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市場調査レポート
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1640557

4Dプリンティング：市場シェア分析、産業動向・統計、成長予測（2025～2030年）

4D Printing - Market Share Analysis, Industry Trends & Statistics, Growth Forecasts (2025 - 2030)

出版日
ページ情報
英文 120 Pages
納期
2～3営業日
カスタマイズ可能
適宜更新あり
価格
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4Dプリンティング：市場シェア分析、産業動向・統計、成長予測（2025～2030年）
出版日: 2025年01月05日
発行: Mordor Intelligence
ページ情報: 英文 120 Pages
納期: 2～3営業日
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概要

4Dプリンティング市場規模は2025年に6億5,000万米ドルと推定され、予測期間（2025-2030年）のCAGRは44.75%で、2030年には41億4,000万米ドルに達すると予測されます。

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バイオファブリケーション技術の進歩が予測期間の4Dプリンティング市場を牽引します。

主なハイライト

  • 圧力、熱、エネルギーなどの外部エネルギー源をこの3Dプリントされたスマート素材に接触させると、あらかじめ与えられたプログラムの指示に基づいて変化します。このようにして、4Dプリンティング技術は、プリントされた物体が時間とともに自己変形することを可能にします。
  • 4Dプリンティングの技術的進歩は、医療や防衛分野での技術開発につながっています。例えば、手術を行う際の手順を最小限にするため、医師は4Dプリンティングを使って自己変形する部品を患者の体内に入れます。
  • さらに軍事用途では、4Dプリンティングはより重要な意味を持っています。兵士はさまざまな環境や金属に適応できる迷彩を持つことができます。これにより、環境の変化に応じて戦車やトラックの性能が向上します。銃や機械、その他の防衛技術の製造に役立つことから、4Dプリンティングは軍によってますます研究されています。
  • 米国では、米空軍と米軍が4Dプリンティングに投資してインフラを強化し、将来にわたって米国の航空戦力が優位を保てるよう態勢を整えています。
  • COVID-19産業の勃興に伴い、特にヘルスケアは、さまざまな医療機器や装置の製造とその要件を満たすために、より高度な技術を採用するようになると思われます。例えば、ライタット・テクノロジー・センターは、3D技術を取り入れ、市場にある他の部品を組み込んで人工呼吸器を設計しました。組み立ては非常に速く、現在、1日あたり約100台の人工呼吸器を製造することができます。
  • 4Dプリンティング技術の大きな課題は、ハードウェア部分とソフトウェア部分の両方を含む構造設計です。ハードウェア部分の設計には、特別な対策が必要です。

4Dプリンティング市場動向

インダストリー4.0の需要増加とインダストリー5.0の出現が4Dプリンティング市場を牽引

  • 3Dプリンティングとも呼ばれる積層造形は、インダストリー4.0の一部です。最近、この技術の開発につながる多くの資金調達活動が行われています。例えば、3Dプリンティング企業のEssentiumは、MaterialiseとGenesis Parkが主導するシリーズAラウンドで2,200万米ドルを調達しました。
  • 積層造形技術はまだ急速に発展しているため、企業は「サービスとしての製造」が賢明なアプローチであることに気づいています。また、アディティブ・マニュファクチャリングの未来は、より低コスト、より少ないエネルギー消費、より少ない材料廃棄でパーソナライズされた製品を製造する能力であり、まさにインダストリー5.0が提供するものです。
  • インダストリー5.0は、製造プロセスよりもむしろ設計プロセスに集中するのに役立つため、4Dプリンティングを奨励すると思われます。デザインの自由度は、よりオーダーメイドでパーソナルな製品の創造につながると思われます。
  • インダストリー5.0は、デザインにおける物理学の限界を押し広げると予測されています。例えば、次世代航空機の製造において、インダストリー4.0では製造能力に制約があります。一方、インダストリー5.0では、人間が主に航空機の設計に集中するため、製造工程はより自動化されると思われます。

北米が4Dプリンティング市場で最大シェアを占める

北米地域、特に米国は、アディティブマニュファクチャリング技術の革新と導入の先駆者です。同地域は、予測期間中も市場リーダーとしての地位を維持すると予想されます。

  • 米国を拠点とするオートデスクは、先見性のある研究、拡張可能な教育プラットフォーム、実行可能な戦略的洞察、産学エコシステムをプラットフォームの基盤とする積層造形コンソーシアムADAPTを立ち上げました。
  • ミシガン州にあるEnvisionTECは、特許取得済みの3Dラピッドプロトタイピングと製造ソリューションを世界企業向けに製造・販売する大手企業の1つです。自動車、航空宇宙、医療業界における強力な顧客とパートナー基盤により、同社は近い将来、4Dプリント・プロトタイプの導入を計画しています。
  • OECDによると、米国のヘルスケア支出はGDPに占める割合が他のどの国よりも高いです。4Dスキャナーは、人体パーツの4Dモデル開発においてヘルスケアに活用することができ、義肢装具の製造に使用することができます。

