3Dプリンティング金属市場 – 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測。形態別（粉末とフィラメント）、タイプ別（チタン、ニッケル、ステンレス鋼、アルミニウム）、製造プロセス別（直接金属レーザー焼結法（DMLS）、選択的レーザー溶融法（SLM）、その他）、エンドユーザー産業別（航空宇宙および防衛、自動車、医療および歯科）、地域別、競争状況、2018～2028年

市場概要

世界の3Dプリンティング金属市場は2022年に23億5,000万米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に28.17%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。

主要な市場推進要因

3Dプリンティング技術の進歩は、3Dプリンティング金属市場の成長に貢献します。

3Dプリンティング技術の進歩は、間違いなく、繁栄する世界の3Dプリンティング金属市場の原動力です。技術の進歩と金属ベースの積層造形の利用との共生関係により、さまざまな業界でチャンスの世界が開かれ、この市場は新たな高みへと押し上げられています。この成長を支えている主な要因の 1 つは、3D プリントのハードウェアとソフトウェアの絶え間ない進化です。メーカーは、3D プリンターの精度、速度、信頼性を継続的に改良、強化し、より幅広い用途でより利用しやすく多用途なものにしています。この進歩により、生産時間とコストが大幅に削減され、3D 金属プリントが経済的に実行可能な選択肢となる企業が増えています。

材料の革新も重要な役割を果たしています。3D プリント用に特別に調整された新しい金属合金の開発により、用途の範囲が拡大しました。これらの高度な材料は、優れた強度、耐久性、耐腐食性を備えているため、航空宇宙、自動車、ヘルスケアなどの要求の厳しい分野に適しています。さらに、アルミニウム、チタン、さまざまなステンレス鋼合金など、より幅広い金属が利用できるようになったことで、メーカーはプロジェクトの正確な要件に合わせて材料を柔軟に選択できるようになりました。設計およびシミュレーション ソフトウェアの改良により、非常に複雑で精巧な 3D プリント金属構造を作成できるようになり、可能性の限界が押し上げられました。これは、軽量でありながら耐久性のある部品が燃費と性能の向上に不可欠な航空宇宙や自動車などの業界で特に有益です。

医療用途が 3D 印刷金属市場の成長に重要な役割を果たしています

医療用途は、世界の 3D 印刷金属市場の継続的な成長の大きな原動力となる態勢が整っています。高度な 3D 印刷技術と医療イノベーションの融合により、さまざまな可能性が解き放たれ、患者ケア、研究、医療機器業界に革命をもたらしました。医療における 3D 印刷の最も魅力的な側面の 1 つは、患者固有のカスタマイズされたソリューションを作成できることです。特にチタンやステンレス鋼などの材料を使用した金属 3D 印刷により、複雑で生体適合性のあるインプラント、義肢、整形外科用デバイスの製造が可能になりました。これらのインプラントは、患者の独自の解剖学的構造に合わせて調整できるため、手術の成功率が向上し、関節置換から頭蓋再建まで、さまざまな病状を持つ人々の全体的な生活の質が向上します。

さらに、歯科業界では、クラウン、ブリッジ、歯科インプラントの製造に 3D プリント金属を採用しています。これらの金属ベースの歯科ソリューションの精度と生体適合性により、この分野は一変し、患者に耐久性があり見た目にも美しい修復物を提供しています。医療研究開発も 3D プリント金属の恩恵を受けています。科学者は、臓器、組織、医療機器の複雑なモデルやプロトタイプを驚くほどの精度で作成できるため、薬物試験、手術計画、革新的な医療ツールの開発が容易になります。この技術により、開発プロセスが迅速化され、コストが削減され、最終的にはよりアクセスしやすく効果的なヘルスケア ソリューションにつながります。

