3D 印刷技術は 20 世紀後半に誕生しました。我が国初の産業グレードの 3D 印刷装置は 1990 年代初頭に開発され、当時はラピッド プロトタイピング マシンと呼ばれていました。 3Dプリントは、従来の材料を切削する方法とは異なり、ラピッドプロトタイピングとラピッドマニュファクチャリングの特徴を備えた積層造形技術を使用しており、工業生産、特に非標準部品の生産において大きな利点があります。現在、3Dプリント業界は導入期の終わりと成長期の始まりにあり、大きな発展の可能性を秘めています。世界的にも国内市場においても、3Dプリンティング産業の規模は急速な成長傾向を示しています。
3D プリンティングは、一般の人にとって理解しやすい一般的な用語です。業界用語では、3D プリンティングは「付加製造技術」と呼ばれ、従来の「減算製造」に相当します。 3D プリント技術により、製造の複雑さが大幅に軽減されます。このデジタル製造モデルでは、あらゆる形状の部品を生成するために複雑なプロセス、大型の工作機械、多数の人員を必要としないため、生産と製造をより広範囲の生産集団に拡張できます。
図1 3次元デジタル化と3Dプリントの原理
出典：国宣証券。
従来の技術と比較すると、3D プリンティングには、研究開発サイクルやコストの短縮など、多くの面で自然な利点があります。加工原理の観点から見ると、従来の機械製造は、切削、穴あけ、フライス加工、研削、鋳造、鍛造などの基本的な減算製造プロセスの組み合わせに基づいていますが、3Dプリント技術は主に「階層化製造、層ごとに積み重ねる」プロセスを採用した統合成形技術です。応用分野の観点から見ると、従来の機械加工製造は大量生産が必要な大型部品に適しており、ほぼすべての分野で広く使用されています。現在、3Dプリントは複雑な形状の非機能部品の小ロットに適しており、主に自動車、航空宇宙などの分野でサンプルや金型の製造に使用されています。使用材料に関して言えば、従来の機械加工ではほとんどすべての材料を使用できますが、現在 3D 印刷技術で使用されている材料は主にプラスチック、感光性樹脂、金属粉末などの材料であり、より多くの制限が適用されます。 3Dプリント技術の利点は、材料利用率が95％を超え、廃棄物がほとんど発生せず、複雑な構造に適していることです。
表1 3Dプリント技術の利点と欠点
出典: DMRC、Wohlers Associates。原材料、応用分野などの面でも、3Dプリント技術は破壊的な利点を発揮しています： （1）時間と原材料の利点。 3Dプリントはトレンドとなり、デザイン分野、特に工業デザイン、デジタル製品の金型製作などで広く使用され始めています。金型の印刷を数時間以内に完了できるため、市場に出す製品の開発時間を大幅に節約できます。このプリンターは従来の建設方法よりも 4 倍速く、使用する原材料は元の 3 分の 1 から半分だけであり、さらに重要なことに、廃棄物はほとんど発生しません。
（２）多様なタイプ3D プリンターは、さまざまな材料を使用して 3D モデルを印刷し、3D 支援設計ソフトウェアを使用できます。 3D プリンターは、モデルやプロトタイプが必要なあらゆる業界で使用できます。
（３）強力な接続機能。航空機、原子力、火力発電などの産業で使用される重機やハイエンド精密機械設備では、従来の溶接や部品補強の方法では部品間の接続が強くありません。しかし、3Dプリント技術を使用すると、結果として得られる製品は自然にシームレスに接続され、構造間の安定性と接続強度は従来の方法よりもはるかに高くなります。
中国はすでに3Dプリントの分野でかなり強力になっており、その技術のいくつかは世界をリードしています。しかし、複雑なプロセス、プリンターの購入コストの高さ、印刷ニーズの不安定さなどから、積層造形の顧客は企業に対してカスタマイズされた下流サポート サービスの提供を求めることがよくあります。中国には、包括的なプロセスを備え、さまざまな材料をサポートする付加製造サービスプラットフォームが存在せず、プラットフォームの規模は一般的に小さく、サービス対象者も比較的限られています。需要企業の外部パーソナライズカスタマイズシステムと接続できる総合的なサービスプラットフォームを構築することで、パーソナライズカスタマイズの応答速度が大幅に向上し、コストが削減され、積層造形材料、新プロセス、新設備とアプリケーション市場の深い統合が強化され、相互発展が促進されます。
3Dプリントサービス産業の健全な発展が3Dプリント技術の産業化のペースを決定し、前者が後者の鍵となることがわかります。本レポートは、3Dプリント業界の全体像、3Dプリントサービス業界の環境の詳細な分析、国内外の3Dプリントサービス業界の発展の現状と動向の概要、および3Dプリントサービス業界の将来の展望を提供します。3Dプリントサービス業界の観点から、3Dプリント技術が実際に産業にどのように応用されるかを説明し、近い将来、分散型製造を通じて製造生産パラダイムを再形成することを目指しています。
2. 3Dプリントサービス業界の一般的な環境：急速に成長する3Dプリント業界
2.1 産業発展の現状と動向：今後5年間で1000億元の市場規模が見込まれる
3D プリント サービス業界は、3D プリント業界の中流および下流に属します。現在、3Dプリント業界は急速な発展段階に入ろうとしており、産業化モデルが明確になるにつれて、市場潜在力は急速に実現され、かなりの市場規模になるでしょう。 2016年現在、世界の3Dプリンティング産業の規模は約60億米ドルで、2020年には247億米ドルに達すると予想されています。この産業全体の規模は1,500億人民元を超える市場空間を持っています。
