2024 年の金属 3D プリントのトレンド予測: レーザー戦争!

南極熊の紹介: 近年、金属 3D プリントは多くの投資を集めており、機械の販売は過去 10 年間で 10 倍以上に増加しました。業界では、メディアが「レーザー戦争」と呼ぶ大規模なマルチレーザーシステムの台頭が見られました。 Seurat、Velo3D、VulcanForms などの破壊的企業は、市場の状況を一変させる革新的なソリューションを導入しました。一方、MELTIO、Xact Metal、OneClick Metal などの手頃な価格のオプションにより、金属 3D プリントが民主化されています。
中国のサプライヤーも成熟市場への進出を進めている。特に宇宙と防衛の分野における新しい産業の成長が重要な原動力となっている。中国中心の市場と米国や欧州の防衛重視の市場の間には競争が起こる可能性がある。さらに、低コストのシステムは市場を20倍に拡大する可能性があり、金属3Dプリントをより身近なものにします。この号では、2024年を見据えて、さまざまな分野の専門家から洞察を集め、今後数か月間の金属3Dプリント業界の発展に関する見解を述べています。

「2024年は積層造形にとって飛躍の年になると私は非常に楽観しています」と、Barnes Global Advisorsの創設者兼社長であるジョン・バーンズ氏は述べました。「引き続き、部品製造とその結果生じる経済的利益に焦点が当てられるでしょう。この傾向が長く続くほど、積層造形が成熟した製造技術になるのも早くなります。しかし、はっきり言って、金属の場合、成熟は波のようにやってきて、プロセスごとに成熟速度が異なります。PBFは生産性の向上を続けており、積層造形を念頭に置いた設計の影響を認識するエンジニアが増えています。アプリケーション開発、部品設計、メーカーにおけるイノベーションは今後も成長し続けるでしょう。プリンターメーカーは、メーカーのパートナーとして進化し続けるでしょう。」
ASTMインターナショナルの支援を受けるウォーラーズ・アソシエイツのチーフテクノロジーストラテジスト、ブレント・スタッカー氏も楽観的だ。「この業界は2023年よりも2024年の方が成長が見込まれると思います」と彼は語った。「私たちはコロナ禍で好況と不況のサイクルを経験し、2023年は不況の年でした。市場の誇大宣伝とコロナ禍による市場の不安定さの影響が薄れていくにつれ、2024年にはより高い成長率と収益性を取り戻すと予想しています。積層造形業界は、将来よりも、現在の現実にもっと焦点を当てる必要があると思います。多くの企業やコンサルタントが3Dプリントの特定の機能を誇張してきましたが、この誇張された情報が誤りであることが暴露されるにつれ、約束を果たす能力のある正当な企業が打撃を受けています。より広範なビジネスおよび製造コミュニティ内での評判を回復するには、業界内での誠実さ、透明性、説明責任が必要です。試作から部品の大量生産への移行が加速すると予想しています。」
APワークスのCEO、ジョナサン・マイヤー氏は、この状況について次のように語っています。「2024年までに、実社会での応用に向けて技術の採用が進むにつれ、あまり知られていない積層造形企業のいくつかが繁栄すると思います。同時に、これまでのすべてを誇大宣伝に基づいて行い、実際の市場需要に比べて事業規模が大きすぎた、より確立された企業の多くは、多くの失敗や野心の大幅な低下を経験するでしょう。」
工業用金属最終部品の生産においても、業界のダークホースが数多く登場し、前例のない数字で私たちを驚かせ、3D プリント分野の状況の再定義に勢いを与えています。
3DプリントサービスMIMO TechnikのCEO、ジョナサン・アーロン・コーエン氏は、次のように述べています。「積層造形の産業化は、金属積層造形の新たな成長を促進する必要があります。機械の複雑さとコストが増加するにつれて、サービスプロバイダーはより専門的になります。構築コストと価値の分岐はより顕著になります。一方では、メーカーは1キログラムあたりのコスト削減を主張し、鋳造の代替手段を提供しますが、品質と精度を犠牲にします。もう一方では、専門家は複雑な機能統合に焦点を当て、詳細がより広い範囲、つまり航空宇宙、ペイロード、推進システムに広がります。2024年の機械OEMは、これらの線に沿ってセグメント化されると予測しています。機械は、意図された利点に基づいて差別化され始めるでしょう。」
今こそ、機械の真の専門化と差別化を実現すべき時です。カスタムマシンや非常に特殊なポリマーマシンはありますが、金属 3D プリントは業界やユーザーによってそれほど違いはありません。このような取り組みは評価されるべきであり、専門化と特定の顧客ニーズへの対応は、付加製造業界にとって重要な前進です。
長年アプリケーションエンジニアリングリーダーを務めてきた Jono Munday 氏は、次のように考えています。「ユースケースに関して言えば、産業界のお客様は、金型ツールの冷却や AM 熱交換器の効率向上など、アプリケーションの改善に AM がどのように役立つかに関心を持っています。この原動力は、ネットゼロ排出などの目標を達成するために製品を改善する必要性から生まれたものであり、完全な革命というよりは進化のプロセスです。ここで重要なのは、脅威や将来に関係のないものとして見られるのではなく、コラボレーションを通じてメリットを実証することです。過去に AM が試されたが、当時は十分に成熟していなかった、難しすぎる、信頼性が低い、または高価すぎると判断されたために放棄されたケースもあります。私たちは、物事が可能であることを示す必要がありますが、最終目標を達成するための作業を過小評価してはなりません。AM は、開発と適応が必要な製造プロセスの 1 つにすぎないという事実を当てはめて、「印刷がすべて」という誤ったメッセージに対抗してください。機械側では、中国の機械サプライヤーの拡大と現地での存在感の高まりがヨーロッパ市場にどのような影響を与えるかを見るのは興味深いでしょう。これはさらなるイノベーションにつながるのでしょうか、それとも機器の価格を下げることになるのでしょうか。
