2016 年世界 3D プリンティング業界分析レポート (簡易版)

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第1章 3Dプリントの概要

米国材料試験協会 (ASTM) の定義によると、3D プリンティングとは、3 次元デジタルモデル設計、ソフトウェアによる階層化離散化、CNC 成形システム、レーザービーム、電子ビームなどの方法を使用して、金属粉末、セラミック粉末、プラスチック、細胞組織などの特殊な材料を層ごとに積み重ねて結合し、最終的に重ね合わせて成形し、物理的な製品を製造するプロセスです。
概念的には、業界用語の「付加製造」と同義です。

3D 印刷プロセスには通常、データ取得、データ処理、印刷、後処理の 4 つのステップが含まれます。最初の 2 つのステップでは主にソフトウェアと光学イメージング技術が関係し、3 番目のステップでは材料、機械、電子機器が関係します。最初の 3 つのステップは互いに補完し合い、リンクのいずれかに問題があると最終的な印刷結果に影響します。後処理手順は、従来の処理方法を使用して印刷されたオブジェクトの外観と特性を改善することに重点が置かれます。

図: 基本的な 3D プリントのフローチャート

出典: 新素材オンライン 3D 印刷技術は、1976 年のインクジェットプリンターの発明にまで遡ります。 1984年、チャールズ・ハルは光学技術をラピッドプロトタイピングの分野に応用し、3Dプリンティングの幕を開けました。その後の数十年にわたり、さまざまな 3D プリント技術が複数の業界で並行して開発されました。現在では、製造、医療、学術、航空宇宙、軍事など、さまざまな分野に広がっています。

第2章 3Dプリンティング産業チェーンの分析

第1章 3Dプリンティング産業チェーンの概要<br /> 3Dプリント産業チェーンを構築することで、従来の産業の最適化とアップグレードをさらに促進することができます。 3D プリンティング産業チェーンは、研究開発設計、機器製造、材料開発、産業アプリケーション、公共サービスなどのリンクをカバーする必要があります。 3Dプリント業界と関連業界との接点は、主に新素材の開発と、伝統産業の変革とアップグレードの推進に反映されています。基礎資料は 3D プリントの原材料をサポートし、モデルソフトウェアは印刷機器の研究開発と製造に役立ちます。ソリューションプロバイダーは、航空宇宙、ヘルスケア、自動車製造、設計、教育、食品加工など、さまざまな分野に 3D プリントを適用しています。

図表: 3D プリント産業チェーン
出典：Sairui Researchによると、3Dプリント産業チェーン全体は、上流の基本アクセサリ産業、3Dプリント機器メーカー、3Dプリント材料メーカーとサポート企業の3つの部分に大まかに分けられ、下流は主に3Dプリントの主要な応用分野です。通常の意味での 3D プリント業界は、主に 3D プリント機器、材料、およびサービス企業を指します。

約 40 年の開発を経て、3D プリンティングは完全な産業チェーンを形成しました。産業チェーンのあらゆるリンクに大手企業グループが集まっています。世界的に見ると、Stratasysや3D Systemsに代表される設備企業が業界チェーンの主導的役割を果たしており、これらの設備企業は通常、材料や印刷サービスを提供でき、強い発言力を持っています。

統計によると、中国には現在、産業用3Dプリント機器メーカーが50社、消費者向け3Dプリント機器企業が100社、3Dプリント材料企業が50社、3Dプリントサービス企業が120社あります。（一部繰り返し）

図: 3Dプリンティング産業チェーンの代表的な企業
出典：セリ研究開発第2部3Dプリント材料開発

材料技術は 3D プリント技術の中核であり、3D プリントの発展を直接的に制限します。 1982 年の SL ステレオリソグラフィーの登場から今日の 3DP 成形まで。これらはすべて、新しい材料の出現によって引き起こされます。たとえば、SL 材料は液体感光性樹脂、LOM はシート材料、SLS は焼結可能な粉末材料、FDM はホットメルトワイヤなどです。材料の物理的形状、化学的性質、その他の側面には大きな違いがあるため、今日では 3D プリント材料にはさまざまな種類があり、3D プリント成形方法も多種多様です。過去数十年にわたる 3D プリント技術の発展において、新しい材料は 3D プリント技術の重要な原動力となってきました。そのため、先進国を中心に世界中で3Dプリント技術に携わる企業や大学では、より用途が広く、成形が容易な新素材の開発が活発に行われています。