3Dプリント業界の全体的な状況について、フォワード産業研究院の「中国3Dプリント産業市場需要と投資潜在力分析レポート」によると、すべての製品と関連サービス産業を含む世界の3Dプリント市場は、2012年に23億米ドルでした。2014年までに、世界の3Dプリント業界は飛躍的に発展し、成長率は29.03％、市場規模は40億米ドルに達しました。 2015 年、世界の 3D プリンティング市場規模は前年比 30% 増の 52 億米ドルに達しました。 Wohlers の年次レポートによると、3D プリント業界は 2016 年に 17.4% 成長し、3D プリント業界全体の現在の市場価値は 60 億 6,300 万米ドルです。
3Dプリンティング業界の全体的な発展動向としては、市場規模、業界の成長率、販売規模、応用分野の分布など、いくつかの側面が含まれます。市場規模に関して言えば、専門機関による3Dプリント市場の将来規模予測には大きな違いがあります。いくつかの機関の予測結果に基づくと、3Dプリント業界の市場規模は2020年に247億米ドルとなり、1500億人民元を超えると予測されています。その中で、2020年までに、Context Worldの控えめな予測は160億米ドル、ARK Investは410億米ドルになると考えており、Deloitteは3Dプリント市場の総価値が205億米ドルに達すると予想しており、Wohlers Reportは世界の3Dプリント市場が212億米ドルに達すると予測しています。業界の成長率で見ると、2014年から2018年までの平均年間複合成長率は32.4％に達し、今後数年間、世界の3Dプリント市場規模の平均年間成長率は引き続き30％を超えると予想され、関連する優良企業の業績成長率は業界平均を大幅に上回るでしょう。販売規模で見ると、世界的な情報技術調査・コンサルティング会社ガートナーの最新レポートによると、2016年の3Dプリンターの世界出荷台数は455,772台に達し、2015年の219,168台の2倍以上となった。市場初期の急成長の後、現在は成長率が鈍化しているものの、3Dプリンターの出荷台数は今後4年間も成長を続け、2020年までに総出荷台数は670万台を超えると予想されています。応用分野分布で見ると、3Dプリンティングは現在、家電、自動車産業、医療産業、航空宇宙産業で使用されており、合計で67％以上を占めています。
図2 2020年の3Dプリンティング業界の世界市場予測
出典：国宣証券、単位：10億米ドル。
図 3 さまざまな分野における 3D プリントの応用の割合。データ ソース: e-works。
3Dプリントは、中国の先進製造技術分野における最重要科学技術革新プロジェクトに挙げられている。近年、中国政府の各省庁や委員会は、産業発展を促進するために3Dプリント関連の政策を繰り返し発表し、「中国製造2025」や「インターネット+3Dプリント」などの国家戦略の実施を強力に支持している。地方政府も次々と反応し、開発の勢いは急速である。
中国の3Dプリント産業の全体的な状況について言えば、わが国の3Dプリント産業の規模は急速な成長期にあります。市場規模と業界の成長率に関して、ガートナーの推定によると、2016年の中国の3Dプリント機器市場の規模は約12億1,500万米ドルで、前年比56%増加しました。過去5年間で、2012年の1億6,000万米ドルから2016年には12億2,000万米ドルに増加し、CAGRは66.1%となっています。販売規模で見ると、3D Science Valleyの推計によると、1988年から2015年までの3Dプリンターの世界累計出荷台数のうち、中国の市場シェアは11.1%を占めた。応用分野から見ると、国内の3Dプリンティングは主に家電・消費財、金型検査、医療・歯列矯正、自動車などの分野に集中しており、これは世界のさまざまな応用分野の分布パターンと似ています。
図4 中国の3Dプリント産業規模の現状
データソース: Essence Securities。
図5 国別3Dプリンター累計出荷台数（1988年～2015年）
データソース: 3D Science Valley。
中国の3Dプリント産業の発展動向について言えば、全体的な発展速度は世界平均を上回っています。市場規模と業界の成長率に関して、3D Science Valleyの推定によると、わが国の3Dプリント業界は2017年に173億元に達し、今後4年間（2017年～2020年）の平均年複利成長率は約41.36％になると予想されています。業界は2020年に670億元に達するでしょう。販売規模で見ると、中国国内と世界の3Dプリンター販売の成長傾向は同じであると控えめに見積もられています。出荷台数の割合で計算すると、2020年の中国の3Dプリンター出荷台数は約77万台に達する可能性があります。
図 6 中国の 3D プリント産業の規模と予測 データ 出典: 3D Science Valley。
2.2 市場競争パターン：外資寡占と国内ブルーオーシャン<br /> 米国の比較的成熟した3Dプリンター市場から判断すると、寡占構造が徐々に形成されつつある。 3Dプリンティング業界の世界的リーダーである米国政府は、これを製造業開発計画における主要技術の1つと位置付け、3つの製造業イノベーション研究所を建設するために2億ドルの投資を発表した。すでに上場しているストラタシーと3Dシステムズに加え、2013年にはエックスワンとボクセルジェットがナスダック上場を果たした。3Dプリント機器の原材料や付属品を提供するプロト・ラブズ、最近3Dプリント業界に参入したロボットメーカーのアイロボットを加えると、米国の3Dプリントコンセプト株陣営は6社となった。