4Dプリンティング産業概要

4Dプリンティング技術の主要サプライヤーは、自己組織化研究所である：マサチューセッツ工科大学、ヒューレット・パッカード社、オートデスク社、ストラタシス社、ARCセンター・オブ・エクセレンス・フォー・エレクトロマテリアルズ・サイエンス（ACES）、エクソン社などです。同市場は競争が激しく、支配的なプレーヤーは存在しないです。積層造形と3Dプリンティングの企業は、4Dプリンティングの研究開発に投資することで能力を拡大しています。そのため、市場は細分化されています。

  • 2023年5月-i-Seedは、空気や土壌の質を評価できる4Dプリントロボットです。この生分解性ロボットは、イタリアのトレント大学と共同で開発されました。このプロジェクトの専門家によると、ロボットシードは土壌と空気の温度と湿度を判断できます。さらに、水銀や大気中のCO2レベルのような汚染物質の存在も検知できると思われます。研究者たちは、生物力学的パラメータを用いて、種子に似たロボットを開発・作成しました。研究者によると、このロボットは4Dプリンターで作成されました。
  • 2023年3月-マドリード・カルロス3世大学（UC3M）の研究者により、バイオメディカル分野で利用可能な4Dプリンターが開発されました。外部磁場に反応して形状が変化したり、機械的変形に反応して電気的特性が変化したりするように、材料の反応をプログラムすることができます。この機械は、これらの追加機能を制御することができます。

その他の特典：

  • エクセル形式の市場予測（ME）シート
  • 3ヶ月のアナリスト・サポート

目次

第1章 イントロダクション

  • 調査の前提条件と市場定義
  • 調査範囲

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場力学

  • 市場概要
  • 業界のバリューチェーン
  • 業界の魅力度-ポーターのファイブフォース分析
    • 供給企業の交渉力
    • 消費者の交渉力
    • 新規参入業者の脅威
    • 代替品の脅威
    • 競争企業間の敵対関係
  • 市場促進要因
    • インダストリー4.0需要の増加とインダストリー5.0の出現
  • 市場の課題
    • 高い開発コストと熟練した専門家の不足
  • 特許分析
  • COVID-19の市場への影響評価

第5章 市場セグメンテーション

  • プログラマブル材料タイプ別
    • プログラマブル炭素繊維
    • プログラマブル・テキスタイル
    • プログラマブルバイオ素材
    • プログラマブル木材
  • エンドユーザー別
    • 医療
    • 航空宇宙および防衛
    • 自動車
    • その他のエンドユーザー
  • 地域別
    • 北米
    • 欧州
    • アジア太平洋
    • 世界のその他の地域

第6章 競合情勢

  • 企業プロファイル
    • Autodesk Inc.
    • Stratasys Ltd
    • Hewlett Packard Enterprise Company
    • CT CoreTechnologie Group
    • EnvisionTEC, Inc.
    • Organovo Holdings Inc.
    • Materialise NV
    • Dassault Systemes SA
    • The ExOne Company
  • Major Initiatives by Research Agencies

第7章 投資分析

第8章 市場機会と今後の動向

目次
Product Code: 54754

The 4D Printing Market size is estimated at USD 0.65 billion in 2025, and is expected to reach USD 4.14 billion by 2030, at a CAGR of 44.75% during the forecast period (2025-2030).

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The advancement in bio-fabrication technology will drive the 4D printing market in the forecast period.

Key Highlights

  • When external energy sources, such as pressure, heat, energy, etc., are brought in contact with this 3D printed smart material, it alters based on the instructions in the previously given program. In this way, 4D printing technology enables the printed objects to self-transform over time.
  • The technological advancements in 4D printing are resulting in the development of technologies in the medical and defense sector. For instance, to minimize the procedures involved in carrying out the surgery, doctors use 4D printing to put self-transforming components into the patient's body.
  • Furthermore, in military applications, 4D printing has more significance. Soldiers can have a camouflage that can adapt to different environments and metals. This is increasing the performance of tanks and trucks, according to the changes in the environment. Owing to their benefits in producing guns, machinery, and other defense technologies, 4D printing is being increasingly explored by the military.
  • In the United States, the USAF and the US military are investing in 4D printing to bolster infrastructure and posture American airpower for continued dominance into the future.
  • With the outbreak of Covid-19 industries, particularly healthcare will employ more advanced technology to manufacture and meet the requirements of various medical devices and equipments. For instance, Leitat Technology Centre designed the ventilator by incorporating 3D technologies and incorporating other parts found on the market. Assembly is very fast, so currently about 100 ventilators can be produced per day.
  • A major challenge for 4D printing technology is the structural design that includes both the hardware section and software section. To design the hardware part, special measures need to be addressed.

