3D プリントの成長の土壌はどこにあるのでしょうか? UPS が発表したレポートの内容をご覧ください...

3D プリント技術は数十年にわたって発展してきましたが、多くの人は、3D プリントは単に玩具やアクセサリーの製造に使用できる斬新な技術であり、製造技術の重要な部分になることはできないと考えています。実際、コストの削減と技術の発展により、3Dプリンティングはより広く認知されるようになりました。この技術を使用して、より柔軟な製品設計と迅速な製品反復を実現することに加えて、一部の製造ユーザーは、最終製品の製造に 3D プリントの使用を検討しています。

それだけでなく、3Dプリント技術が従来のサプライチェーンに与える影響も注目を集めています。 UPS は、サプライチェーンおよび物流管理会社として、既存の物流センターで 3D プリントサービスを開始し、既存のサプライチェーンおよび物流業務を補完する 3D プリント技術を使用して、顧客が最適化されたサプライチェーンシステムを確立できるように支援しています。 UPSは、顧客が3Dプリント技術をよりよく理解できるように、消費者技術協会（CTA）と共同で3Dプリント市場レポートを発表し、市場規模、3Dプリントと従来の技術の比較、開発動向などの観点から3Dプリント技術を分析しました。今号では、3D Science Valley がこのレポートの主な内容を友人たちと共有します。

製造業は3Dプリントにとって広大な世界です

市場規模

2016 年までに 3D プリント市場は 70 億米ドルに達すると予測されています。 3D プリンティング市場の成長を推進する要因には、3D プリンティング機器、材料、サービス市場の成長と、下流アプリケーション市場の成長が含まれます。下流アプリケーション市場には、主に工具、金型、鋳造が含まれます。

地域別に見ると、北米とヨーロッパが 3D プリント市場の 68% を占め、アジア太平洋市場が 27% を占めています。

応用産業の観点から見ると、自動車業界と家電業界における 3D プリント技術の主な応用は迅速な製品プロトタイピングであり、この 2 つの業界における 3D プリントの収益はそれぞれ総収益の 20% を占めています。医療業界はそれに続き、総収益の 15% を占めており、主な用途は補聴器ハウジングなどの大量カスタマイズされた医療機器の製造です。

3D プリントのアプリケーションの観点から見ると、3D プリント技術には依然として大きな可能性があります。現在、3D プリント技術の応用は世界の製造市場のわずか 0.04% を占めており、主に迅速な製品プロトタイピングに使用されています。市場調査会社ホールズは、3Dプリンティングが世界の製造能力の5％を占め、6,400億ドルの巨大市場に成長すると予測している。

部品の製造は、3D プリントの最も急速に成長している用途です。 2003 年当時、3D プリントは部品の製造にはまだ使用されていませんでしたが、2014 年までに世界の 3D プリント部品市場は 18 億米ドルにまで成長しました。

3D 印刷技術と従来の製造技術

このレポートでは、出力、製造コスト、市場投入までの時間、複雑な製品の製造コストという 4 つの側面で 3D プリント技術と従来の製造技術を比較しています。

3D プリント技術は、カスタマイズされた製品の開発と提供をスピードアップし、在庫管理の改善とジャストインタイム生産を通じて迅速な製品反復の柔軟性を高めることができます。生産コストの面では、3D プリントは少量の製品を生産する場合のコストが低くなります。さらに、3D プリントにより、より複雑な製品を製造することもできます。

企業は、製品の特性と企業のニーズに基づいて、3D プリント技術を選択するか、従来の製造技術を選択するかを決定する必要があります。

3Dプリントがサプライチェーンに与える影響

3D プリンティングは、部品の生産、在庫コスト、納期を変更することで、サプライチェーンにプラスの影響を与えます。たとえば、3D プリントにより、企業はスペアパーツをリアルタイムで生産できるようになり、在庫管理コストを削減できます。 3D プリント技術を使用すると、ユーザーは集中生産と分散製造の両方を実施し、オンデマンドで少量の製品を生産できます。 3D Science Valleyは、UPSがニューヨーク、ロサンゼルス、シカゴなど米国の主要10都市のUPS店舗に3Dプリントサービスを設置したことを知りました。ユーザーは必要に応じて、近くでUPSが提供する3Dプリントサービスを利用できます。

自動車産業における3Dプリントの応用

自動車業界では初期の頃に 3D プリント技術が導入され、自動車メーカーは最終部品の製造ではなく、主にラピッドプロトタイピングに使用していました。迅速な製造の分野では、自動車メーカーは大きな利益を達成しました。たとえば、中規模の自動車エンジン会社は、3D プリントされた砂型鋳造法を使用して、従来の技術では 16 週間かかっていたエンジンのプロトタイプを 1 週間未満で製造しました。

しかしながら、自動車製造業界における軽量部品の需要や生産効率および製品性能の向上により、自動車業界が 3D プリンティングを使用して最終部品を製造する機会が生まれています。たとえば、ヨーロッパのレーシングチーム Teto は、選択的レーザー溶融金属 3D プリント技術を使用して新しいエンジンシリンダーヘッドを製造しました。その結果、シリンダーヘッドの重量が 66% 削減され、容積が 1,887 立方センチメートルから 650 立方センチメートルに減少し、表面積が 823 平方センチメートルから 6,052 平方センチメートルに増加しました。シリンダーヘッドの複雑な格子構造により、エンジンの冷却効率が向上し、レースカーの性能に大きく貢献します。

3Dプリント技術の開発動向

速度と容量：レポートでは、2023 年までに 3D プリンターの平均速度が 88% 増加すると予測されています。印刷速度が上がると、3D プリントの生産能力も向上します。

新しい材料: 新しい材料と既存の材料の改良により、3D プリントの適用範囲が広がりました。今後3年間、金属材料の成長は材料分野の発展の焦点となり、金属材料の成長率はプラスチック材料の成長率を上回るでしょう。

印刷技術と機能: 印刷技術の発展と新しい技術の出現により、3D 印刷機器の種類の増加と、3D プリントエレクトロニクスなどの 3D 印刷アプリケーションの開発が促進されます。

出典: 3Dサイエンスバレー

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