市場シェアで見ると、現在、ヨーロッパとアメリカの市場が最大の市場です。米国の活発な資本市場環境において、材料押出技術（FDM）の発明者であるストラタシーと光硬化技術（SL）の発明者である3Dシステムズは、商業化の機会をしっかりと掴み、成功した資本運用を通じて、両社は業界のリーダーになりました。世界の主要な産業用3Dプリント機器メーカーの中で、ストラタシスと3Dシステムズは、それぞれ57％と18％の市場シェアで世界の3Dプリント市場の大半を占めており、すでに厳格な独占的地位にあります。両社は幅広い顧客基盤を有しており、資本業務提携は両社にとって技術多様化を実現するための重要な手段です。 Stratasys は、使いやすい FDM で世界的に有名であり、2 度の合併と買収を通じて、より洗練された材料噴射技術を獲得しました。 3D Systems は、複数の買収を通じて、直接エネルギー堆積を除く 5 つの主要な技術カテゴリすべてを習得し、最も幅広い技術を持つ企業になりました。
図7 中国3Dプリント産業のクラスター動向
出典: 3D Science Valley。
中国の3Dプリント市場も好調な発展の勢いを見せており、徐々に商業化が進んでいます。製品設計、急速金型製造、鋳造、医療などの分野における技術と設備の応用もますます深化しています。世界の他の地域と比較すると、中国の3Dプリント市場は独自のコア技術と材料資源が不足しており、その結果、業界全体の規模が比較的小さく、企業が分散しており、社会的影響力が限られています。潜在的な市場空間が巨大で、応用分野も多数あるため、現時点では企業が直接競争する機会はほとんどありません。しかし、技術応用分野の拡大に伴い、業界内の企業数も徐々に増加しており、特に国際企業の影響により、今後市場競争が激化する可能性があります。国内の3Dデジタル技術分野の主要企業としては、杭州仙林3D、北京天元3Dなどがあり、3Dプリント分野の主要企業としては、杭州仙林3D、北京龍源オートメーション、湖南華樹、陝西恒通、北京ティアタイムズなどがある。産業集積の状況から判断すると、国内企業のほとんどは我が国の南東部地域に分布しています。
表2 国内主要3Dデジタル化・3Dプリントメーカー
出典：国宣証券。
2.3 産業チェーン構造：国内企業の優位性は産業の中流・下流にある
3D プリンティング産業チェーンは、上流、中流、下流に分かれています。産業チェーンの上流は3Dモデリングツールと印刷消耗品であり、産業チェーンの中流は3D印刷設備、3Dサポート技術設計、3D印刷補助設備であり、産業チェーンの下流は3D印刷のさまざまな応用分野につながる3D印刷サービス産業です。
現段階では、大手 3D プリント企業は一般的に、材料供給、機器製造、印刷サービスを包括的に組み合わせた形で存在しています。これは、産業発展の初期段階における技術推進と市場規模の限界によるものです。長期的には、産業チェーンの各リンクで専門的な分離が起こり、専門的な材料サプライヤーや印刷会社が出現し、製品設計サービスは独立するか、下流の消費者企業に移管されるでしょう。
グローバル産業チェーンの発展の観点から見ると、30年近く発展してきた3Dプリント業界は、すでに産業チェーンとして形を整えており、主導的なプリンターメーカーだけでなく、原材料サプライヤーや関連ソフトウェアプロバイダーも存在します。 3D Systems、Shapeways などの企業が「バリュー チェーン全体」をカバーしようと努める一方で、この新興産業のニッチな分野を模索する企業が増えています。原材料分野では、ゼロックスPARCはセンサーやトランジスタなどの電子製品向けの印刷材料を開発しています。アプリケーションソフトウェアの分野では、エンジニアやプログラマーがコードや設計を随時共有しています。123D、OpenSCAD、Tinkercardなど、無料のオープンソースソフトウェアがますます登場し、3Dプリントの設計コストが削減されています。その他の専門分野で優れた企業としては、ドイツのEOS社が挙げられます。同社はレーザー焼結に注力しており、売上高は類似機器の市場シェアの約50%を占めています。ドイツのEnvisiontec社は光硬化技術とデジタル光投影（DLP）技術を組み合わせ、補聴器とジュエリーの3Dプリントで50%を超える市場シェアを誇り、売上高は約1億ドルです。
国内技術の成熟度から判断すると、国内企業は上流の素材製造よりも中下流の設備や加工において優れている。現在、A株市場における3Dプリント産業に関わる企業は主に、 ⑴上流材料メーカー：銀邦有限公司、海源機械、⑵中流設備プロバイダー：レーザーラピッドプロトタイピング設備およびレーザー発生器メーカーのRobot、レーザー発生器メーカーのDazzle Laser、⑶下流ラピッドプロトタイピング鋳鍛造品メーカー：AVIC Heavy Machinery、Nanfeng Co., Ltd.などである。現在、新三板市場における3Dプリント業界に携わる主な企業は、(1)上流3Dスキャン技術：Xinlin 3D、Beike Guangda、(2)上流印刷消耗品：SAL材料プロバイダーのHongsheng Digital、(3)中流機器プロバイダー：レーザークラッディング機器メーカーのTianhong Laser、およびデスクトップ3Dプリント機器メーカーのTengran Electric、Tosda、Lecai Technologyなどです。
図8 3Dプリント産業チェーン構造
出典: Analysys International。
3. 3Dプリントサービス業界の環境：複数の要因がプラス効果をもたらす<br /> サービス指向の製造、知識ベースの革新能力、さまざまな製造リソースを集約および調整する能力、環境への配慮は、現在の企業競争力と製造業の情報化発展のトレンドの重要な要素となっています。 3Dプリントサービス業界は、3Dプリント技術を利用して、地元の企業や大衆消費者に大規模なサービスを提供しています。さまざまなプロセス技術を組み合わせ、さまざまな業界にアプリケーションを統合し、ソリューションを提案し、いくつかの公益活動と継続的な研究開発を通じて、3Dプリントサービスプロバイダーの市場の深さをサポートする必要があります。