さらに、3D プリント金属は、複雑でカスタマイズ可能な薬物送達システムの製造に活用されています。これらのシステムは、特定の速度で、または特定のトリガーに応じて薬剤を放出するようにカスタマイズできるため、より効果的な治療と患者のコンプライアンスの向上が期待できます。COVID-19パンデミックを受けて、3Dプリントは個人用保護具（PPE）と重要な医療部品の製造において極めて重要な役割を果たし、医療緊急事態におけるその汎用性と迅速な対応能力を強調しました。

医療における3Dプリント金属の継続的な統合は、患者ケアを強化するだけでなく、拡大する市場機会も表しています。技術が進歩し、規制の枠組みがこれらのイノベーションに対応するために進化するにつれて、ヘルスケアアプリケーションが世界の3Dプリント金属市場の原動力であり続け、医療と研究のためのより健康的でパーソナライズされた未来を育むことが期待できます。

主要な市場の課題

高い材料コスト

高い材料コストは、確かに世界の3Dプリント金属市場にとって大きな課題となる可能性があります。3Dプリント業界は急速な成長軌道に乗っており、航空宇宙、ヘルスケア、自動車など、さまざまなアプリケーションがあります。ただし、チタン、ステンレス鋼、アルミニウムなど、金属3Dプリントに必要な原材料の価格上昇は、この成長を妨げる可能性があります。材料コストの高騰に寄与する主な要因の1つは、世界的なサプライチェーンの混乱です。 COVID-19パンデミックによりサプライチェーンの脆弱性が露呈し、一部の主要金属の回復プロセスは遅れています。供給不足により価格が上昇し、メーカーが3Dプリントに必要な材料を調達するコストが高くなっています。

さらに、3Dプリント金属は複雑な性質を持つため、高品質の粉末と合金が必要であり、それらはプレミアム価格になります。これらの特殊な材料を作成するために必要な研究開発もコストを増加させます。さらに、エネルギーコストや環境規制などの要因が、金属3Dプリントの全体的な費用に影響を与える可能性があります。これらの材料コストの上昇は連鎖反応を引き起こします。中小企業や新興企業が3Dプリント金属市場に参入することを思いとどまらせ、イノベーションと競争を制限する可能性があります。大企業はこれらのコスト増加を消費者に転嫁し、3Dプリント金属製品の需要を鈍らせる可能性があります。

これらの課題を軽減するために、業界関係者は代替材料を模索し、効率的なリサイクルプロセスに投資し、費用対効果の高いソリューションを開発するための研究で協力する必要があります。政府は、3D プリント金属への持続可能で手頃な価格のアクセスを促進する取り組みを支援することでも役割を果たすことができます。急速に進化する業界では、材料コストに対処することが、世界の 3D プリント金属市場の成長を持続させる上で重要です。

限られた材料の種類

3D プリント金属に使用されている材料の種類が限られていることは、世界の 3D プリント金属市場の成長と潜在的な用途を妨げる可能性のある大きな課題を表しています。業界は印刷可能な金属と合金の範囲を拡大することに大きな進歩を遂げていますが、いくつかの要因が材料の選択肢の継続的な制限に寄与しています。

主な問題の 1 つは、新しい印刷可能な金属粉末の開発の複雑さです。各金属または合金は、3D プリント システムで効果的に処理できることを保証するために、綿密なテストと改良が必要です。このプロセスはリソースを大量に消費し、時間がかかるため、材料開発の速度が遅くなります。さらに、特定の用途に非常に望ましい特定の金属と合金は、適切な 3D プリント形式ではすぐに見つからない場合があります。この多様性の欠如により、特定の特性が不可欠な航空宇宙、自動車、医療など、さまざまな業界の要件に材料を正確に一致させる能力が制限される可能性があります。