材料は、ある程度、3D プリント業界を乗っ取っています。現在、世界で入手可能な 3D プリント材料はほんの一握りであり、私の国は関連材料を輸入に大きく依存しています。材料問題に大きな進展がなければ、3Dプリント技術の発展に大きな影響が出るだろう。材料は、特に工業生産アプリケーションにおいて、3D プリントの将来の成功の鍵となります。従来の製造方法と比較すると、3D プリントの材料の選択肢は限られています。

技術と材料のマッチングの観点から、SLA 技術は現在主に液体感光性樹脂を使用し、FDM 技術は主にフィラメント状のホットメルトプラスチックを使用し、LOM はフィルム材料を使用し、SLS は金属粉末を使用し、3DP は金属粉末またはプラスチック粉末などを使用できます。現段階では、3D プリント材料の開発は日々変化しており、技術と研究開発の進歩により、現在 3D プリント製造に使用できる材料は 300 種類以上あります。

材料の開発は困難でコストがかかり、3D プリントエコシステムの構築において依然として制約となっています。 3D プリント材料は、主にポリマー材料、金属材料、無機非金属材料、生体材料に分けられます。その中で、ポリマー材料は現在3Dプリントで使用されている主な材料です。金属材料は応用の見通しが最も大きいですが、開発技術の障壁が高く、広範囲に適用するにはコスト削減が前提となります。無機非金属材料の応用と開発は比較的遅く、まだ研究開発段階にあります。バイオマテリアルはまだ初期段階にあります。

北米とアジア太平洋地域は、世界の 3D プリント材料の販売収益の 68% を占めており、北米の市場収益が最も高く、次いでアジア太平洋地域となっています。今後、アジア太平洋地域での3Dプリントの推進により、アジアは3Dプリント材料の需要が最も急速に増加する地域になると予想されています。現在、3Dプリンターユーザーの90％がデスクトップ製品を使用しているため、ABSとPLAという2つのプラスチック材料などの消耗品の消費量が50％以上を占めています。現在、ポリマー材料メーカーも主にABS、PLA、ナイロン材料に集中しています。プラスチック 3D プリント材料、特に ABS と PLA の需要が高まっています。しかし、売上面では、金属材料は価格が高いため、世界の3Dプリント材料売上の80％以上を占めています。

3Dプリント技術の発展を決定する重要な要素として、3Dプリント材料の地位は明らかであり、3Dプリント技術の徐々に普及するにつれて、材料の需要も急速に高まっています。 2015年には、3Dプリント材料の世界販売量は2,500トンを超えると予想されています。

第3章 3Dプリンターの開発状況

先進国は、付加製造と 3D プリンティングの開発と応用においてはるかに進んでいます。 1988 年に積層造形装置の商業販売が開始されて以来、過去 20 年間で世界中の数十か国がこれらの装置を購入し、設置してきました。過去20年間の各国の総設備容量のシェアから判断すると、米国が38％のシェアで圧倒的にリードしており、日本、ドイツ、中国が第2位を占めています。設置容量も基本的にはこの先進的な加工製造技術と応用の世界の状況を反映しており、従来の加工製造と似ていますが、今回も米国が最前線に立っているという点が異なります。中国も追いつこうと努力している。

3D Hubs のプラットフォームに登録されている 3D プリンターの分析によると、Stratasys は MakerBot の買収の恩恵もあって 25.5% のシェアで市場リーダーとなっている。これに続いてRepRapとUltimakerがそれぞれ21.9%と18.4%の市場シェアを占めています。 3D Systemsの設備所有率は10.8%で第4位。

2015年、世界の3Dプリンティング業界の複合年間成長率は過去27年間の平均を下回り、過去3年間で最悪となりました。 2015年、全世界の3Dプリンターの総出荷台数は230,228台に達し、前年比47.73%増加しました。そのうち、デスクトップ/パーソナル3Dプリンターは急成長を維持しましたが、産業/プロフェッショナル3Dプリンターの販売は一定程度減少しました。

