Рынок 3D-печати в США сегментирован по типу компонента (тип принтера (настольный, промышленный), материал (полимер, металл, керамика), программное обеспечение (проектирование, проверка, принтер и сканирование)), по технологии (стереолитография, моделирование методом наплавления, селективное лазерное спекание, струйная печать, полиструйная печать, лазерное напыление металла и другие), по конечному

Обзор рынка

Рынок 3D-печати в США

Ключевые драйверы рынка

Достижения в технологиях 3D-печати

Одним из основных факторов, способствующих развитию рынка 3D-печати в США, является постоянное совершенствование технологий 3D-печати. За прошедшие годы 3D-печать превратилась из новинки в сложный производственный процесс, позволяющий производить сложные высокоточные компоненты из широкого спектра материалов. Эти технологические достижения включают в себя улучшения скорости печати, разрешения и разнообразия материалов, которые можно использовать. Такие инновации, как многоматериальная печать, непрерывная печать и высокоскоростная 3D-печать, расширили применение 3D-печати в различных отраслях. Одним из заметных достижений является развитие 3D-печати по металлу, что позволяет производить прочные и сложные металлические детали для аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности. Кроме того, появление крупномасштабных промышленных 3D-принтеров позволило создавать более крупные и сложные компоненты, открывая новые возможности в таких отраслях, как строительство и архитектура. По мере развития технологий Соединенные Штаты остаются на переднем крае этих разработок, стимулируя рост и внедрение 3D-печати в спектре секторов.

Растущее внедрение в аэрокосмической и оборонной промышленности

Аэрокосмическая и оборонная промышленность играют ключевую роль в стимулировании роста рынка 3D-печати в Соединенных Штатах. Эти секторы требуют легких, высокопроизводительных компонентов с точной геометрией, что делает 3D-печать идеальным методом производства. Производители аэрокосмической техники используют 3D-печать для производства компонентов самолетов, таких как лопатки турбин, топливные форсунки и элементы конструкции. Она дает преимущество в виде снижения веса, повышения топливной эффективности и ускорения прототипирования, что является критически важными факторами в авиации. В оборонном секторе 3D-печать используется для создания индивидуальных компонентов для военной техники и транспортных средств. Возможности быстрого прототипирования обеспечивают быстрые итерации проектирования и производство специализированных деталей. Кроме того, возможность печатать сложные формы и конструкции, такие как дроны и беспилотные автомобили, расширяет военные возможности. Продолжающееся сотрудничество между государственными учреждениями, оборонными подрядчиками и компаниями 3D-печати в Соединенных Штатах продолжает стимулировать инновации и внедрение в этих важнейших отраслях.

Рост в сфере здравоохранения

Сектор здравоохранения стал важным драйвером рынка 3D-печати в Соединенных Штатах, с областями применения от имплантатов и протезов для конкретных пациентов до анатомических моделей и фармацевтических препаратов. Персонализированная медицина находится на переднем крае этой тенденции, поскольку 3D-печать позволяет производить индивидуальные медицинские устройства, соответствующие индивидуальным потребностям пациентов. Ортопедические имплантаты, такие как тазобедренные и коленные суставы, обычно изготавливаются с помощью 3D-печати, что обеспечивает точную посадку и снижает риск осложнений. Кроме того, эта технология используется в стоматологии, где она используется для создания коронок, мостов и зубных моделей.

3D-печать также играет важную роль в создании анатомических моделей для хирургического планирования и медицинского образования. Эти подробные, индивидуальные для пациента модели позволяют хирургам более эффективно отрабатывать процедуры и планировать операции, в конечном итоге улучшая результаты для пациентов. Кроме того, фармацевтическая промышленность использует 3D-печать для разработки персонализированных лекарств и систем доставки лекарств. Возможность производить точные дозировки и рецептуры, адаптированные под индивидуальных пациентов, меняет правила игры в фармацевтических исследованиях и производстве.