もう 1 つの課題は、材料の厳格なテストと認証の必要性です。これは、特に航空宇宙や医療など、安全性とパフォーマンスが最も重要である業界では顕著です。材料基準を確立し、規制当局の承認を得るには、時間と費用のかかるプロセスが必要になる可能性があり、材料の種類がさらに制限されます。さらに、材料の種類が限られていると、イノベーションが妨げられます。金属と合金の選択肢が限られていると、設計者とエンジニアは、新しい高性能コンポーネントを作成するという 3D プリントの可能性を十分に探求できない可能性があります。材料の種類が限られていることは依然として課題ですが、イノベーションと成長の機会でもあります。この課題を克服することで、より幅広い業界で 3D プリント金属の可能性を最大限に引き出し、より革新的でカスタマイズされたソリューションへの道が開かれます。

主要な市場動向

航空宇宙および防衛における採用の増加

航空宇宙および防衛部門における 3D プリント金属の採用の増加は、世界の 3D プリント金属市場の成長の大きな原動力となる見込みです。この傾向は、3D プリントをこれらの業界にとって魅力的な技術にするいくつかの説得力のある要因によって支えられています。まず、航空宇宙および防衛アプリケーションでは、軽量であるだけでなく、非常に強くて正確なコンポーネントが求められます。金属 3D プリントは、構造的完全性を維持しながら重量を軽減し、複雑な形状のこのような部品を製造するのに優れています。この軽量化は航空宇宙産業では極めて重要で、航空機の重量を少しでも減らすと、大幅な燃料節約と性能向上につながります。

次に、社内で迅速に試作して部品を製造できることは非常に有利です。この機能により、航空宇宙および防衛メーカーは設計を迅速に反復できるため、開発時間とコストを削減できます。また、急速に進化する防衛環境において重要な要素である、変化する要件に対応する能力も向上します。さらに、航空宇宙および防衛産業では、従来の方法では製造が困難またはコストがかかる特殊な部品が必要になることがよくあります。金属 3D プリントは、特定の用途に合わせて調整された複雑でカスタマイズされた部品を作成する柔軟性を提供します。

さらに、金属 3D プリントは、製造プロセスを正確に制御し、一貫した品質の部品を製造できるため、これらの業界の厳格な品質および安全基準を満たしています。これらのセクターが 3D プリント金属を採用し続けると、世界市場では材料、プリンター、および関連サービスの需要が急増する可能性があります。この成長は航空宇宙および防衛産業に利益をもたらすだけでなく、3D プリント金属市場におけるイノベーションと競争を刺激し、最終的には技術と手頃な価格の進歩を促進します。要約すると、航空宇宙および防衛における 3D プリント金属の採用の増加は、世界の 3D プリント金属市場を新たな高みへと押し上げる極めて重要なトレンドです。

コスト削減イニシアチブ

コスト削減イニシアチブは、世界の 3D プリント金属市場を新たな高みへと押し上げる上で極めて重要な役割を果たす態勢が整っています。これらのイニシアチブには、金属積層造形の経済的展望を再構築するさまざまな戦略とイノベーションが含まれます。コスト削減の重要な推進力の 1 つは、材料使用の最適化です。プロセス制御とリサイクル技術の進歩により、業界では高価な金属粉末をより効率的に利用できるようになりました。これにより、材料の無駄が削減されるだけでなく、全体的な生産コストも削減されます。

プロセスの最適化ももう 1 つの重要な要素です。継続的な研究開発の取り組みにより、3D プリント プロセスが微調整され、より高速でエネルギー効率の高いものになっています。印刷の効率が高まるにつれて、部品あたりのコストが下がり、3D プリント金属はより幅広い用途でより魅力的な選択肢になります。規模の経済も機能し始めています。3D プリント金属の採用が業界全体に広がるにつれて、生産量の増加が一般的になりつつあります。この需要の増加により、サプライヤーやサービス プロバイダーからより競争力のある価格設定が可能になり、エンド ユーザーのコストがさらに削減されます。さらに、標準化の取り組みと業界認定により、3D プリント金属部品の信頼性と品質が向上しています。これにより、コストのかかるエラーややり直しのリスクが軽減され、テクノロジーへの信頼が高まり、総所有コストが下がります。