積層造形の今後の成長見通しについては混乱もあるが、業界間の連携やメーカー間の合併・買収が段階的に異なるスピードで進む可能性があるという事実は、多くの人によって確認されている。さらに、積層造形は目に見えない概念を具体的な現実に変える新たな機会を生み出していることを改めて強調する必要があります。
△SolukonSFM-AT1000-S 粉体除去システム。
脱粉体リーダーのソルコンのCEO、アンドレアス・ハートマン氏は、より慎重な見方をしている。「私の意見では、新しいプリンターの市場はある程度飽和しています。したがって、2024年に画期的な機能を備えたプリンターがこれ以上発売されるとは予想していません。しかし、材料や印刷パラメータの面でさらなる差別化が期待されます。フラウンホーファーのマルチマテリアル印刷アプローチでは、プリンターの構造だけでなく、製造される部品の用途領域を考えることで、まだ多くの革新の余地があります。銅は近年有力な候補であり、熱伝導性に優れた多用途の材料であるため、2024年も有力な候補であり続けるでしょう。言うまでもなく、印刷される部品は大きくなります。これは長年の傾向ですが、私はまだここに限界はないと考えています。」
△SeuratのマルチポイントLPBF 3Dプリンター
ハートマン氏は、自動化、後処理の自動化、業界全体の効率性がさらに向上すると予測しています。同氏は、欧州企業が投資環境やエネルギーコストの面で課題に直面する可能性があることを認識しつつも、これらの分野への継続的な投資の重要性を強調した。
Seurat の CEO である James DeMuth 氏は、現在私たちが直面している困難な状況に対処することに焦点を当てるべきだと考えています。彼は次のように考えています。「2024 年までに最も成功する企業は、自社の強みとコアコンピタンスを明確に定義し、それを活用する企業になるでしょう。企業は自社の強みを明確に表現する必要があります。さもなければ、顧客が代わりに表現し、好みのソリューションを優先して企業を置き去りにする可能性があります。ラピッドプロトタイピング、低忠実度、大規模、高忠実度、少量精密、高忠実度大量生産など、ニッチ市場をより明確に満たす企業から、市場リーダーが出現すると予想されます。自社の価値提案をうまく表現する企業は、独自の市場プレゼンスを確立します。いつものように、成功を決めるのは顧客です。」
業界における適切なセグメンテーションの重要性を強調した DeMuth 氏は称賛に値する。これは、ユーザーがさまざまなマシンで同じボタンを押しているだけだと想定される傾向があるため、見落とされがちである。ただし、品質レベル、焦点、進歩が異なると、セグメンテーションが増加します。興味深いことに、需要が蓄積している熱心な顧客に対して正確にカスタマイズされた価値提案を提供することで、予想外の勝者が現れる可能性があります。
One Click MetalのCEO、ゲリット・ブリュッゲマン氏は次のように付け加えた。「レーザー粉末床溶融結合技術は金属3Dプリントをリードし続けており、市場に新しいメーカーを引きつけています。これらの新規参入者の多くはコスト効率の高いシステムを提供しており、多くの企業が金属3Dプリントの分野に参入することを可能にしました。成功するメーカーは、品質を犠牲にすることなくシンプルで手頃な価格のシステムを提供し、「エントリーレベル」から「プロフェッショナル」のラベルに移行して、金属3Dプリントの全体的な採用を増やす必要があります。」
レーザー粉末床溶融結合法 (LPBF) に加えて、バインダージェッティングでもエキサイティングな開発が見られ、各社は機械とアプリケーションの改良を続けています。バインダージェッティングは依然として将来の大きな部分を占めていますが、より産業化されつつあります。特に、指向性エネルギー堆積（DED）と関連技術は爆発的な成長を遂げており、FormAlloyのCEOであるMelanie Lang氏は、DEDが業界で重要な役割を果たすと予想しています。「指向性エネルギー堆積は製造業界の発展に不可欠であり、鋳造品や鍛造品の交換や修理を可能にしながら、リードタイムと材料の無駄を削減します。材料の汎用性とカスタマイズされた合金による性能向上を通じてエンジニアリングと製造の未来を形作るというその役割は、業界に革命をもたらし、可能性を再定義し始めるでしょう。資格と認証に対するデータ主導のアプローチは、コストを削減するだけでなく、製造プロセスにおける品質と信頼性の基準を保証します。技術の拡張性、価値、汎用性により、DEDプロセスの産業用途は急速に増加しようとしています。」
DED は他の 3D 印刷技術では見過ごされがちです。しかし、これまで一度も舞踏会に招待されたことのないシンデレラが、ついに脚光を浴びるチャンスを得るかもしれない。軍事および防衛部門は、コスト効率はもちろんのこと、修理や傾斜部品などの用途における DED の可能性に特に期待しています。 DED は軍事用途において幅広い汎用性があり、タービンブレードにおける現在の使用を超えて、2024 年までにさらに産業化が進むと予想されます。

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