Расширение автомобильных приложений

Автомобильная промышленность является еще одним влиятельным драйвером рынка 3D-печати в США. Автопроизводители все чаще обращаются к 3D-печати, чтобы снизить производственные затраты, улучшить гибкость конструкции и улучшить эксплуатационные характеристики транспортных средств. Эта тенденция особенно очевидна в производстве прототипов, индивидуальных компонентов и даже целых транспортных средств. 3D-печать позволяет быстро создавать прототипы, что позволяет производителям автомобилей быстро итерировать проекты и тестировать новые концепции с минимальным временем выполнения заказа. Такая скорость разработки продукции ускоряет время вывода на рынок новых моделей транспортных средств и инноваций. Более того, 3D-печать используется для создания легких и сложных деталей, таких как компоненты двигателя, кронштейны и элементы интерьера, что способствует повышению топливной экономичности и общей производительности транспортного средства. В электромобилях (ЭМ) 3D-печать помогает оптимизировать конструкцию корпусов аккумуляторных батарей и других критически важных компонентов. Кроме того, реставрация и настройка классических автомобилей стали популярными приложениями 3D-печати. Энтузиасты используют технологию для копирования редких или устаревших деталей, сохраняя автомобильное наследие.

Основные проблемы рынка

Опасения в области интеллектуальной собственности и подделок

Рынок 3D-печати в США не лишен своих проблем, и одна из важных проблем, с которой сталкивается эта отрасль, связана с проблемами интеллектуальной собственности (ИС) и подделок. Поскольку технология 3D-печати становится все более доступной и недорогой, она поднимает серьезные вопросы о защите прав интеллектуальной собственности и возможности широкомасштабного подделок. Одной из основных проблем в этой области является легкость, с которой 3D-печать позволяет отдельным лицам и организациям создавать копии или поддельные версии продуктов. Это представляет значительную угрозу для отраслей, которые полагаются на эксклюзивность своих разработок и продуктов. Например, производители предметов роскоши, автомобильных деталей и бытовой электроники уязвимы для подделок с помощью 3D-печати.

Кроме того, может быть сложно отслеживать и контролировать производство контрафактных товаров в сфере 3D-печати. Традиционные методы отслеживания и обеспечения соблюдения, такие как патенты и товарные знаки, могут быть недостаточными для эффективного решения этой проблемы. В результате компании должны изучать новые стратегии и технологии для защиты своей интеллектуальной собственности. Другим аспектом этой проблемы является возможность несанкционированного копирования материалов, защищенных авторским правом, таких как фильмы, музыка и литература. 3D-принтеры могут использоваться для создания физических копий объектов, защищенных авторским правом, что может нарушить права создателей контента и медиакомпаний. Политикам и заинтересованным сторонам в отрасли 3D-печати необходимо найти баланс между стимулированием инноваций и защитой интеллектуальной собственности.

Ограничения по материалам и контроль качества в 3D-печати

Еще одна значительная проблема, с которой сталкивается рынок 3D-печати в США, связана с ограничениями по материалам и контролем качества. Хотя 3D-печать предлагает непревзойденную гибкость дизайна и настройку, она по-прежнему ограничена материалами, используемыми для печати, и необходимостью обеспечения постоянного качества производимых продуктов. Одним из ключевых ограничений является ассортимент материалов, подходящих для 3D-печати. Несмотря на значительный прогресс в разработке новых материалов для различных технологий печати, многим отраслям требуются материалы с определенными свойствами, такими как прочность, долговечность или биосовместимость. Обеспечение доступности широкого и разнообразного ассортимента материалов имеет решающее значение для удовлетворения потребностей различных приложений.

Контроль качества является еще одной проблемой, особенно в отраслях, где точность и надежность имеют первостепенное значение. Процесс 3D-печати может привнести дефекты или несоответствия в напечатанные детали, которые не всегда могут быть сразу очевидны. В таких секторах, как аэрокосмическая промышленность, здравоохранение и автомобилестроение, эти дефекты могут иметь серьезные последствия. Обеспечение постоянного качества и надежности деталей, напечатанных на 3D-принтере, является постоянной проблемой. Более того, поскольку 3D-печать становится все более распространенной в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и здравоохранение, необходимо соблюдать строгие нормативные требования. Разработка стандартизированных процессов тестирования и сертификации для деталей, напечатанных на 3D-принтере, имеет важное значение для обеспечения соответствия отраслевым стандартам и нормам.