助成金、インセンティブ、研究資金の形での政府の支援により、コスト削減の取り組みがさらに推進されています。世界中の政府は、製造能力の向上における 3D プリント金属の戦略的重要性を認識しており、財政的支援を通じてその成長を積極的に促進しています。結論として、コスト削減の取り組みにより、3D プリント金属のコスト効率と競争力が高まります。これらの取り組みが進化し続けると、この技術はますますアクセスしやすくなり、より幅広い業界に魅力的になり、最終的には世界の 3D プリント金属市場の繁栄につながります。

セグメント別インサイト

フォーム

粉末セグメントは市場への最大の貢献者であり、フィラメントセグメントは予測期間中に最高の CAGR で成長すると予測されています。航空宇宙、医療、ラピッドツーリングなどの分野で、金属粉末ベースの 3D プリントの使用が増えています。3D プリント材料市場では、フィラメントの形のプラスチックが最も支配的な材料です。

タイプ別インサイト

チタンセグメントは、予測期間中に 3D プリント金属市場で最大のシェアを占めると予想されています。チタン部門の成長は、航空宇宙・防衛および自動車最終用途産業からの 3D プリント金属部品の需要増加によるものです。チタンは、高衝撃性、高温耐性などの特性を備えています。チタンは、整形外科用インプラントや歯科用インプラント、人工膝関節や人工股関節置換術の製造など、医療・歯科最終用途産業にも応用されています。

エンドユーザー産業の洞察

航空宇宙・防衛産業は、予測期間中に 3D プリント金属市場で最も急速に成長する最終用途産業になると予測されています。金属 3D プリントは、航空宇宙および防衛産業において高精度と正確性が求められる燃料ノズルやその他の重要なエンジン部品のプリントに使用されます。

地域別インサイト

アジア太平洋地域は、2022 年に大幅な収益シェアを獲得し、世界の 3D プリント金属市場のリーダーとしての地位を確立しています。

アジア太平洋地域の 3D プリント金属市場は、予測期間中に最高の CAGR で成長すると予測されています。アジアにおける金属 3D プリントの急速な普及は、この地域の製造業におけるイノベーションとアップグレードに関係している可能性があります。さらに、アジア太平洋地域は、自動車産業やヘルスケア産業の製造大国として台頭しています。消費者向け電子機器製造の掌握と都市化の進行が相まって、この地域の 3D プリントのニーズが高まっています。

最近の開発

• 2019 年 11 月、Renishaw plc は Sandvik Additive Manufacturing と連携し、生産アプリケーション向けの新しい積層造形 (AM) 材料の認定を行いました。これらの材料には、レーザー粉末床溶融結合 (LPBF) プロセスと優れた材料特性に最適化できるさまざまな金属粉末と新しい合金組成が含まれています。このコラボレーションにより、Renishaw plc は 3D プリント用の新しい金属材料を開発しました。
• 2019 年 10 月、GE Additive は米国エネルギー省のオークリッジ国立研究所 (ORNL) と 5 年間の共同研究開発契約 (CRADA) を締結しました。この契約は、従来の製造方法から積層造形への顧客の適応性を高めるためのプロセス、材料、ソフトウェアに重点が置かれました。
• 2019 年 7 月、3DSystems Corporation は、戦闘能力開発司令部陸軍研究所 (ARL) から 1,500 万ドルの契約を獲得し、世界最大、最速、高精度の 3D プリンターを開発しました。この契約により、3D プリントされた金属部品の消費が増加し、航空宇宙および防衛産業の部品のサプライヤーとして、この契約は同社の製品ポートフォリオの拡大に役立ちました。

主要市場プレーヤー

• 3D SystemsCorporation
• Stratasys Ltd.
• Renishaw plc
• General Electric Company
• Carpenter Technology Corporation
• Materialise NV
• Sandvik AB
• EOS GmbH Electro Optical Systems
• The ExOne Company
• Proto Labs、 Inc.