グラフ: 2008 年から 2015 年にかけての世界 3D プリンター機器出荷量の伸び

出典: Sairui Research 2.3.1 コンシューマー向け 3D プリンター

消費者向け3Dプリンターの応用はアマチュアから始まりましたが、技術の発展と人々の革新感覚の向上により、インターネットと組み合わせて新しいビジネスモデルを生み出すことができるようになりました。消費者向け3Dプリンターは主にFDM技術を採用しており、印刷材料はPLAやABSなどのポリマー材料がほとんどです。消費者分野は主に文化創造産業と教育産業に分布しています。 2015年、世界の消費者向け3Dプリンター機器は急速な成長を維持しましたが、成長率は鈍化しました。年間出荷台数は218,616台で、前年比56.62%増加しました。 2016年は、消費者向け3Dプリンターにとって良いことと悪いことが入り混じった年でした。良いニュースは、産業用機器の販売が年々着実に伸びたことです。一方、消費者向け機器の代表として、FDM 3Dプリント技術の敷居の低さが激しい市場競争を引き起こしました。価格は1,000ドルから500ドル、そしてKickstarterで200ドルまで下がり、低価格機器が次々と登場しました。

グラフ: 2008-2015 年の世界消費者向け/デスクトップ 3D 印刷機器出荷の伸び

出典：Siri ResearchのCONTEXTデータによると、デスクトップ/パーソナル3Dプリンターの分野では、台湾を拠点とするメーカーXYZprintingが依然として世界をリードする地位を維持しており、2015年の市場シェアは31%に達しています。 2015 年後半には、消費者向け 3D プリンターの市場リーダーシップに変化が見られ、Stratasys/MakerBot と 3D Systems/Cubify はさまざまな理由で市場シェアを失い、3D Printing や M3D などの新興企業に取って代わられました。

チャート: 2015 年の世界の消費者向け/デスクトップ 3D プリンター機器出荷量上位 5 社
ソース: CONTEXT2.3.2 産業用 3D プリンター

産業グレードの 3D プリントは、小ロットで複雑な形状の非機能部品の製造に適しており、従来の製造を補完します。工業用グレードの 3D プリンティングは、主に新しい工業製品の設計、試作、迅速な印刷、クリエイティブ製品や玩具モデルのクローン作成、医療業界における人体臓器や医療機器の印刷、建築模型製作、軍事分野で使用されます。

2015年以降、産業用3Dプリンター機器の出荷量は大幅に減少し、年間出荷台数は11,612台で、前年比9.89%の減少となった。 2016年上半期の製品出荷量は引き続き減少し、前年比13.6%減少しました。

グラフ: 2008 年から 2015 年にかけての世界の産業用/業務用 3D 印刷機器出荷量の伸び

情報源：過去2年間の産業用3Dプリントの全体的な売上は満足のいくものではありませんでしたが、2015年以降、産業用3Dプリント業界では、多くのデスクトップ3Dプリント機器メーカーが産業用3Dプリント機器に注目するという現象が発生しています。消費者向け 3D 印刷装置の普及が長期にわたって困難を極めている中で、産業用 3D 印刷装置、特に金属印刷装置が業界で広く注目されるようになったことがわかります。

近年の産業用3Dプリンター機器の発展のハイライトとして、金属3Dプリンターの需要が依然として堅調である。機器の価格は通常500万～200万米ドルであるが、2015年の機械販売は前年比35％増加した。金属 3D プリント市場の重要性がますます高まるにつれ、2015 年の売上高で世界トップ 5 の 3D プリントメーカーのうち 3 社は、主に金属付加製造の分野に注力しています。

チャート: 2015 年の世界産業/プロフェッショナル向け 3D 印刷機器出荷上位 5 社
出典：背景現在、国内のプロ用工業用機械は主に輸入に頼っていますが、機械や消耗品の価格が高いため、中小企業にとって受け入れが困難でした。現在、中国には金属3Dプリンターを開発したと主張する上場企業が数社あるが、コア技術におけるブレークスルーはほとんどない。中国で発売されている産業用3Dプリンターの多くは外国製の機械の模倣品であり、中核的な競争力に欠けている。