Основные тенденции рынка

Расширенное внедрение 3D-печати в здравоохранении

Рынок 3D-печати в США стал свидетелем значительного всплеска внедрения технологии 3D-печати в различных отраслях, причем одной из самых заметных является здравоохранение. За последние несколько лет 3D-печать приобрела известность в здравоохранении благодаря своему потенциалу революционизировать уход за пациентами, производство медицинских приборов и даже фармацевтических препаратов. Одним из ключевых факторов этой тенденции являются возможности настройки и персонализации технологии 3D-печати. В секторе здравоохранения 3D-печать используется для создания имплантатов, протезов и анатомических моделей для конкретных пациентов. Теперь хирурги могут использовать 3D-печатные модели уникальной анатомии пациента для планирования и проведения сложных операций, что приводит к лучшим результатам и снижению хирургических рисков.

Кроме того, пандемия COVID-19 подчеркнула гибкость 3D-печати в реагировании на чрезвычайные ситуации. Столкнувшись с нехваткой средств индивидуальной защиты (СИЗ), медицинские учреждения и отдельные лица обратились к 3D-печати для производства защитных экранов для лица, деталей респираторов и других критически важных принадлежностей. Этот опыт ускорил интеграцию 3D-печати в цепочки поставок в здравоохранении. Более широкое внедрение 3D-печати в здравоохранении не ограничивается медицинскими приборами и СИЗ. Фармацевтические компании изучают 3D-печать для производства персонализированных лекарств и систем доставки лекарств. Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку нормативные базы адаптируются для размещения фармацевтических препаратов, напечатанных на 3D-принтере.

Расширение 3D-печати в аэрокосмической и оборонной промышленности

Аэрокосмический и оборонный сектор в Соединенных Штатах находится на переднем крае внедрения 3D-печати. Ожидается, что эта тенденция сохранится и расширится по мере того, как технология 3D-печати станет более зрелой и докажет свою ценность в различных приложениях в отрасли. Одним из важных факторов более широкого использования 3D-печати в аэрокосмической и оборонной промышленности является возможность снижения веса компонентов при сохранении или даже улучшении их структурной целостности. Это снижение веса напрямую влияет на топливную эффективность в авиации и мобильность в оборонных системах. Более того, строгие процессы тестирования и сертификации в аэрокосмической промышленности подтвердили надежность компонентов, напечатанных на 3D-принтере, что еще больше стимулирует их внедрение. Помимо снижения веса, 3D-печать позволяет быстро создавать прототипы и производить сложные геометрические формы, которые было бы сложно или невозможно достичь с помощью традиционных методов производства. Эта возможность особенно ценна при разработке современных компонентов самолетов и космических кораблей. Оборонный сектор также изучает 3D-печать для производства запасных частей по запросу в отдаленных местах, что снижает необходимость в обширных цепочках поставок и управлении запасами. Это не только экономит расходы, но и повышает готовность военных активов.

Растущий интерес к устойчивой 3D-печати

Устойчивость стала основным фактором рыночных тенденций в различных отраслях, включая 3D-печать. В Соединенных Штатах растет интерес к тому, чтобы сделать процессы 3D-печати более экологически чистыми и устойчивыми. Одним из аспектов устойчивости в 3D-печати является выбор материалов. Традиционные материалы для 3D-печати, такие как пластик, могут быть вредными для окружающей среды. Однако наблюдается переход к использованию более устойчивых и биоразлагаемых материалов, включая переработанный пластик и полимеры на биологической основе. Кроме того, набирает обороты развитие 3D-печати по металлу с использованием переработанных материалов, особенно в таких отраслях, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность.

Другим аспектом является сокращение отходов в самом процессе 3D-печати. Аддитивное производство позволяет точно использовать материалы, минимизируя отходы по сравнению с субтрактивными методами производства. Переработка и повторное использование деталей или материалов, напечатанных на 3D-принтере, также становятся все более распространенными практиками. Кроме того, 3D-печать может способствовать устойчивому развитию, обеспечивая локальное производство, что снижает выбросы при транспортировке, связанные с дальними перевозками. Эта концепция соответствует более широкой тенденции распределенного производства, где продукция производится ближе к точке потребления.

