積層造形市場 - 技術別（ステレオリソグラフィー、熱溶解積層法、レーザー焼結法など）、材料別（プラスチック、金属、セラミックス）、エンドユーザー別（航空宇宙・防衛、自動車、ヘルスケア、産業、その他）、地域別、競合状況別（2019～2029年）の世界規模産業規模、シェア、トレンド、機会、予測

市場概要

世界の積層造形市場は2023年に762.9億米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に22.49%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。バット光重合、パウダーベッドフュージョン、指向性エネルギー堆積などの進化する3D印刷技術により、印刷速度、精度、スケーラビリティが向上します。マルチマテリアルやハイブリッド印刷などのイノベーションにより、積層造形の可能性がさらに広がります。

主要な市場推進要因

技術の進歩とイノベーション

世界の積層造形市場は、この分野における継続的な技術の進歩とイノベーションによって大きく推進されています。 3D プリンティングとも呼ばれる積層造形は、当初の試作用途を超えて進化し、さまざまな業界に変革をもたらす力となっています。新しい材料、印刷技術、プロセスの継続的な開発により、積層造形の範囲が拡大し、より汎用性が高く、複雑で機能的な最終製品を製造できるようになりました。

このカテゴリの主な推進力の 1 つは、積層造形に使用される材料の進歩です。研究者や業界関係者は、機械的特性、耐久性、さまざまな製造プロセスとの互換性を向上させる新しい材料を継続的に調査および開発しています。これには金属、ポリマー、セラミック、複合材が含まれ、航空宇宙、ヘルスケア、自動車、その他の分野でのさまざまな用途の機会が開かれています。

さらに、印刷速度の高速化、解像度の向上、造形量の増大などの印刷技術の改善が、市場の成長に貢献しています。技術がより洗練されるにつれて、企業は生産の効率を高め、リードタイムとコストを削減できます。付加製造プロセスに自動化と人工知能を統合することで、精度と再現性がさらに向上し、複雑でカスタマイズされたコンポーネントの製造に適した選択肢となります。

全体として、付加製造における技術革新の絶え間ない追求は、市場拡大の大きな原動力となっています。3D 印刷技術で実現可能なものの限界を押し広げるために研究開発に投資する企業は、世界市場で競争上の優位性を獲得する可能性が高いでしょう。

コスト効率と廃棄物の削減

世界の付加製造市場を牽引するもう 1 つの重要な原動力は、固有のコスト効率と廃棄物の削減の利点です。従来の製造方法では、多くの場合、かなりの材料廃棄物を生み出す減算プロセスが伴います。対照的に、付加製造では、必要な材料のみを使用してオブジェクトをレイヤーごとに構築するため、廃棄物が最小限に抑えられ、持続可能性の取り組みに貢献します。

付加製造のコスト効率は、製造プロセスのさまざまな側面で明らかになります。たとえば、3D 印刷では従来の製造で使用される高価な金型が不要になるため、企業はツール コストの削減から利益を得ることができます。これは、小規模な生産やカスタマイズされた少量生産に特に有利です。

さらに、積層造形により、従来の方法では困難または不可能な軽量で複雑な形状を作成できます。これにより材料の使用量が減少し、最終製品の軽量化と性能特性の向上につながります。重量が重要な要素である航空宇宙や自動車などの業界では、材料の削減に伴うコスト削減は大幅に増加する可能性があります。

環境の持続可能性が世界的な優先事項になるにつれて、積層造形の廃棄物削減の側面は、企業の社会的責任の目標と一致しています。3D 印刷技術を採用する企業は、経済的に利益を得るだけでなく、より持続可能で環境に優しい製造環境に貢献します。

業界全体での採用の拡大

さまざまな業界での積層造形の広範な採用は、世界の積層造形市場の極めて重要な推進力となっています。 3D プリンティングは、当初は主に試作に使用されていましたが、航空宇宙、医療、自動車、消費財など、さまざまな用途を持つ主流の製造技術へと進化しました。

採用を推進する主な要因の 1 つは、積層造形によって得られる設計の自由度がますます認識されていることです。従来の製造方法では、ツールや機械加工機能の制約により、設計に制限が課されることがよくありました。しかし、積層造形により、非常に複雑でカスタマイズされた設計を製造できるため、エンジニアや設計者は、これまでは非現実的または実現不可能だった革新的なソリューションを模索できます。