4D Printing Market Trends

Increase in Demand for Industry 4.0 and Emergence of Industry 5.0 to Drive the 4D Printing Market

  • Additive Manufacturing, also called 3D printing, is a part of Industry 4.0. Lately, there have been many funding activities which are led to developments in this technology. For instance, previously Essentium, a 3-D printing firm, raised USD 22 million in a Series A round, led by Materialise and Genesis Park.
  • Additive manufacturing technology is still developing rapidly so companies have realized that 'manufacturing as a service' is a smart approach. Also, the future of additive manufacturing is the ability to produce personalized products with lower costs, less energy consumption, and less material waste, which is what exactly Industry 5.0 has to offer.
  • Industry 5.0 will encourage 4-D printing since it will help in concentrating on the design process, rather than the manufacturing process. The freedom of design will lead to the creation of products that are more bespoke and personal.
  • Industry 5.0 is projected to push the boundaries of physics in design. For instance, in the creation of next-generation aircraft, there is a constraint in manufacturing capabilities when it comes to Industry 4.0. On the other hand, with Industry 5.0, the manufacturing process would be better automated, since humans will mainly focus on the design of the aircraft.

North America to Account for Largest Market Share in 4D Printing Market

The North American region, particularly the United States, is among the lead innovators and pioneers, in terms of adoption, for additive manufacturing. It is expected to retain its position as the market leader, over the forecast period.

  • US- based Autodesk previously launched ADAPT, which is an additive manufacturing consortium that identifies visionary research, scalable education platforms, actionable strategic insights, and academic-industry ecosystem as the basis of its platform.
  • EnvisionTEC in Michigan, is one of the leading manufacturer and distributor of patented 3D rapid prototyping and manufacturing solutions for global organizations. Due to their strong customer and partner base in automotive, aerospace and medical industry, the company is planning to introduce 4-D printed prototypes in near future.
  • According to OECD, The healthcare expenditure of the United States, as a percentage of GDP, is higher than any other country. 4D scanners can be brought into use in healthcare in developing 4-D models for human body parts, which can then be used for producing prosthetics.

4D Printing Industry Overview

The key profiles of the leading suppliers of 4D printing technology are self-assembly lab: Massachusetts Institute of Technology, Hewlett Packard Corporation, Autodesk Inc., Stratasys Ltd, ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES), Exone Corporation, and others. The market is highly competitive without any dominating players. Companies in additive manufacturing and 3D printing are expanding their capabilities by investing in R&D for 4D printing. Therefore, the market is fragmented.

  • May 2023 - The I-Seed is a 4D-printed robot that can assess air and soil quality. These biodegradable robots were developed in cooperation with Trento University in Italy. According to the project's experts, the robot seed can determine the temperature and humidity of the soil and air. Additionally, it would be able to detect the presence of contaminants like mercury or atmospheric CO2 levels. The researchers used the biomechanical parameters to develop and create a robot resembling a seed. The robot, according to the researchers, was created using 4D printing.
  • March 2023 - A 4D printer with potential in the biomedical sector has been developed by researchers at Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). The material's response can be programmed to change shape in response to an external magnetic field or its electric characteristics in response to mechanical deformation. This machine can control these additional functions.

Additional Benefits:

  • The market estimate (ME) sheet in Excel format
  • 3 months of analyst support

TABLE OF CONTENTS

1 INTRODUCTION

  • 1.1 Study Assumptions and Market Definition
  • 1.2 Scope of the Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET DYNAMICS

  • 4.1 Market Overview
  • 4.2 Industry Value Chain
  • 4.3 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis
    • 4.3.1 Bargaining Power of Suppliers
    • 4.3.2 Bargaining Power of Consumers
    • 4.3.3 Threat of New Entrants
    • 4.3.4 Threat of Substitutes
    • 4.3.5 Intensity of Competitive Rivalry
  • 4.4 Market Drivers
    • 4.4.1 Increase in Demand for Industry 4.0 and Emergence of Industry 5.0
  • 4.5 Market Challenges
    • 4.5.1 High Development Cost and Lack of Skilled Professional
  • 4.6 Patent Analysis
  • 4.7 Assessment of the Impact of COVID-19 on the Market

5 MARKET SEGMENTATION

  • 5.1 Type of Programmable Material
    • 5.1.1 Programmable Carbon Fiber
    • 5.1.2 Programmable Textiles
    • 5.1.3 Programmable Bio material
    • 5.1.4 Programmable Wood
  • 5.2 End User
    • 5.2.1 Medical
    • 5.2.2 Aerospace and Defense
    • 5.2.3 Automotive
    • 5.2.4 Other End Users
  • 5.3 Geography
    • 5.3.1 North America
    • 5.3.2 Europe
    • 5.3.3 Asia-Pacific
    • 5.3.4 Rest of the World

6 COMPETITIVE LANDSCAPE

  • 6.1 Company Profiles
    • 6.1.1 Autodesk Inc.
    • 6.1.2 Stratasys Ltd
    • 6.1.3 Hewlett Packard Enterprise Company
    • 6.1.4 CT CoreTechnologie Group
    • 6.1.5 EnvisionTEC, Inc.
    • 6.1.6 Organovo Holdings Inc.
    • 6.1.7 Materialise NV
    • 6.1.8 Dassault Systemes SA
    • 6.1.9 The ExOne Company
  • 6.2 Major Initiatives by Research Agencies

7 INVESTMENT ANALYSIS

8 MARKET OPPORTUNITIES AND FUTURE TRENDS