3Dプリンティング：材料と装置の機会・動向・市場

イントロダクション

3Dプリンティング業界は、さまざまな分野の製造・設計プロセスに革命をもたらし、これまでにない柔軟性・効率性・カスタム性を提供しています。

当レポートでは、この革新的な3Dプリンティング技術について包括的に分析し、材料・装置に関する近年の開発成果や、市場の最新情勢、戦略的課題について調査しております。また、市場の主な促進要因や、成長・投資の戦略機会について考察しております。

3Dプリンティング技術の動向

3Dプリンティング業界は、材料と装置の両方で大きな進歩を目の当たりにしており、これが用途を拡大し、市場成長を促進しています。最も注目すべき動向の1つは、新しく改良されたプリンティング材料の開発です。当初はプラスチックが主流だった3Dプリンティングの材料は、金属・セラミック・複合材料など多様化しています。PEEKやPEKKのような高性能熱可塑性プラスチックは、その強度と生体適合性により、航空宇宙や医療用途で人気を集めています。さらに、チタンやアルミニウムなどの金属粉末の利用は、自動車や航空宇宙など、堅牢で軽量な部品を必要とする産業で拡大しています。

もう一つの重要な動向は、3Dプリンティング装置の進化です。積層造形技術の進歩により、3Dプリンターの精度・速度・拡張性が向上しています。選択的レーザー焼結 (SLS)、ステレオリソグラフィ (SLA)、直接金属レーザー焼結 (DMLS) といった最先端技術が、3Dプリンティングでできることの限界を押し広げつつあります。積層造形プロセスと減法造形プロセスを組み合わせたハイブリッド製造システムも出現しており、複雑な部品の製造においてより高い柔軟性と効率を提供しています。

3Dプリンティングとインダストリー4.0技術の統合は、製造業の情勢をさらに変えつつあります。IoT・AI・機械学習を3Dプリンティング工程に採用することで、リアルタイムのモニタリングや予知保全、生産ワークフローの最適化が可能になります。このようなスマート製造機能により、3Dプリンティングの効率性と信頼性が向上し、プロトタイピングだけでなく、大規模な生産にも有効な選択肢となっています。

持続可能性もまた、3Dプリンティング業界の中心的な焦点になりつつあります。パーツをオンデマンドで生産できるため、廃棄物が削減され、従来の製造方法に伴う環境フットプリントが最小限に抑えられます。さらに、リサイクル可能な印刷材料や生分解性印刷材料の進歩は、業界を世界の持続可能性の目標に合致させ、環境意識の高い企業や消費者にアピールしています。

目次

第1章 イントロダクション

第2章 3Dプリントの概要

• 3Dプリントの利点
• 3Dプリントの限界
• 3D市場の分類
  • 設計
  • 現在の製造プロセスの置換
  • 個別化された家庭用3Dプリント
  • 材料
• 各地域の動向
  • 欧州
  • 日本
  • 中国
  • 韓国
  • 世界の研究開発 (R&D)

第3章 市場分析

• イントロダクション
• 3Dプリント業界
• 各地域の3Dプリンティング産業
• 3Dプリンターの予測
• 3Dプリンティング・サービス業者の予測
• 3Dプリンティング産業：用途別
• 材料

第4章 技術的課題と動向

• 選択的レーザー焼結 (SLS)
• 直接金属レーザー焼結 (DMLS)
• 選択的レーザー溶融 (SLM)
• ステレオリソグラフィー (SLA)
• 熱溶解積層法 (FDM)
  • (FFF (熱溶解積層法))
• レーザー粉末成形 (LPF)
• ポリジェット技術
• MJF (Multi Jet Fusion)
• DLP (デジタル光処理)
• 材料噴射法 (マテリアルジェッティング)

第5章 機器サプライヤー

• イントロダクション
  • プロトタイピング
  • マスカスタマイゼーション
• 主要プリンターメーカーのプロファイル
  • 3D Systems
  • Stratasys
  • ExOne Company
  • ProtoPlant
  • Mark Forged
  • Voxeljet AG (ドイツ)
  • EOS GmbH (ドイツ)
  • Arcam AB (スウェーデン)
  • EnvisionTEC GmbH (ドイツ)
  • Renishaw plc (英国)
  • SLM Solutions GmbH (ドイツ)
  • Concept Laser GmbH (ドイツ)
  • Hoganas AB (スウェーデン)
  • Materialise NV (ベルギー)
  • Mcor Technologies Ltd. (アイルランド)
  • Xact Metal
  • Cincinnati Inc.
  • Mitsubishi
  • Beijing TierTime (中国)
  • Shaanxi (中国)
  • Digital Wax Systems (DWS) (イタリア)
  • Blue Printer
  • Organovo
  • Shapeways (オランダ)
  • Hewlett-Packard
  • XYZprinting
  • Evolve Additive Solutions
  • Origin
  • Carbon3D
  • Desktop Metal
  • Metal X
• メーカー一覧：プリンターの種類別
  • 熱溶解積層法 (FDM)
  • インクジェット方式
  • レーザー粉末成形 (LPF) および関連技術
  • フォトポリマーベース方法
  • 選択的レーザー焼結 (SLS)
  • ステレオリソグラフィー (SLA)
  • 金属プリンター
• 機器のサプライヤー・種類・価格
• オープンソース (RepRaps)

第6章 材料と材料サプライヤー

• プラスチック/熱可塑性プラスチック
  • PLA (ポリ乳酸)
  • ABS (アクリロニトリルブタジエンスチレン)
  • ナイロン
  • ASA (アクリロニトリルスチレンアクリレート)
  • PVA (ポリビニルアルコールプラスチック)
  • 高性能・熱可塑性プラスチック (PEEK、PEKK、PEK)
  • ポリカーボネート材料
  • 高衝撃性ポリスチレンHIPS材料
  • 熱可塑性ポリウレタン
  • ポリプロピレン
  • PET・その他の生分解性物質
  • 透明プラスチック材料
• 粉末
  • ポリアミド
  • アルミド
  • 樹脂
  • 金属
  • セラミックス
• 先端材料
  • 導電性カーボモルフ
  • グラフェン
  • ナノマテリアル
• 独立系の材料インフラ
• 設備サプライヤー系の材料インフラ

第7章 活用領域

• イントロダクション
• エレクトロニクス/ハイテク
  • 太陽光発電
  • RFID
  • バッテリー
  • LED
  • デジタルテキスタイル
  • OLED照明・ディスプレイ
  • スマートウィンドウ
  • 印刷用センサー
• 医療
  • イントロダクション
  • 骨格
  • 歯科
  • 義肢
  • ギプス
  • 補聴器
  • 組織
  • 個別化診断・ドラッグデリバリー
  • 医療用マイクロファクトリー
• 自動車
• 航空宇宙
• 消費者製品
• 軍事/防衛
• 工業製品
• 教育