産業用3Dプリンティング：まだ初期段階にある技術革命

出典: キャピタル・ラボ

数年前、実店舗で 3D プリンターで印刷された小さなガジェットを見たときに自然に感じた新鮮さと驚きを覚えていますか?

しかし、ほんの数年で、私たちはこの新しいことに慣れてしまいました。さらに、当初多くの人が主張していたほど現実はそうではないこともわかりました。新しい靴が欲しければ、一足印刷すればいいのです。新しい服が欲しければ、一着印刷すればいいのです。パンケーキ、チョコレート、新しいおもちゃ、新しいレンチが欲しいときも、すべて 3D プリントできます...

実際、これは日常の消費者分野における 3D プリントの理想的な状態です。数年にわたる開発を経て、3Dプリンティングは産業分野で静かに進歩し、電気、自動車、航空宇宙、医療などの分野で役割を果たしてきました。

全体的に、いくつかの高度な製造分野において、3D プリンティングはまだ開発の初期段階にあり、まだ長い道のりが残っています。同時に、この市場も急速に成長しており、オンライン 3D プリントやオンデマンド製造などの新しいモデルと組み合わせることで、製品生産のプロセスと方法を変えるだけでなく、新しいデジタル製造エコシステムも生み出しています。

1. 小規模で急成長している新興市場

市場規模に関しては、多くの研究機関が3Dプリンティングの今後の発展について独自の分析や予測を行っていますが、予測データは大きく異なります。

Wohler's Associates、SmarTech、MarketsAndMarkets、ReportLinker、ResearchAndMarkets、IDCの6つの調査機関が発表したデータによると、2018年の世界3Dプリント市場の年間収益（3Dプリントシステム、材料、ソフトウェア、サービスの売上を含む）は93億～115億米ドルでした。

3D Hubs はこれらの予測を平均化し、現在の市場規模を約 102 億ドルと比較的正確に推定しました。

3D プリンティングは長年にわたり、製造業界のルールを変える新しい技術として歓迎されてきました。しかし、現状では、3D プリンティングは人々の期待からは程遠いものとなっています。

現在の世界の製造市場規模は約 12.7 兆ドルであり、3D プリンティングが世界の製造業の 0.1% 未満を占めていることを意味します。

将来、3D プリンティングが製造市場の 1% を占めることができれば (多くの業界専門家はこれが達成できると考えています)、年間収益は 1,270 億ドルとなり、今後 5 年間の最も楽観的な予測の 5 倍以上になります。

では、この業界の具体的な成長傾向は何でしょうか? 2013年から2017年にかけて、世界の3Dプリント市場は年平均24.7%の成長を遂げました。今後 5 年間で、さまざまな機関が年平均成長率が 18.2% から 27.2% の間、平均 23.5% になると予測しています。これは、世界の 3D プリント市場の規模が約 3 年ごとに 2 倍になることを意味します。

全体的に見ると、3D プリント市場は現時点では規模は小さいものの、今後急速に成長する市場となるでしょう。

2. ベンチャーキャピタルは企業資本が中心

3D プリンティング技術は 1990 年代から存在していましたが、この分野、特に産業用 3D プリンティングにおける投資取引が活発化し始めたのは近年のことです。

CB Insightsのデータによると、産業用3Dプリンティングへの総投資額は2009年から2018年の間に15億3000万米ドルだった。産業用IoTや産業用ロボットなど他の先進製造分野と比較すると、この数字はまだ少し少ないように思える。

一方、この分野での投資活動では、コーポレートベンチャーキャピタルファンドが常に大きな役割を果たしてきたのに対し、他のベンチャーキャピタル機関は比較的魅力に欠けていました。

2014年から2018年にかけて、GEやAutodeskに代表される従来のハードウェアおよびソフトウェア企業は、産業用3Dプリンティング企業（プリンターメーカー、ソフトウェアプロバイダー、原材料サプライヤーを含む）に総額約10億米ドルのベンチャーキャピタルを提供しました。その中でも、産業ソリューションとアプリケーションは重要な投資分野です。

投資データによれば、現在、産業用 3D プリント企業は米国に集中しており、投資を受けた 3D プリント企業の 80% が米国に本社を置いています。

このうち、Carbon、Desktop Metal、Formlabsというアメリカの3Dプリント企業3社は、いずれも評価額が10億ドルを超えるユニコーン企業だ。

3. プロトタイピングは依然として主要な応用分野である

さまざまな要因により、現在の 3D プリントの応用は、製品の需要が比較的少ないプロトタイプ設計段階に集中していますが、プロトタイプ設計の市場規模は比較的小さいです (10 億米ドルと推定)。たとえば、2018 年に 3D Hubs オンライン製造プラットフォームは米国で 35 万個以上の部品を印刷しましたが、そのうち 20% はカリフォルニアから来ており、主に一部のテクノロジー系スタートアップ企業の試作ニーズに対応していました。

3D Hubs の調査結果では、エンジニアの 90% が 100 個を超える部品の製造に 3D プリントを使用することを検討していないことも明らかになりました。

しかし、いくつかの大手製造企業が3Dプリントを通じて小規模生産と大規模製造への第一歩を踏み出していることは期待に値します。これらの市場の規模はプロトタイピング市場の10〜100倍であり、3Dプリントの将来の成長に新たな機会を生み出すでしょう。

4. オンライン 3D プリント: 新たな領域

3Dプリント市場のさまざまな分野の中でも、オンライン3Dプリントは業界全体の最先端分野になりつつあります。

オンライン 3D プリント市場規模<br /> Wohler's Associates によると、オンライン 3D プリントは 3D プリントサービスプロバイダーの総収益の約 37% を占めています。

