Рынок 3D-печати металлами — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по форме (порошок и нить), по типу (титан, никель, нержавеющая сталь, алюминий), по производственному процессу (прямое лазерное спекание металлов (DMLS), селективная лазерная плавка (SLM), другие), по отраслям конечного пользователя (аэрокосмическая и оборонная промышленность, автомобиле

Обзор рынка

Глобальный рынок 3D-печати металлами оценивался в 2,35 млрд долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с среднегодовым темпом роста 28,17% до 2028 года.

Основные драйверы рынка

Достижения в области технологий 3D-печати будут способствовать росту рынка 3D-печати металлами.

Достижения в области технологий 3D-печати, несомненно, являются основной движущей силой процветающего мирового рынка 3D-печати металлами. Симбиотическая связь между техническим прогрессом и использованием аддитивного производства на основе металлов открыла целый мир возможностей в различных отраслях промышленности, выведя этот рынок на новые высоты. Одним из основных факторов этого роста является постоянная эволюция оборудования и программного обеспечения для 3D-печати. Производители постоянно совершенствуют и повышают точность, скорость и надежность 3D-принтеров, делая их более доступными и универсальными для более широкого спектра применений. Этот прогресс существенно сократил время и стоимость производства, сделав 3D-печать металлом экономически выгодным выбором для растущего числа предприятий.

Инновации в области материалов также сыграли ключевую роль. Разработка новых металлических сплавов, специально предназначенных для 3D-печати, расширила сферу применения. Эти передовые материалы обладают превосходной прочностью, долговечностью и коррозионной стойкостью, что делает их пригодными для таких требовательных секторов, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и здравоохранение. Более того, доступность более широкого спектра металлов, включая алюминий, титан и различные сплавы нержавеющей стали, предоставила производителям большую гибкость в подборе материалов в соответствии с точными требованиями своих проектов. Усовершенствование программного обеспечения для проектирования и моделирования позволило создавать очень сложные и замысловатые 3D-печатные металлические конструкции, раздвигая границы возможного. Это особенно полезно в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная, где легкие, но прочные компоненты имеют решающее значение для повышения топливной экономичности и производительности.

Приложения в здравоохранении сыграли решающую роль в росте рынка 3D-печати металлами

Приложения в здравоохранении готовы стать значительной движущей силой дальнейшего роста мирового рынка 3D-печати металлами. Конвергенция передовых технологий 3D-печати и медицинских инноваций открыла волну возможностей, произведя революцию в уходе за пациентами, исследованиях и индустрии медицинских устройств. Одним из наиболее привлекательных аспектов 3D-печати в здравоохранении является ее способность создавать индивидуальные решения для конкретных пациентов. 3D-печать металлами, особенно с использованием таких материалов, как титан и нержавеющая сталь, позволила производить сложные биосовместимые имплантаты, протезы и ортопедические устройства. Эти имплантаты можно адаптировать под уникальную анатомию пациента, что повышает успешность операций и общее качество жизни людей с различными заболеваниями, от замены суставов до реконструкции черепа.

Кроме того, стоматологическая промышленность использует 3D-печать металлов для изготовления коронок, мостов и зубных имплантатов. Точность и биосовместимость этих металлических стоматологических решений преобразили эту область, предоставив пациентам прочные и эстетически приятные реставрации. Медицинские исследования и разработки также извлекли выгоду из 3D-печати металлов. Ученые могут создавать сложные модели и прототипы органов, тканей и медицинских устройств с удивительной точностью, что упрощает тестирование лекарств, хирургическое планирование и разработку инновационных медицинских инструментов. Эта технология ускоряет процесс разработки и снижает затраты, в конечном итоге превращаясь в более доступные и эффективные решения в области здравоохранения.

Кроме того, 3D-печать металлов используется для производства сложных и настраиваемых систем доставки лекарств. Эти системы можно настроить на выпуск лекарств с определенной скоростью или в ответ на определенные триггеры, что дает надежду на более эффективное лечение и улучшение соблюдения пациентами режима лечения. После пандемии COVID-19 3D-печать сыграла ключевую роль в производстве средств индивидуальной защиты (СИЗ) и важнейших медицинских компонентов, подчеркивая ее универсальность и возможности быстрого реагирования в чрезвычайных ситуациях в здравоохранении.