Сегментарные идеи

Технологические идеи

Основываясь на технологии, сегмент стереолитографии становится преобладающим сегментом на рынке систем автоматизации и управления зданиями в США, демонстрируя непоколебимое доминирование, прогнозируемое на протяжении всего прогнозируемого периода.

Идеи конечного пользователя

Основываясь на конечном пользователе, автомобильный сегмент на рынке систем автоматизации и управления зданиями в США становится грозным лидером, оказывая свое доминирование и формируя траекторию рынка на протяжении всего прогнозируемого периода. Это доминирование объясняется растущим принятием автомобильной промышленностью решений BACS для оптимизации производственных процессов, повышения операционной эффективности и обеспечения высочайшего уровня качества продукции. Системы автоматизации зданий играют ключевую роль на заводах по производству автомобилей, управляя и контролируя различные аспекты производства, включая системы HVAC, робототехнику и освещение. Эти системы позволяют производителям автомобилей оптимизировать свою деятельность, сократить потребление энергии и поддерживать строгие стандарты качества. Кроме того, поскольку автомобильная промышленность принимает принципы автоматизации и Industry 4.0, ожидается, что спрос на передовые технологии BACS будет расти и дальше, укрепляя статус автомобильного сегмента как ключевого фактора в формировании траектории рынка BACS в Соединенных Штатах.

Региональные данные

Северо-восточный регион Соединенных Штатов, несомненно, зарекомендовал себя как выдающийся эпицентр инноваций, внедрения и влияния на рынке 3D-печати страны. Включая такие штаты, как Массачусетс, Нью-Йорк и Пенсильвания, этот регион последовательно демонстрирует исключительную приверженность расширению границ технологий 3D-печати. Одним из ключевых факторов доминирования Северо-Востока является концентрация университетов и научно-исследовательских институтов мирового класса. Эти академические центры активно участвуют в передовых исследованиях, новаторских достижениях в области материалов, процессов и приложений для 3D-печати. В результате регион становится своего рода магнитом для талантливых специалистов и инновационных стартапов, стремящихся использовать эти достижения. Кроме того, промышленный ландшафт Северо-Востока, особенно в таких отраслях, как здравоохранение, аэрокосмическая промышленность и производство, имеет ненасытный аппетит к решениям для 3D-печати. Больницы и медицинские учреждения используют 3D-печать для индивидуальных медицинских имплантатов и протезов, в то время как аэрокосмические компании используют ее для легких и сложных аэрокосмических компонентов. Этот сильный промышленный спрос способствует лидерству региона на рынке 3D-печати.

Последние разработки

• В июне 2023 года HeyGears запустила свой первый профессиональный настольный 3D-принтер для потребителей — UltraCraft Reflex. Reflex — это универсальная производственная платформа, которая позволяет пользователям быстрее реализовывать свои идеи и воплощать их в жизнь. Он оснащен принтером для смолы высокого разрешения, очистительной и отверждающей машиной, а также материалами собственной разработки HeyGears. Reflex также оснащен программным обеспечением предварительной обработки, что делает его простым в использовании даже для новичков.
• В марте 2023 года первый запуск первой в мире 3D-печатной ракеты, известной как Terran 1, столкнулся с рядом неудач. Эта инновационная ракета была создана Relativity Space, аэрокосмическим стартапом из Калифорнии. Первоначально запуск был запланирован на 8 марта, но его пришлось отложить из-за опасений относительно температуры топлива ракеты. Впоследствии вторая попытка запуска была предпринята 22 марта, но ее также пришлось отменить из-за обнаруженной аномалии в двигателе второй ступени.

Ключевые игроки рынка

• Stratasys Ltd.
• 3D Systems, Inc.
• Proto Labs, Inc.
• Materialise NV
• Desktop Metal Inc.
• HP Inc.
• Carbon, Inc.
• Formlabs, Inc.
• Markforged, Inc.