3.1 政治環境: インダストリー4.0を背景とした中国のスマート製造と地方産業政策支援<br /> インダストリアル4.0革命の新たな波の中で、3Dプリントは先進的な製造技術の代表として徐々に浮上しています。この技術は、インターネット情報技術プラットフォームを通じて、モノのインターネット、ビッグデータ、スマート材料などの多くの先進技術と密接に統合され、インテリジェントな製造を実現し、人間の生産とライフスタイルを変えることができます。
スマート製造プラットフォームの統合は、インテリジェント製造が主導するインダストリー 4.0 の青写真を実現するための重要な方法です。スマート製造プラットフォームを通じて、製造需要と製造能力がインテリジェントに接続され、サービスとしての製造という新しい産業モデルが形成されます。 3D プリント技術に代表されるパーソナライズされたカスタマイズされた生産および製造方法は、その「付加的な性質」により、インテリジェント製造プラットフォームに最も適した新興製造技術です。
3Dプリンティングの発展の重要性から、我が国や地方自治体は3Dプリンティング産業の発展を強力に支援するための政策や産業支援計画を相次いで導入してきました。我が国の3Dプリント産業の発展政策の基本的な位置付けは、国家政策とガイドラインの指導を通じて、この産業が主導権を握れるよう導き、地方産業育成計画を通じて地方の実情に合わせた政策支援措置を策定することです。国の政策やガイドラインは市場の方向性を導く上で重要な役割を果たし、一方で地方の支援計画は産業育成や産業開発計画の実施の機会を広げます。これにより、さらに多くの企業が 3D テクノロジーへの投資を増やすよう促されるでしょう。
国や地方自治体の政策指針や産業支援計画をまとめると、主な政策指針の方向性は4つあります。まず、3Dプリントは戦略的な新興産業を支援し、新たな経済的勢いを形成することができます。 第二に、3Dプリントは現代産業を支援し、現代サービスの質を高めることができます。 第三に、3Dプリントは伝統的な有利な産業を支援し、地域産業の転換とアップグレードを促進することができます。 第四に、3Dプリントは産業構造の調整を支援し、地域産業クラスターの発展を促進することができます。
表3 3Dプリンティングの政策解釈 データソース: Essence Securities。
わが国の製造業は、生産指向からサービス指向へ、バリューチェーンのローエンドからミドル・ハイエンドへ、製造大国から製造大国へ、そして「Made in China」から「Made in China Intelligence」への変革という歴史的に重要な時期にあります。市場投入までの最短時間、最高の品質、最低のコスト、最高のサービス、最もクリーンな環境、知識に基づく革新など、製造企業のニーズを満たす新しい製造サービスモデル、すなわちTQCSEKをどのように育成し、グリーンで低炭素の製造をサポートし、中国のスマート製造を実現し、経済成長モードの転換をさらに推進するかは、今後5〜10年間のわが国製造業の発展において取り組むべき重要な課題です。
3Dプリントサービス産業の発展は、「Made in China」から「Smart Manufacturing in China」への変革をリードするでしょう。 「中国製造2025」戦略の継続的な推進に伴い、3Dプリントは製造業の変革の重要なツールとなるでしょう。3Dプリントインテリジェント製造プラットフォームという新しい製造サービスモデルの出現は、将来のインテリジェント化の改革方向に適合しています。政策の継続的な増加に伴い、産業空間の段階的な拡大は、3Dプリントサービス産業の爆発的な成長を効果的に促進します。
3.2 経済環境: 大規模なカスタマイズサービスを通じてアプリケーションの問題点に直接対処し、地域の有利な産業クラスターの市場需要を深く探究する
3D プリンティングの応用分野には、主に消費者向け 3D プリンティング市場、産業向け 3D プリンティング市場、医療分野での応用分野が含まれます。現在、中国における 3D プリントの最大の需要は、民生消費、工業デザイン、航空宇宙および軍事産業からのものです。民生分野では、デスクトップ3Dプリンターが消費者の需要を取り込み、大衆娯楽の大きな市場を開拓すると期待されています。工業デザイン分野では、金型製作の効率性と精度に対する要求が絶えず高まっており、中小型3Dプリンター設備が工業デザイナーの標準になると予想されています。国内の航空機産業と国家軍事費の増加の恩恵を受けて、航空宇宙および軍事産業は、大型ラピッドプロトタイピング設備の最大の成長点になると予想されています。さらに、原子力発電所建設のピーク期が近づいており、これもラピッドプロトタイピング産業の成長に好ましい条件を提供します。
わが国は3Dプリンティングの分野ですでにかなりの力をつけており、その技術の一部はすでに世界をリードしていますが、商業的応用と工業化の面では比較的遅れをとっています。 3Dプリンティングの分野にはビジネスチャンスとリスクの両方があり、収益性の高い応用分野とビジネスモデルを見つけることが鍵となります。過去2年間の国内3Dプリンターメーカーの強力な発展の勢いに頼って、珠海、青島、武漢、成都などの都市は3Dプリント産業団地の建設を開始し、資金、土地、支援政策の面で支援を提供しています。