たとえば、航空宇宙および医療の分野では、積層造形を利用して、軽量で複雑なコンポーネント、カスタマイズされたインプラント、患者固有の医療機器を製造しています。自動車業界では、企業が試作、ツール、さらには特定の最終用途部品の製造に 3D プリンティングを使用しています。この幅広い適用性と汎用性は、積層造形が実行可能で価値のある生産方法としてますます受け入れられるようになっています。

さらに、高度な 3D 印刷サービスの利用可能性が高まり、使いやすいデスクトップ 3D プリンターが開発されたことで、この技術へのアクセスが民主化されました。中小企業は、機器や専門知識に多額の資本投資をすることなく、積層造形を採用できるようになりました。この民主化により、業界全体で多様な採用者のエコシステムが促進され、世界の積層造形市場の成長がさらに促進されます。

主要な市場の課題

材料の制限と標準化

世界の積層造形市場が直面している顕著な課題の 1 つは、3D 印刷プロセスで使用される材料に関連する固有の制限です。積層造形と互換性のある材料の範囲を拡大する上で大きな進歩が遂げられていますが、特定の業界では、特定のパフォーマンス要件を満たす材料を見つけるという課題に依然として直面しています。たとえば、航空宇宙やヘルスケアなどの業界では、精密な機械的特性、生体適合性、耐久性を備えた材料が求められますが、3D プリントでは、そのような材料は簡単には見つからないかもしれません。

さらに、材料の一貫性と標準化を実現することは、かなりの課題となります。異なる積層造形技術では、独自の材料配合が必要になることが多く、標準化されたプロセスがないと相互運用性が妨げられ、材料の選択肢が制限される可能性があります。この問題は、異なる 3D プリント システムで製造された部品を比較する場合に特に重要です。材料特性のばらつきが最終製品の性能と信頼性に影響を与える可能性があるためです。

積層造形の材料標準を確立することを目的とした共同イニシアチブを通じて、これらの課題に対処するための取り組みが進行中です。業界団体と研究機関は、材料仕様、テスト プロトコル、および認証プロセスの定義に取り組んでいます。しかし、使用されている材料や印刷技術が多岐にわたるため、広範な標準化を達成することは依然として複雑な作業です。

後処理要件と表面仕上げ

積層造形は比類のない設計の自由度を提供しますが、高品質の表面仕上げを実現し、厳格な後処理要件を満たすことは依然として大きな課題です。多くの 3D プリント部品には、特定の用途に必要な美観または機能基準を満たさない可能性のある、層状の線、粗い表面、またはその他の欠陥が見られます。

3D プリント部品の表面仕上げを強化するには、サンディング、研磨、コーティングなどの後処理手順が必要になることがよくあります。ただし、これらの追加手順により、全体的な製造プロセスの時間とコストが増加する可能性があります。後処理の必要性は、使用される特定の積層造形技術によっても異なり、一部のプロセスでは本質的に他のプロセスよりも滑らかな表面が生成されます。

消費財やハイエンド製造など、外観と質感が重要な業界では、望ましい表面仕上げを実現するという課題が特に重要になります。この課題に対処するには、積層造形技術の進歩、新しい後処理技術の開発、および製造ワークフローにおけるこれらの追加ステップを合理化するための自動化の強化が必要です。

後処理ソリューションを積層造形システムに直接統合して、手作業による介入を減らし、全体的な効率を向上させる取り組みが進行中です。しかし、業界は依然として、高品質の表面仕上げを実現することとコスト効率を維持することのバランスを取る必要性に取り組んでいます。

知的財産と規制上のハードル

世界の積層造形市場は、知的財産 (IP) に関する懸念と規制上のハードルに関連する課題に直面しています。3D 印刷技術がよりアクセスしやすくなるにつれて、特許または著作権で保護されたデザインが不正に複製されるリスクが高まります。デジタル ファイルの共有や複製が容易なため、革新的なデザインの知的財産の保護について疑問が生じます。

デジタル デザイン ファイルのセキュリティと保護を確保するのは複雑な作業です。偽造や侵害の可能性は、積層造形を通じて知的財産を収益化しようとしている企業にとって課題となります。これらの懸念に対処するには、安全なデジタル著作権管理 (DRM) ソリューションと、デジタル デザイン資産を保護するための堅牢な暗号化方法の開発と実装が必要です。