Продолжающаяся интеграция 3D-печатных металлов в здравоохранение не только улучшает уход за пациентами, но и представляет собой растущую рыночную возможность. По мере развития технологий и развития нормативно-правовой базы для адаптации к этим инновациям можно ожидать, что приложения для здравоохранения останутся движущей силой на мировом рынке 3D-печати металлами, способствуя более здоровому и персонализированному будущему медицинского лечения и исследований.

Основные проблемы рынка

Высокая стоимость материалов

Высокая стоимость материалов действительно может стать серьезной проблемой для мирового рынка 3D-печати металлами. Индустрия 3D-печати находится на траектории быстрого роста, с многочисленными приложениями, охватывающими аэрокосмическую отрасль, здравоохранение, автомобилестроение и многое другое. Однако растущие цены на сырье, необходимое для 3D-печати металлами, такое как титан, нержавеющая сталь и алюминий, могут помешать этому росту. Одним из основных факторов, способствующих росту стоимости материалов, являются сбои в глобальной цепочке поставок. Пандемия COVID-19 выявила уязвимости в цепочках поставок, и процесс восстановления был медленным для некоторых ключевых металлов. Дефицит поставок привел к росту цен, что сделало более дорогим для производителей закупку необходимых материалов для 3D-печати.

Кроме того, сложная природа металлов для 3D-печати требует высококачественных порошков и сплавов, которые стоят дорого. Исследования и разработки, необходимые для создания этих специализированных материалов, также увеличивают их стоимость. Кроме того, такие факторы, как затраты на электроэнергию и экологические нормы, могут повлиять на общую стоимость 3D-печати металлом. Эти повышенные затраты на материалы имеют каскадный эффект. Они могут отпугнуть малые предприятия и стартапы от выхода на рынок 3D-печати металлом, ограничивая инновации и конкуренцию. Более крупные корпорации могут переложить эти повышенные затраты на потребителей, потенциально снижая спрос на изделия из металла, напечатанные на 3D-принтере.

Чтобы смягчить эти проблемы, участники отрасли должны изучать альтернативные материалы, инвестировать в эффективные процессы переработки и сотрудничать в исследованиях для разработки экономически эффективных решений. Правительства также могут играть свою роль, поддерживая инициативы, которые способствуют устойчивому и доступному доступу к металлам для 3D-печати. В быстро развивающейся отрасли решение проблемы материальных затрат будет иметь решающее значение для поддержания роста мирового рынка металлов для 3D-печати.

Ограниченное разнообразие материалов

Ограниченное разнообразие материалов, имеющихся для металлов для 3D-печати, представляет собой существенную проблему, которая может потенциально помешать росту мирового рынка металлов для 3D-печати и потенциальным приложениям. Хотя отрасль добилась значительных успехов в расширении ассортимента металлов и сплавов для печати, несколько факторов способствуют продолжающемуся ограничению выбора материалов.

Одной из основных проблем является сложность разработки новых металлических порошков для печати. Каждый металл или сплав требует тщательного тестирования и доработки, чтобы гарантировать, что его можно эффективно обрабатывать в системах 3D-печати. Этот процесс является ресурсоемким и занимает много времени, что приводит к медленной скорости разработки материалов. Кроме того, некоторые металлы и сплавы, которые крайне желательны для определенных применений, могут быть нелегко найти в подходящих формах для 3D-печати. Такое отсутствие разнообразия может ограничить возможность точно подбирать материалы под требования различных отраслей промышленности, таких как аэрокосмическая, автомобильная и здравоохранение, где определенные свойства имеют решающее значение.