現在、3D プリント技術の産業普及にはいくつかの困難があります。まず、プリンターと材料の購入コストが高すぎます。次に、3Dプリンター所有者の起動率は一般的に低いです。3番目に、ほとんどの応用分野ではカスタマイズされた製品が必要であり、コストを削減するために大規模生産を形成することは困難です。
表4 3Dプリンティング技術の応用分野の現状 データ出典：国信証券
まず、3Dプリンターの購入費用や材料の使用コストが高すぎます。 3D プリント技術は、工業モデリング、製品設計 (物理モデル/サンプル)、機械製造、金型製造、航空宇宙 (風洞用ソリッドモデル)、軍事、建築設計、映画およびテレビ、家電製品 (新製品の開発)、軽工業、医療 (人体臓器モデル、骨)、芸術創作、考古学/文化遺産の複製、デジタル彫刻、ジュエリーなどの分野で広く使用されています。しかし、3Dプリンターの購入価格が高いため、消費者向け3Dプリンターの購入コストは数千元から数万元の範囲であるのに対し、産業用3Dプリンターの購入コストは数十万元から数千万元の範囲となっています。高い応用コストは、3D プリント技術の普及と産業の発展における大きなボトルネックとなっています。
第二に、3Dプリンター所有者の起動率は一般的に低く、60％以上の3Dプリンターが生産能力をフルに解放しておらず、各起動の「フルポット率」も非常に低い。小型のサンプル製品を大型印刷装置で印刷することを基準とすることがよくあります。しかし、プリンター所有企業が投入する労力、エネルギー消費、消耗品、生産時間は、フルポット印刷コストとほぼ同じであり、結果として大量の印刷注文が分散しています。
最後に、既存のマスカスタマイゼーションは、主に顧客が必要とする製品をモジュール化して生産しており、パーソナライズされたカスタマイズ機能を備えた製品を低コストで提供することは困難です。特に、数量の少ないカスタマイズ製品の場合、形状を少し変更するだけでも別の金型を作り直す必要があり、生産コストが高くなり実用的ではありません。したがって、マスカスタマイゼーションは、カスタマイズが主にスタイリングに基づいている業界におけるギャップです。
オンラインネットワーククラウドプラットフォームを構築し、オフライン印刷サービスセンターを作成し、オンラインとオフラインを統合したIoTクラウドプラットフォームを開発することで、企業や一般消費者にパーソナライズされたカスタマイズを提供し、業界の問題点に直接対処し、巨大な市場需要を持ち、大きな応用価値を持つ大規模なカスタマイズされた3D印刷サービスを実現します。
我が国の産業集積の特徴に基づき、地域によって有利な産業は異なります。 3D プリント製造サービスに対する要求も異なります。現在、産業グレードの 3D プリンティングの需要が最も強い業界としては、航空宇宙および軍事産業、産業機械、自動車、家電製品、建設などがあります。航空宇宙・軍事産業の有利地域は北京市、四川省、陝西省、湖北省、江蘇省、広東省など。産業機械産業の有利地域は広東省、浙江省、江蘇省など。自動車産業の有利地域は重慶市、広東省、山東省、江蘇省など。家電製品の有利地域は海南省、広東省、山東省、上海市、浙江省など。建設産業の有利地域は北京市、海南省、広東省、浙江省、上海市、江蘇省など。
3D プリント サービス業界は、さまざまな応用分野に完全に浸透し、業界と深く融合できる必要があります。そのため、3Dプリントサービス業界では、各地域の優位産業を踏まえた戦略的展開計画や事業実施戦略を立案できる必要があります。
表5 3Dプリンティングの主要応用分野におけるA株企業の地域分布
データソース: Wind Information。
3.3 社会環境：パーソナライズされた消費の需要の増加により、大量生産からカスタマイズ生産への移行が進む<br /> 経済のグローバル化と脱工業化時代の到来により、一方では技術の進歩が市場競争の状況に変化をもたらし、企業が提供できる製品やサービスの差はますます小さくなり、革新的な技術によってもたらされる競争上の優位性を維持できる期間はますます短くなっています。一方、消費者の能力の向上により、消費者の要求はますますパーソナライズ化しています。情報技術の進歩、特にインターネットの普及により、消費者はインターネットを通じてさまざまな商品やサービスの情報をより便利に入手できるようになり、商品やサービスの供給者への依存度が低下しました。消費者はより積極的かつ専門的になっています。消費者がますます洗練されるにつれて、製品が消費者のパーソナライズされたニーズを満たすことができるかどうかが企業にとってますます重要になってきています。企業がパーソナライズされた製品やサービスを柔軟かつ効果的に提供できるかどうかが、成功の鍵となっています。
1990年代以降、継続的な市場細分化、技術の進歩、消費者のパーソナライズされた需要の増加などの要因の影響を受け、豊かな市場と過剰な同質製品の環境で競争するために、企業の製品生産モデルは大規模生産からカスタマイズ生産へと徐々に進化してきました。単一の製品のライフサイクルは、より短くて短くなっています。カスタマイズでは、企業が柔軟性のある生産パラダイムを使用し、低反復、高い信頼性、大規模なカスタマイズコストなどの要件を満たす必要があります。したがって、3Dプリンティングは、カスタマイズされ、非常に複雑な産業および消費者の分野で市場を徐々に開始し始めました。
3.4技術環境：複数のテクノロジーを習得し、リソースを統合できる必要性は、業界の競争に対する高い障壁につながります<br /> 3D印刷技術を適用して地元企業や大衆消費者に大規模なサービスを提供するには、3D印刷技術、クラウドコンピューティング、モノのインターネットなどの複数の最先端のテクノロジーを統合する必要があります。現在の市場から判断すると、3D印刷技術の工業化サービスに従事している20を超える学校や関連企業がありますが、プロの事業に真に従事している企業は多くなく、複数の技術を習得した企業はさらに少ないです。