2016年世界3Dプリンティング産業分析レポート

フルバージョンディレクトリ

第1章 3Dプリンティングの概要第1節 3Dプリンティングの定義
1.1.1 3Dプリントの概念
1.1.2 3Dプリントプロセス

第2章 3Dプリンティングの発展の歴史

第3章 3Dプリント技術の分類

1.3.1 熱溶解積層法
1.3.2 ステレオリソグラフィー
1.3.3 選択的レーザー焼結
1.3.4 3次元粉末接合
1.3.5 階層化エンティティの製造
1.3.6 電子ビーム溶解
1.3.7 その他の3Dプリント技術
1.3.8 各種技術の概要

第4章 3Dプリント技術の分析

1.4.1 3Dプリント技術の利点

1.4.2 3Dプリント技術の欠点

第5節 3Dプリンティングの応用分野第2章 3Dプリンティング産業チェーンの分析第1節 3Dプリンティング産業チェーンの概要第2節 3Dプリンティング上流材料の開発状況

2.2.1 エンジニアリングプラスチック
2.2.2 金属粉末
2.2.3 セラミック材料
2.2.4 光硬化性樹脂
2.2.5 バイオポリマー材料

第3節 3Dプリンティング下流産業の発展状況

2.3.1 航空宇宙および防衛
2.3.2 自動車産業
2.3.3 医療産業
2.3.4 文化・創造産業

第3章 3Dプリント材料の分析

第1節材料研究の現状

3.1.1 3Dプリントの核心 - 材料
3.1.2 3Dプリント材料の分類

第2章 SLS技術と材料

3.2.1 金属粉末
3.2.2 ナイロン素材
3.2.3 パラフィン粉末
3.2.4 複合粉末

第3節感光性樹脂

3.3.1 感光性樹脂の紹介
3.3.2 3Dプリント感光性樹脂
3.3.3 セラミック光硬化材料
3.3.4 3D プリントと光硬化 - 未来の樹脂

第4章 FDM技術とホットメルトプラスチック

3.4.1 アンチモン
3.4.2 ヒップ
3.4.3 人民解放軍
3.4.4 パソコン
3.4.5 ポリビニルアルコール
3.4.6 ポリ塩化ビニル
3.4.7 追伸
3.4.8 ピーク
3.4.9 ポム
3.4.10 PETG
3.4.11 その他

第5章 3DP技術と金属・セラミック・砂粉

3.5.1 金属粉末
3.5.2 セラミック粉末
3.5.3 鋳物砂粉末

第6章 LOM技術と薄膜材料

第4章世界の3Dプリンティング産業の市場分析

第1章世界の3Dプリンティング産業の発展に関する総合分析

4.1.1 世界の3Dプリンティング産業の現状
4.1.2 世界の3Dプリンティング産業の発展特性
4.1.3 世界の3Dプリンティング産業の市場規模
4.1.4 世界の3Dプリンティング市場の競争環境の分析

第2章世界の主要な3Dプリンティング企業の分析

4.2.1 ストラタシス、米国
4.2.2 3D Systems、米国
4.2.4 オートデスク
4.2.5 具体化
4.2.6 アルカム

第5章中国の3Dプリント市場の分析

第1節中国の3Dプリント産業の発展環境第2節中国の3Dプリント産業の発展の総合分析

5.2.1 中国の3Dプリント産業の現状
5.2.2 中国の3Dプリント産業の地域分布
5.2.3 中国の3Dプリント産業の市場規模
5.2.4 中国の3Dプリント産業の競争環境の分析

第3節中国の3Dプリント産業の発展課題と機会の分析

5.3.1 3Dプリンティング産業の発展課題
5.3.2 3Dプリンティング産業の発展機会

第4章中国の主要3Dプリント企業の分析
5.4.1 輝く3D
5.4.2 北光大
5.4.3 レカイテクノロジー
5.4.4 サンシャイン
5.4.5 ティアタイム
5.4.6 金雲レーザー
5.4.7 銀邦株
5.4.8 シルバージュビリーテクノロジー
5.4.9 アジア太平洋テクノロジー
5.4.10 江南嘉界
5.4.11 海源機械
5.4.12 ロボット
5.4.13 南豊株式
5.4.14 夜叉の株
5.4.16 ファースーンテクノロジー
5.4.17 オーロラエルボ
5.4.18 浜湖電気機械
5.4.19 龍源成形

第6章 3Dプリンティング産業の発展の概要と予測

6.1 要約
6.2 開発予測
6.2.1 グローバル
6.2.2 中国

出典: New Materials Online

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