規制面では、積層造形により、製品の安全性、品質管理、トレーサビリティに関する新たな考慮事項が生じます。規制当局は、3D プリントされた製品の固有の特性に対処するために、既存のフレームワークを適応させたり、新しい標準を作成したりする必要がある場合があります。医療機器やインプラントの製造に 3D プリントが使用されるヘルスケアなどの業界では、包括的な検証および認証プロセスを必要とする厳格な規制要件に直面しています。

これらの知的財産と規制の課題を乗り越えるには、業界の利害関係者、法律の専門家、規制機関の連携が必要です。デジタル領域で知的財産を保護するための明確なガイドラインと基準を確立し、業界固有の規制への準拠を確保することは、世界の積層造形市場の責任ある持続可能な成長を促進するための重要なステップです。

主要な市場動向

インダストリー 4.0 の統合とデジタル製造

世界の積層造形市場を形成する顕著な動向の 1 つは、積層造形技術がより広範なインダストリー 4.0 のフレームワークに統合されつつあることです。第 4 次産業革命とも呼ばれるインダストリー 4.0 は、デジタル技術、データ分析、スマート オートメーションを融合して、相互接続されたインテリジェントな製造システムを構築するものです。

積層造形において、インダストリー 4.0 の統合には、高度なデータ分析、人工知能 (AI)、モノのインターネット (IoT) を使用して 3D 印刷プロセスを最適化および制御することが含まれます。このトレンドにより、従来の製造ワークフローは高度に自動化されたデータ駆動型システムに変わり、予知保全、リアルタイム監視、適応型製造プロセスなどのメリットがもたらされています。

スマート積層造形システムは、センサーと IoT デバイスを活用して、印刷プロセス中にリアルタイム データを収集します。このデータには、温度、湿度、材料特性、機械性能に関する情報が含まれます。その後、高度な分析と AI アルゴリズムがこのデータを処理して、パターンを検出し、異常を特定し、印刷パラメータをリアルタイムで最適化します。その結果、品質管理が改善され、欠陥が減り、積層造形ワークフローの全体的な効率が向上します。

デジタル製造は、物理的なオブジェクトまたはシステムの仮想表現であるデジタル ツインの使用にも及びます。積層造形のコンテキストでは、デジタル ツインを使用すると、製造業者は部品を物理的に製造する前に、3D 印刷プロセス全体をシミュレートして分析できます。このシミュレーション主導のアプローチにより、設計検証が強化され、物理的なプロトタイプの必要性が減り、新製品の市場投入までの時間が短縮されます。

インダストリー 4.0 が勢いを増すにつれ、スマートでコネクテッドな製造環境への積層造形の統合により、さまざまな業界で効率、俊敏性、イノベーションが促進されると期待されています。これらのトレンドを取り入れる企業は、急速に進化する世界の製造業の環境で競争力と回復力が向上する可能性があります。

持続可能な積層造形方法

世界の積層造形市場における重要な成長傾向は、積層造形ライフサイクル全体を通じて持続可能な方法に重点が置かれていることです。この傾向は、環境責任への世界的なシフトと、持続可能な開発目標への貢献における製造業の役割の認識の高まりと一致しています。

持続可能な積層造形には、材料の選択やエネルギー消費から廃棄物の削減や耐用年数の考慮まで、さまざまな側面が含まれます。この傾向の重要な側面の 1 つは、3D プリント用の環境に優しいリサイクル材料の探索と採用です。研究者や業界関係者は、付加製造プロセスの環境への影響を軽減するために、バイオベースのポリマー、リサイクル金属、その他の持続可能な材料を積極的に開発しています。

材料の選択に加えて、エネルギー効率は持続可能な付加製造の重要な焦点領域です。テクノロジーが進化し続けるにつれて、3D 印刷プロセスを最適化してエネルギー消費を最小限に抑えることに取り組みが向けられています。これには、エネルギー効率の高いプリンターの開発、再生可能エネルギー源の使用、および積層造形施設での全体的なエネルギー使用量を削減するためのスマート製造プラクティスの実装が含まれます。

廃棄物の削減は、持続可能な積層造形のもう 1 つの重要な要素です。材料の無駄を最小限に抑えて複雑な形状を製造できることは、3D プリントの主な利点です。ただし、業界では、粉末床溶融プロセスでの粉末回収の改善や、後処理の廃棄物を削減するためのサポート構造の最適化など、廃棄物をさらに最小限に抑える方法を模索しています。