3D印刷技術向けの大規模なサービスプラットフォームを構築するには、オフラインサービスセンターの主要なダウンストリーム産業におけるアプリケーションの蓄積を組み合わせ、3Dデジタルテクノロジー、CADテクノロジー、さまざまな3Dプロセス印刷技術を統合して、複数の業界および分野でのアプリケーションの包括的な3D印刷ソリューションを提供する必要があります。具体的には、競争上の優位性を獲得するためには、次のコアテクノロジーにリソースとリソースを統合する能力が必要です。
（1）3D印刷製造技術
3D印刷技術は1980年代に発表されました。現在、原材料形式、ユニットの製造メカニズム、エネルギー供給方法に基づいて、市場には数十の異なる3D印刷技術があります。 3D印刷サービス業界は、アプリケーションフィールドの印刷ニーズに基づいて顧客にサービスを提供するために、さまざまなテクノロジーを巧みかつ包括的に使用できる必要があります。
図9 8処理技術の分類に基づく主要な3D印刷技術
出典：hybridmanutech.com、Guosen証券。
（2）クラウドプラットフォーム開発技術 クラウドプラットフォーム開発テクノロジーの目標は、ユーザーに高速3D設計モデリング、印刷機器へのネットワークアクセス、統合された印刷前処理/ポストプロセッシングチェーンを提供することです。クラウドプラットフォームアーキテクチャ設計、クラウドオブジェクトデータストレージテクノロジー、クラウドプラットフォームの監視および分析システム、および運用およびメンテナンス管理システムテクノロジーなど。
（3）クラウドプラットフォームと関連システム統合技術のパーソナライズされたカスタマイズ関数の開発<br /> クラウドプラットフォームのパーソナライズされたカスタマイズ機能開発テクノロジーは、ユーザーのパーソナライズされたカスタマイズサービスのニーズを実現するのに役立ちます。設計要件を公開し、生産リソースを割り当てることにより、クラウドプラットフォームは、パーソナライズされたカスタマイズされたサービス要件のモデルをさまざまなサービスセンター機器（ルーティング、スタンバイ、冗長性）に自由に割り当てることができます。
クラウドプラットフォーム関連のシステム統合テクノロジーは、「クラウドコラボレーション」を使用して、複数の3D印刷センターに同時印刷するため、分布の製造と迅速な配信を通じて、散在する注文は3Dプリンターまたは3Dプリンティングセンターに集中して、3Dの印刷能力を高めます。流通システムは、最終消費者により効率的な印刷サービスを提供するために使用されます。
（4）オフラインの3D印刷制作および処理サービス操作
3D印刷制作および処理サービスには、主にデジタルの獲得、設計と分析、産業用および消費者グレードの3D印刷ハードウェアサービス、モノのインターネットテクノロジーサービスなどのソフトウェアサービスが含まれます。
4。3D印刷サービス業界の現在のステータス：テクノロジーとリソースの統合機能
4.1海外の状況：「ワンストップ」フルバリューチェーンサービスモデルが出現しています<br /> グローバルな3D印刷サービスの巨人の分析に基づいて、3D印刷サービスセグメントにはますます多くの企業が参加していることがわかりました。
3D印刷の総利益率は非常に高いため、その総利益率は50％であり、一部の企業は100％に達する可能性があります。アメリカの3Dプリントコンセプトストックは、業界の高い利益の典型的な代表者です。たとえば、3D印刷機器に原材料とアクセサリーを提供するProtolabsは、3013年の第1四半期にさらに驚くべき総利益率を持っています。これらの企業が3D印刷機器のみを販売している場合、総利益率はそのような総利益率を持っていません。
3DシステムとShapewaysに代表される企業は、顧客に「ワンストップ」フルバリューチェーンサービスモデルを提供することを選択しています。典型的な利益モデルは、付加価値の高いフィールドで3D印刷を使用し、印刷機器を販売しながら顧客に高価格のサポート資料を販売することです。
世界最大の3Dプリンターメーカーおよびソリューションプロバイダーとして、3D Systemsはプリンターを提供するだけでなく、プリンター向けのサポートする原材料と関連デザインソフトウェアも販売し、そのソリューションを顧客にトレーニングしています。
特に、3D Systemsは最近、QuickParts Rapid Prototyping Businessを拡大し、3D Systems On Demand Manufacturingに改名し、デジタル3Dファイルからデザイン、反復、生産をデジタル3Dファイルから直接使用できるようにするオンラインのプロの3D印刷および製造サービスを提供しました。 3Dシステムオンデマンド部品製造サービスは、金属およびプラスチック部品の3D印刷から、CNCの機械加工、射出成形、ポリウレタンモデリングの鋳造にまで及びます。デジタル製造ツールへの即時のオンラインアクセスを提供し、高品質の3D印刷部品とプロトタイプを提供し、業界で最も速く、最も信頼性の高いターンアラウンド時間を提供します。大規模で効率的なデジタル生産施設は、さまざまなアプリケーション分野の企業の特定のビジネスニーズを満たすことができます。同時に、3D Systems On Demand Manufacturingは、オンライン3D印刷サービスを提供するだけでなく、製品開発ライフサイクル全体でサービスチームをサポートするための包括的な範囲の従来の添加剤製造技術を提供します。この3D印刷サービスを使用すると、生産と製品の開発時間を短縮するのに役立ち、世界中の生産サービスセンターから直接出荷できます。
