ガートナーのトップ 5 予測: 2021 年までに新型航空機の 75% が 3D プリント エンジンを使用する

3D プリンティングは多くの企業のビジネス モデルを変えています。

ガートナーの予測では、3D プリント技術を使用した製造方法が著しく進歩した 3 つの主要産業 (医療機器、航空、消費財) が挙げられています。

これらの業界から得られた教訓は、大部分において、すべての製造業に学んで適用することができます。

予測 1: 2021 年までに、新しい航空機の 75% に 3D プリントされたエンジン、胴体、その他の部品が使用されるようになります。

航空宇宙産業は、3D プリント技術を最初に導入した産業の 1 つです。

長期にわたる製品設計と開発サイクルに悩まされていた航空宇宙メーカーは、民間市場と軍事市場の両方で、航空機の 3D モデルとコンポーネントの早期の実証の場となっていました。

ほとんどの業界では依然としてモデルが 3D プリント技術の主な用途ですが、航空業界では 3D プリントされたツール、治具、固定具、完成品が積極的に使用されています。

たとえば、ボーイングは 20 年間にわたり 4 か国の 20 都市で積層造形を実施しており、商業プロジェクトと防衛プロジェクトの両方で 50,000 個を超える 3D プリント部品が使用されています。

GE Aviation の新しい先進的なターボプロップ エンジン設計では、従来製造されていた 855 個の部品を 12 個の 3D プリント部品に削減し、出力を 10% 増加させ、燃料の使用量を 20% 削減し、開発サイクルを短縮して設計コストを削減しました (図 1 を参照)。

図1: GE Aviationの先進プロペラエンジン

予測 2: 2021 年までに、外科医の 25% が手術前に 3D プリントされた患者モデルを使用して練習するようになります。

病院や専門研究所では、医療用画像処理、CAD、3D プリント ワークフロー ソフトウェアを統合した 3D プリント ハードウェア、ソフトウェア、サービスへの投資額が増加しています。

ガートナーは、大規模な病院や医療研究機関の約 3% がオンサイトで 3D プリント機能を備えていると推定しています。

図2: 3Dプリントされた子供の脳外の外科モデル

3D プリントやその他のテクノロジーが進歩するにつれて、3D プリントは教育病院や専門センターからより広範な病院システムへと拡大していきます。

一例として、トレーニングと手術計画にチームアプローチを採用しているボストン小児病院が挙げられます。臨床医、産業エンジニア、設計者、シミュレーションの専門家、患者ケアチームがすべて関与します。

3D プリントの事例が増えるにつれて、ガートナーは、外科医や医療従事者によるターンキー ベースの 3D プリント技術の需要が高まると予想しています。

外科手術のトレーニングとシミュレーションを改善する戦略の一環として、3D プリント技術はバックオフィスの研究室という目立たない場所から医療の最前線へと移行しつつあります。

予測 3: 2021 年までに、世界のトップ 100 消費財企業のうち 20% が 3D プリント技術を使用して、パーソナライズされたカスタマイズされた製品を生産するようになります。

消費者向け製品を製造する企業では、製品のプロトタイプとテンプレートが 3D プリント技術の最も一般的な用途です。

Fishman (ギターアンプ) や Unilever (家庭用品) など、幅広い製品タイプを扱う企業はすでに 3D プリントを使用して、製品の設計から製造までのプロセスで時間とコストを大幅に節約しています。

しかし、ラピッドプロトタイピングは唯一の関連するユースケースではありません。

3D プリント技術は、消費財企業のサプライチェーンにも大きな影響を与える可能性があります。カスタマイズされた生産により在庫が削減され、コストと生産が最終顧客に近づくことができます。

「地産地消」へのパラダイムシフトにより、消費財企業はビジネスモデルを再考することになるだろう。

たとえば、Raceware という会社は、3D プリントを使用してカスタム自転車部品を作成し始めました。

いかなる消費財市場でも、付加製造や 3D 印刷技術が大量生産に完全に取って代わることはまずないでしょう。

実際、現在の低い普及率から、3D プリント技術を必要としない実際の使用例に移行することが予想される製品カテゴリは数多くあります。

組織は、3D プリント技術と従来の製造技術を比較する際に、コストと利益のトレードオフを学ぶ必要があります。

予測4: 2021年までに、企業の20%が社内に新会社を設立し、新しい3Dプリント製品やサービスを開発するでしょう。

今日、ビジネスは電光石火の速さで動き、テクノロジーはさらに速く進化しています。既存企業は常にスタートアップ企業や新興企業との競争に直面しています。

急成長を遂げているこれらの企業と連携するには、組織内に専任チームを設置し、3D プリントやその他の革新的なテクノロジーをビジネスに迅速に導入できるようにする必要があります。

図3: BASF 3Dプリント熱可塑性コンセプトエアタイヤ

過去数年間にわたり、エアバス、BASF、ゼネラル・エレクトリックなどの大企業が、産業規模の3Dプリント技術を扱う社内スタートアップ企業を設立してきました。

これらの企業は、従来の製造方法では製造が困難またはコストがかかりすぎる部品の製造プロセスへの 3D プリント技術の統合を加速することができます。

社内に 3D プリントのスタートアップ企業を設立するというコンセプトは急速に広まっており、今後数年間で非常に一般的になると思われます。

社内の起業家チームにより、企業は既存の収益を保護しながら、3D プリント技術の革新における最も優れたアイデアのいくつかを獲得できるようになります。

予測 5: 2021 年までに、製造企業の 40% が 3D プリンティングのセンター オブ エクセレンス (COE) を設立します。

エンタープライズ製造分野のガートナーのクライアントの多くは、バリュー チェーンのどこかの時点ですでに 3D プリント テクノロジーを採用しています。

ほとんどの場合、社内の研究開発部門と製造部門の両方が 3D プリント技術への投資を増やし、外部パートナーを通じてオンデマンド サービスを提供する能力も向上させています。

3D プリント センターを設立するメリットは、既存の 3D プリント技術をさらに向上させ、3D プリント技術を実践するとともに、テス​​ト標準を作成して設計革新を改善し、主要プロセスを標準化し、品質と検査プロセスの改善に重点を置くことです。

3D プリント センターは、トレーニング機関やサプライ チェーン パートナーのエクスペリエンス センターとして、また社内チームのオフィス スペースとしても機能します。

一部の中堅メーカーもこれに追随し、3Dプリントセンターの設置を開始しているが、投資規模は小さい。

これらの企業は、必要な資本コストと専門の人材が小規模なプロジェクトには大きすぎることが多いため、3D プリント サービスを外部委託する傾向があります。

3D プリンティング センターの長期的な目標は、設計と製造のプロセスをシームレスにリンクし、製品の設計、製造、保守に広範囲にわたる影響を与えることです。

3D プリンティングにより、組織は「大量生産に最適な製品を設計する」という考え方から「最適に設計された製品を大量生産する」という考え方に移行できます。その後、同社のビジネスモデルも変化していくだろう。