製造段階を超えて、寿命の終わりに関する考慮事項が注目を集めています。リサイクル性を念頭に置いて製品を設計し、3D プリントされた部品をリサイクルするための効率的な方法を開発することは、積層造形の全体的な持続可能性に貢献します。

持続可能性が世界的な製造業の中心テーマになるにつれて、積層造形における持続可能なプラクティスの採用が拡大すると予想されます。 3D プリント プロセスで環境責任を優先する企業は、環境に優しく社会的責任のある製造ソリューションに対する高まる需要に対応し、競争上の優位性を獲得する可能性があります。

セグメント別インサイト

材料

2023 年、世界の積層造形市場はプラスチック セグメントが主流でした。プラスチック セグメントは、世界の積層造形市場の要であり、多様な技術とアプリケーションを代表しています。積層造形のプラスチック セグメントには、熱溶解積層法 (FFF)、選択的レーザー焼結法 (SLS)、光造形法 (SLA)、PolyJet など、さまざまな技術が含まれます。プラスチック、またはポリマーは、その汎用性、費用対効果、幅広いアプリケーションへの適合性から、積層造形で広く使用されています。

プラスチックの積層造形セグメントでは、材料革新が急増しています。メーカーは、特定の業界のニーズに応える新しい熱可塑性プラスチック、複合材料、高性能ポリマーを開発しています。これらの材料は、強化された機械的特性、耐久性、そして場合によっては生体適合性を備えています。

地域別インサイト

2023年にはアジア太平洋地域が最大の市場シェアを占め、支配的な地域として浮上しました。アジア太平洋地域のいくつかの政府は、経済成長と技術革新における積層造形の戦略的重要性を認識しています。研究開発、インフラ、労働力のトレーニングへの取り組みと投資は、積層造形を支援するエコシステムの育成に極めて重要な役割を果たしてきました。

アジア太平洋地域では、積層造形に焦点を当てた数多くの新興企業や既存企業の出現を目撃しています。これらの企業は、航空宇宙、ヘルスケア、自動車、エレクトロニクスなど、さまざまな業界にわたります。競争環境は、自国のイノベーターと世界の積層造形リーダーとのコラボレーションの組み合わせにより進化しています。

日本や韓国などの国では、自動車や航空宇宙の分野で積層造形が注目を集めています。この技術は、軽量部品の製造、設計の最適化、ラピッドプロトタイピングの実現に利用されています。この地域の主要な自動車および航空宇宙企業は、ますます生産ワークフローに付加製造を統合しています。

アジア太平洋地域のヘルスケア部門は、パーソナライズされた医療、カスタムインプラント、医療機器の製造に付加製造を活用しています。シンガポールやオーストラリアなどの国では、整形外科、歯科、組織工学向けの 3D プリントアプリケーションで顕著な進歩が見られます。

主要な電子機器メーカーの存在により、中国などの国では複雑な電子部品の製造に付加製造を採用しています。さらに、インドなどの国の消費財業界では、カスタマイズおよび小ロット生産用の 3D プリントを検討しています。

アジア太平洋地域は、世界の付加製造市場で継続的な成長と革新の態勢が整っています。技術が成熟するにつれて、戦略的パートナーシップ、研究開発への投資、課題への取り組みへの重点が、世界の付加製造分野での主要プレーヤーとしての地域の地位を維持するために極めて重要になります。地域の専門知識、政府の支援、業界のコラボレーションの融合により、アジア太平洋地域における積層造形の将来の軌道が形成されると予想されます。

最近の開発

• 2023 年 8 月、3D 印刷技術の分野で有名な College が、最新の画期的な製品である FindOne 136 を発表しました。高速 LCD 3D 印刷の大きな飛躍を示すこのイノベーションは、積層造形の景色を再定義することを約束します。イノベーションの限界を押し広げるために設計されたこの最先端のプリンターは、前例のないスピード、比類のない利便性、そして比類のない精度を兼ね備えています。FindOne 136 は製造業の世界に革命を起こす準備が整っており、ユーザーに驚異的なスピードと精度でデザインを実現するためのシームレスで効率的なソリューションを提供します。

主要な市場プレーヤー

• 3DSystems Corporation
• General Electric Company
• EnvisionTEC GmbH
• EOS GmbH
• Exone Operating, LLC
• Mcor Technologies Ltd
• Materialise NV
• Optomec Inc.
• Stratasys Ltd
• SLM Solutions Group AG