図10 3Dシステムオンデマンド3D印刷サービスプラットフォーム
出典：3D Systemsの公式Webサイト
3Dシステムと同様に、Shapewaysは、バリューチェーン全体をカバーするために努力している3D印刷会社でもあります。違いは、後者がウェブサイトの形であることです。これは、主に4つの主要なネットワークプラットフォームに依存しており、顧客が3D印刷技術を使用して必要な製品を作成するのを支援しています。印刷サービスの提供に加えて、ShapewaysはWebベースの3Dモデル設計ソフトウェアも開発しました。クラウドベースのオンラインデザインソフトウェアは、Shapewaysの成功に大きく貢献しています。 2009年に設立されたとき、Shapewaysは1か月あたり10,000を超える3D印刷オブジェクトを販売し、2015年には1か月あたり180,000以上に達しました。
Shapewaysの4つの主要なオンラインプラットフォームの中で、GRABCADプラットフォームは、3D印刷デザインのアイデアとCADコンピューターモデリングソフトウェアモデルを共有するために300万人以上の登録メンバーを抱えて、プロのデザイナー、エンジニア、メーカー、学生にサービスを提供する世界最大の3D印刷オンラインコミュニティです。 Makerbotプラットフォームは、主に3Dプリンター、消耗品、アクセサリーなどの購入ニーズに向けたショッピングガイドサービスを提供しています。 Solidscapeプラットフォームは、主に高精度の3D印刷機器と消耗品を販売しています。 Shapeways Direct Manufacturing Platformは、プロトタイプの設計、製造支援、生産部品まで、企業や個人にワンストップの専門的なソリューションを提供する産業印刷サービスを提供しています。
図11 Shapewaysの4つの主要なネットワークプラットフォーム
出典：Shapeways公式ウェブサイト図12 ShapewaysのMakerbot Storeは3D印刷ショッピングガイドサービスを提供しています
出典：Shapewaysの公式Webサイト3D印刷技術の工業化の鍵は、テクノロジーと市場ユーザーを組み合わせる方法です。国内企業の場合、処理サービスから始めて、顧客との完全な通信、詳細なソリューションの策定、および相手のニーズに基づいて精度と材料を選択することは、企業の健全な発展のための実行可能な道である必要があります。 3Dプリンターは、業界と密接に統合された製品です。したがって、3D印刷サービス会社は、独自のリソースとアイデアに基づいて1つまたは複数のニッチ領域を特定し、詳細に掘り下げる必要があります。
4.2国内ステータス：3D印刷サービス業界セグメントは徐々に形になり、幅広い市場の見通しがあります
3D印刷サービス業界のセグメンテーションは形になっており、市場の見通しは幅広いものです。 3D印刷サービス業界は、オンライン3D印刷サービス（パーソナライズされた設計、データ処理サービス、トランザクションサービスを含む）およびオフラインの3D印刷制作および処理サービスに分割されています。
オンライン3D印刷サービスサブ産業に関しては、ReprapやFab@Homeなどの3D印刷オープンソースプロジェクトの開発、およびFDM特許の有効期限が増えているため、消費者3D印刷市場は急速に発展しており、一般の人々向けのオンライン印刷サービスの新しいビジネスモデルも登場しました。
中国でのオンライン3D印刷サービスの開発は、基本的にその海外で同期しています。 Yizao.comは、オンラインでの3Dモデルをオンラインで分析できます。現在、一部の機器サプライヤーは、サードパーティのネットワークプラットフォームに依存してオフラインの3D印刷センターを展開し始めていますが、ネットワーキングとインテリジェンスがありません。
近年、国内のオンライン3D印刷サービスは、当初、パーソナライズとカスタマイズの需要が大幅に刺激されています。
3D印刷サービス業界の構造に関しては、国際的なスケールで形になり始めたメインのオンライン3Dサービスプラットフォームには、Shapeways、Autodesk、Stratasys、Onshapeなどがあります。中国では、主に3D製造、デーモンモンキー、フューチャーファクトリー、イファ、プラチナ、フアシュフェンフアズフオリ、その他のプラットフォームなどの一連のプラットフォームがあります。次の表は、各エンタープライズのAlexaランキング、PVデータ、およびIPデータをまとめたものです。
表6国内外でのオンライン3D印刷サービスの主要メーカー
出典：最初に3Dクラウド印刷を改良します。
図13 PV比較図
データソース：最初に3Dクラウド印刷を改良します。
図14 IP比較図
データソース：最初に3Dクラウド印刷を改良します。
3D印刷業界が継続的に増加しているオフラインの3D印刷および処理サービスサブ産業に関しては、3Dプリンターまたは最終的なコンポーネントは、3Dプリンターを購入することによって行われません。このサービス指向のビジネスのほとんどは、Midstream機器メーカーによって提供されており、これらの大規模な機器メーカーのほとんどは、独自の3D印刷サービスプラットフォームを構築します。現在、国内外の有名な3D印刷サービスプラットフォームには、3Dハブ、3Dシステム、C.ideas、Fast Radius、Fictiv、Proto Labs、Stratasys Direct Manufacturing、Studio Fathomが含まれます。