Еще одной проблемой является необходимость тщательного тестирования и сертификации материалов, особенно в отраслях, где безопасность и производительность имеют первостепенное значение, таких как аэрокосмическая и здравоохранение. Установление стандартов материалов и получение разрешений регулирующих органов может быть длительным и дорогостоящим процессом, что еще больше ограничивает разнообразие материалов. Более того, ограниченное разнообразие материалов препятствует инновациям. Из-за ограниченного выбора металлов и сплавов проектировщики и инженеры могут быть не в состоянии изучить весь потенциал 3D-печати с точки зрения создания новых высокопроизводительных компонентов. Хотя ограниченное разнообразие материалов остается проблемой, оно также является возможностью для инноваций и роста. Преодоление этой проблемы позволит раскрыть весь потенциал 3D-печати металлами в более широком спектре отраслей, прокладывая путь для более инновационных и индивидуальных решений.

Основные тенденции рынка

Расширенное внедрение в аэрокосмической и оборонной отраслях

Расширенное внедрение 3D-печати металлами в аэрокосмической и оборонной отраслях может стать значительным драйвером роста мирового рынка 3D-печати металлами. Эта тенденция подкреплена несколькими убедительными факторами, которые делают 3D-печать привлекательной технологией для этих отраслей. Во-первых, аэрокосмические и оборонные приложения требуют компонентов, которые не только легкие, но и невероятно прочные и точные. Металлическая 3D-печать отлично подходит для производства таких деталей со сложной геометрией, снижая вес при сохранении структурной целостности. Это снижение веса имеет решающее значение в аэрокосмической отрасли, где даже небольшое снижение веса самолета может привести к значительной экономии топлива и повышению производительности.

Во-вторых, возможность быстрого создания прототипов и производства компонентов на месте является весьма выгодной. Эта возможность позволяет производителям аэрокосмической и оборонной продукции быстро итерировать проекты, сокращая время и затраты на разработку. Это также повышает способность реагировать на меняющиеся требования, что является решающим фактором в быстро меняющемся оборонном ландшафте. Кроме того, аэрокосмической и оборонной промышленности часто требуются специализированные компоненты, которые сложно или дорого изготавливать традиционными методами. 3D-печать металлом обеспечивает гибкость для создания сложных и индивидуальных деталей, адаптированных к конкретным приложениям.

Кроме того, 3D-печать металлом соответствует строгим стандартам качества и безопасности в этих отраслях, поскольку она позволяет точно контролировать производственный процесс и производить детали с постоянным качеством. Поскольку эти секторы продолжают использовать 3D-печать металлами, на мировом рынке, вероятно, будет наблюдаться всплеск спроса на материалы, принтеры и сопутствующие услуги. Этот рост не только принесет пользу аэрокосмической и оборонной промышленности, но и будет стимулировать инновации и конкуренцию на рынке 3D-печати металлами, в конечном итоге способствуя прогрессу в технологиях и доступности. Подводя итог, можно сказать, что более широкое внедрение 3D-печати металлами в аэрокосмической и оборонной промышленности является ключевой тенденцией, которая должна вывести мировой рынок 3D-печати металлами на новые высоты.

Инициативы по снижению затрат

Инициативы по снижению затрат призваны сыграть ключевую роль в продвижении мирового рынка 3D-печати металлами на новые высоты. Эти инициативы охватывают ряд стратегий и инноваций, которые меняют экономический ландшафт аддитивного производства металлов. Одним из важных факторов снижения затрат является оптимизация использования материалов. Благодаря достижениям в области управления процессами и технологиям переработки отрасль становится более эффективной в использовании дорогостоящих металлических порошков. Это не только сокращает отходы материалов, но и снижает общую стоимость производства.

Оптимизация процесса является еще одним ключевым фактором. Постоянные усилия по исследованиям и разработкам совершенствуют процессы 3D-печати, делая их более быстрыми и энергоэффективными. По мере того, как печать становится более эффективной, стоимость детали снижается, что делает 3D-печать металлами более привлекательным вариантом для более широкого спектра применений. Экономия масштаба также вступает в игру. По мере того, как внедрение 3D-печати металлами расширяется в разных отраслях, большие объемы производства становятся обычным явлением. Этот возросший спрос позволяет поставщикам и поставщикам услуг устанавливать более конкурентоспособные цены, что еще больше снижает затраты для конечных пользователей. Кроме того, усилия по стандартизации и отраслевые сертификации повышают надежность и качество 3D-печатных металлических компонентов. Это снижает риск дорогостоящих ошибок и переделок, вселяя уверенность в технологии и снижая общую стоимость владения.

