を高め、排出量を減らし、輸送システムの環境フットプリントを削減できます。この傾向は、気候変動に対処し、大気汚染を緩和するために、より環境に優しく持続可能な輸送手段に移行するという世界的な取り組みと一致しています。

世界が循環型経済モデルに向かって進み、持続可能な開発目標の達成を目指すにつれて、BMG のような環境に優しい材料の採用は、さまざまな業界で引き続き増加すると予想されます。優れた機械的特性、リサイクル性、エネルギー効率のユニークな組み合わせにより、BMG は持続可能な材料に対する高まる需要に応え、世界市場で環境へのプラスの成果を促進するのに十分対応できます。

セグメント別インサイト

テクノロジー インサイト

テクノロジーに基づいて、鋳造は 2023 年にバルク金属ガラスの世界市場で最も急速に成長するセグメントとして浮上しました。

射出成形やダイカストなどの鋳造方法は、粉末冶金や機械加工などの代替製造技術よりもコスト面で有利な場合が多くあります。大量の BMG コンポーネントを製造しながら材料の無駄を最小限に抑える能力は、生産におけるコスト効率につながります。

エンドユーザーの洞察

予測期間中、民生用電子機器およびウェアラブル セグメントは急速な成長を遂げると予測されています。

BMG は熱的に安定しているため、自動車用電子機器や屋外用ウェアラブル デバイスなど、温度が頻繁に変動するアプリケーションに適しています。BMG はさまざまな動作条件で一貫した熱性能を維持し、厳しい環境でも電子システムの信頼性と復元力を確保します。

地域別の洞察

2023 年には、アジア太平洋地域が世界のバルク金属ガラス市場で支配的なプレーヤーとなり、価値ベースで最大の市場シェアを占めました。

アジア太平洋地域は、BMG の研究開発における技術進歩と革新をリードしています。日本や韓国などの国の機関、大学、企業は、合金設計、処理方法、さまざまな業界にわたるアプリケーションなど、BMGテクノロジーの大幅な進歩を遂げてきました。この技術的洞察力により、アジア太平洋地域のメーカーは、世界のBMG市場で競争上の優位性を獲得しています。

最近の開発

• 2024年、NASAのBulk Metallic Glass Gear（BMGG）プロジェクトは、月や火星から木星の衛星エウロパなどの氷の世界まで、太陽系内のさまざまな目的地を探索するミッションの基盤となる可能性のあるテクノロジーを進歩させています。これらの場所は極端な環境であり、華氏-238度（摂氏-150度）を下回る温度でも機能できるテクノロジーが必要です。背景として、地球表面で記録された最低気温は、東南極の氷河分水嶺近くの小さな地形盆地で観測された華氏 -144 度 (摂氏 -97.8 度) でした。

主要な市場プレーヤー

• Orbray Co., Ltd.          
• RS ACCIAI Srl
• Heraeus Holding GmbH
• Eutectix LLC
• 日立製作所
• Liquidmetal Technologies, Inc.
• Amorphology, Inc.
• Glassimetal Technology, Inc.
• PX Limited
• Epson Atmix Corp.