5。3D印刷サービス業界の将来：分散型製造を通じて製造生産パラダイムを再構築する<br /> 今日、ますます変化する市場の増加、グローバル市場参加者の増加、短命の販売市場、パーソナライズされた製品に対する顧客の需要、およびますます洗練される生産プロセスは、従来の製造の生産パラダイムに常に挑戦しています。従来の製造の生産パラダイムは、カスタマイズされた生産環境で行われた複雑な生産決定に適応することと、より短い頻度と不均一な利用を備えた生産プロセスに適応することは困難です。マルチバッチスモールバッチカスタマイズの複雑な不確実性に対処するには、製造業界の生産パラダイムを更新して、低反復、高い信頼性、大規模なカスタマイズコストの要件を満たすために、柔軟性とモビリティを備えた新しい生産パラダイムを形成する必要があります。生産性と高品質を維持し続けるために、将来の製造業のパラダイムは、業界4.0のインテリジェントな製造業で分散した製造モデルになります。分散型製造を使用して、製品生産の単位時間消費は、1つの加工プラントで製造された10,000個の完成品と同じ単一の最終製品を生産するわずかになります。前者は倉庫や物流を必要としません。
3D印刷技術の高度な性質に基づいて、3Dプリンティングのインテリジェント製造は、製造生産パラダイムを再構築するための強力なツールです。 2015年、中国政府は、モバイルインターネット、クラウドコンピューティング、ビッグデータ、モノのインターネットなどの統合を促進するための「インターネット +」アクションプランを策定し、最新の製造や革新的な製造などの新しいビジネスモデルの生成を促進しました。将来的には、データ駆動型の3D印刷技術は製造能力のリアルタイム制御を実現できますが、クラウドコンピューティング、ビッグデータ、モノのインターネットなどのインテリジェントな分散制御補助システムは、分散型の製造目標を達成し、集中的な生産目標を分解し、地元の生産目標に迅速に対応し、生産ニーズの変化に合わせて経済的かつ柔軟な対応をすることができます。これにより、製造はよりlear的で、より分散し、コストが低くなります。
まず第一に、3Dプリントのインテリジェントな製造は、製造をサービスとして実現することができます。 3D印刷技術の開発以来、さまざまな製造ニーズを満たすさまざまな3Dプリンターが発売されており、さまざまなタイプの3D印刷製造機能のパッケージングと仮想化を実現することができます。
第二に、3Dプリンティングのインテリジェントな製造は、不確実な製造を満たすことができます。代わりに、3D印刷のインテリジェントな製造パラダイムにおいて、製造ニーズの満足度だけの最適な解決策はありません。これにより、複数の3D印刷技術を組み合わせて、3D印刷のインテリジェントな製造の不確実な製造能力が実現します。具体的には、製造タスクの説明、3D印刷分散の製造サービス、サービスの選択と拘束力のあるもの、サービスの組み合わせの選択、製造結果評価を備えた製造タスクのマッピングとマッチングが含まれます。
繰り返しますが、3D印刷インテリジェント製造はマルチユーザー製造をサポートしています。従来のネットワーク製造モデル（ASP、製造グリッドなど）の焦点は、ネットワークを介して散在する製造リソースを接続し、仮想の集中リソースを形成し、複雑な製造タスクをいくつかの単純なタスクに分解します。 3D印刷製造は、「分散リソースの集中的な使用」のアイデアを反映しているだけでなく、「集中的なリソース分散サービス」のアイデアを実現します。
さらに、3Dプリントのインテリジェントな製造は、オンデマンドおよび有料製造をサポートしています。分散型製造は、新しい需要主導型の、従量制のサービス志向の製造モデルです。このモデルでは、ユーザーは需要主導型、ユーザー主導、および従量制の方法を使用して、製造サービスセンターの製造サービスリソースを利用しています。ユーザーと製造リソースプロバイダーは、組み合わせと給料のような関係を形成できます。
最後に、3Dプリンティングのインテリジェントな製造は、低枠のクラウドソーシング製造を実現するのに役立ちます。従来の製造企業には、独自の工場の建物、機器、材料、情報施設、技術者、その他の完全な製造条件が必要であり、対応する設計、製造、管理、販売、その他の機能も必要です。分散型製造モデルでは、企業はこれらすべての条件や能力を持つ必要はありません。これにより、企業のエントリのしきい値が低下し、生産とエンタープライズの組織がより柔軟で多様化されます。
6. 結論
3Dプリンティングは第3産業革命として知られており、私の国の「Industry 4.0」および「Made in China 2025」計画の主要な戦略産業でもあります。中国はすでに3D印刷の分野で非常に能力があり、いくつかの技術は世界よりも先にあります。ただし、複雑なプロセス、プリンターの購入コスト、不安定な印刷需要などにより、添加剤の製造業の顧客は、カスタマイズされたダウンストリームサポートサービスを提供するために企業を必要とすることがよくあります。中国の3D印刷技術は、3D印刷サービス業界の工業化と健全な開発を真に実現しています。
このレポートは、最初に3Dプリンティング業界のパノラマ分析を実施し、次に3D印刷サービス業界環境の詳細な分析を実施し、次に3D印刷サービス業界の開発の現在の状況と傾向を編成し、最終的に3Dプリンティングサービス業界の将来の開発方向性に関する見通しを提供し、3D印刷サービス業界の観点から3Dプリンティング技術の観点から説明します。有望な将来において、3D印刷サービス業界は、分散型製造を通じて製造生産、組織、取引方法、製造条件を変更し、将来の製造業の生産パラダイムを深く再構築すると考えています。
出典：Guosen証券著者：Sun Yongyuan
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