3D Hub のユーザー調査データによると、現在のオンライン 3D プリントの市場規模はサービスプロバイダーの 35 ～ 45% を占め、約 13 億～ 16 億ドルとなっています。

世界のオンライン3Dプリント需要は欧州と米国が独占
3D Hubs プラットフォームの取引データによると、2018 年には世界中で 75 万個を超える 3D プリント部品が注文されました。こうした世界のオンライン 3D プリント需要の地理的分布から判断すると、米国 (49.4%) とヨーロッパ (41%) が世界全体の需要の 90% を占めており、世界のオンライン 3D プリント需要を支配していると言えます。さらに、アジア太平洋地域におけるオンライン 3D プリントの需要は現在わずか 9% を占めています。

Google トレンドによると、2018 年には、商業および産業環境での 3D プリントに関連する検索語は、ヨーロッパや米国と同様にアジア太平洋地域でも人気がありました。これは、アジア太平洋市場でも近い将来に 3D プリンティング業界が成長することを示しています。

工業および電気: オンライン 3D プリントの主流産業<br /> 3D Hubs が提供したデータによると、2018 年には、工業 (31.1%) と電気 (20.8%) 業界が世界のオンライン 3D プリント市場の需要の半分を占め、次いで消費財業界 (14.1%) が続きました。

一方、航空宇宙産業や自動車産業のエンジニアはオンラインサービスの利用にあまり積極的ではなく、需要全体のわずか 10% を占めています。こうした積層造形を早期に導入した企業は、独自の 3D 印刷装置やその他の社内チャネルを通じた試作と生産を好む傾向があります。

5. オンデマンド製造：新しいビジネスモデルの台頭

私たちはますますオンデマンドの世界に生きており、新しいテクノロジーが従来の製造業を「製造 + サービス」という新しいモデルへと変革させています。「オンデマンド製造」という概念は、さまざまな形でますます多くの人々に言及されるようになっています。オンライン 3D 印刷サービス、デジタル製造、サービスとしての製造、契約製造などの概念はすべて、「オンデマンド製造」のカテゴリに分類されます。

従来の製造業では、企業は通常、顧客の需要に基づいて工場と生産ラインの規模を決定する必要があります。また、部品の配送サイクル、在庫量、倉庫、輸送コスト、およびそれに伴う土地、労働、税金の変化など、一連の生産要因を考慮する必要があります。これらすべては多大なコストとリスクを意味し、3D プリントに基づくオンデマンド製造は、従来の製造製品の提供方法を変えると予想されています。

このオンデマンド製造モデルは、CNC 加工や射出成形などの従来の方法を使用する方が経済的である場合でも、納品のスピードと部品の大量生産能力を重視しています。同時に、予測分析などのソフトウェアを使用して即座にコスト見積もりを提供することは、顧客が見積もりを要求してから部品が顧客に配達されるまでのリードタイムを短縮するために重要です。

このような状況において、3Dプリントは新たな「デジタル製造エコシステム」を構築し、「インターネット＋ソフトウェア＋ハードウェア」モデルを利用して「オンライン見積＋オフライン生産」を今後の業界トレンドとしています。これは主に、3Dプリントコストの低下と新材料技術の発展によるものです。

現在、短納期を実現できるオンデマンド製造サービスが静かに発展しています。ProtoLabs、3D Hubs、Pleuthora、Star Rapid、Xometry、3ERPなどの3Dプリント技術企業は、このモデルの典型的な代表例です。

サービスとしてのマシンショッププロトラボ
アメリカの企業 Proto labs の実践は、伝統的な製造業からサービス産業への変革の意味をよく表しています。同社は1999年に設立され、オンライン注文に基づくプロトタイプのカスタマイズや小ロット部品生産サービスをユーザーに提供しています。

同社は2012年に株式を公開し、現在時価総額は28億ドルを超えており、これは3Dプリンティング企業3社であるストラタシス、3Dシステムズ、エックスワンの合計時価総額よりも大きい。

同社は「世界最大かつ最速のデジタル製造会社」であると主張している。ユーザーが製品の3Dモデルをアップロードすると、数時間以内にデザインのフィードバックと価格情報を含む自動見積もりを受け取ることができる。試作から製造、テスト、物流まで、通常は 15 日以内に完了します。

同社は現在、世界中に12の生産拠点を持ち、月間390万個の部品を製造し、60カ国45,000社の製品開発者に3Dプリントサービスを提供しています。

分散型3Dプリントサービスプラットフォーム3D Hubs
2013年に設立されたオランダの分散型3Dプリントサービスプラットフォームである3D Hubsは、世界150の国と地域に6,370の3Dプリントサービスのネットワークを持ち、10億人以上の人々が自宅から10マイル以内のパートナーの3Dプリントシステムを利用できると言われています。

同社はあらゆる規模のエンジニアリング会社や個人にサービスを提供しています。このプラットフォームを通じて、ユーザーは即座に見積もりを得ることができ、注文が確認されると 5 分以内に生産を開始できます。同社によれば、ユーザーはこのプラットフォームを通じて200万個以上の部品を生産しており、平均納期はわずか2日で、従来の製造プロセスよりもはるかに効率的だという。

同社は2018年9月に事業の重点をエンタープライズレベルのサービスに移すことを発表しており、これは産業用3Dプリントが将来3Dプリントにとって最も重要な市場であることをある程度裏付けています。

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