Государственная поддержка в виде грантов, стимулов и финансирования исследований еще больше стимулирует инициативы по сокращению затрат. Правительства во всем мире признают стратегическую важность 3D-печати металлами в расширении производственных возможностей и активно способствуют ее росту посредством финансовой поддержки. В заключение следует сказать, что инициативы по сокращению затрат способствуют созданию более экономически эффективной и конкурентоспособной среды для 3D-печати металлами. По мере того, как эти усилия продолжают развиваться, технология становится все более доступной и привлекательной для более широкого спектра отраслей, в конечном итоге способствуя процветанию мирового рынка 3D-печати металлами.

Сегментарные данные

Форма

Сегмент порошков внес наибольший вклад в рынок, а сегмент нитей, по оценкам, будет расти с самым высоким среднегодовым темпом роста в течение прогнозируемого периода. Растущее использование 3D-печати на основе металлического порошка в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, медицина и области быстрой оснастки. На рынке материалов для 3D-печати пластик в форме нитей является наиболее доминирующим материалом.

Типовые данные

Ожидается, что сегмент титана будет иметь наибольшую долю рынка 3D-печати металлами в течение прогнозируемого периода. Рост сегмента титана можно объяснить растущим спросом на 3D-печатные металлические детали со стороны аэрокосмической, оборонной и автомобильной отраслей конечного использования. Титан обладает такими свойствами, как высокая ударопрочность и устойчивость к высоким температурам. Титан также находит применение в медицинской и стоматологической промышленности для производства ортопедических и зубных имплантатов, а также искусственных коленных и тазобедренных суставов.

Аналитика в сфере конечного использования

Ожидается, что аэрокосмическая и оборонная промышленность станут самой быстрорастущей отраслью конечного использования на рынке 3D-печати металлов в прогнозируемый период. Металлическая 3D-печать используется для печати топливных форсунок и других критически важных компонентов двигателей, требующих высокой точности и аккуратности в аэрокосмической и оборонной промышленности.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион зарекомендовал себя как лидер на мировом рынке 3D-печати металлами со значительной долей выручки в 2022 году.

Ожидается, что рынок 3D-печати металлами в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет расти с самым высоким среднегодовым темпом роста в течение прогнозируемого периода. Такое быстрое принятие металлической 3D-печати в Азии может быть связано с инновациями и модернизацией в обрабатывающей промышленности региона. Кроме того, Азиатско-Тихоокеанский регион становится производственным центром для автомобильной и медицинской промышленности. Контроль над производством потребительской электроники в сочетании с ростом урбанизации способствует росту потребности региона в трехмерной печати.

Последние разработки

• В ноябре 2019 года компания Renishaw plc сотрудничала с Sandvik Additive Manufacturing с целью сертификации новых материалов для аддитивного производства (AM) для производственных приложений. Эти материалы включают ряд металлических порошков и новые составы сплавов, которые можно оптимизировать для процесса лазерной порошковой плавки (LPBF) и превосходных свойств материала. В рамках этого сотрудничества компания Renishaw plc разработала новые металлические материалы для 3D-печати.
• В октябре 2019 года компания GE Additive заключила пятилетнее соглашение о совместных исследованиях и разработках (CRADA) с Национальной лабораторией Ок-Ридж Министерства энергетики США (ORNL). Соглашение было сосредоточено на процессах, материалах и программном обеспечении для повышения адаптивности клиентов к аддитивному производству от традиционного производства.
• В июле 2019 года корпорация 3DSystems получила контракт стоимостью 15 миллионов долларов США от Исследовательской лаборатории сухопутных войск (ARL) Командования по развитию боевых возможностей на создание самого большого, быстрого и точного 3D-принтера в мире. Этот контракт увеличит потребление металлических деталей и компоненты в аэрокосмической и оборонной промышленности. Контракт помог компании расширить свой продуктовый портфель.

Ключевые игроки рынка

• 3D Systems Corporation
• 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.