2023年中国消費者向け3Dプリンティング産業洞察レポート

出典: 36Kr

コアソフトウェアとハードウェアのアップグレードにより使用障壁が下がり、消費者向け製品が3Dプリントの新たな出発点となる可能性がある

3D プリンティングは、ラピッドプロトタイピング技術の一種で、積層造形 (AM) とも呼ばれます。情報ネットワーク技術、先進材料技術、デジタル製造技術など、複数の分野をカバーする先進製造技術です。デジタル制御方式で材料を層ごとに積み重ね、3 次元オブジェクトの構築を実現します。複雑な構造を迅速に準備し、微細構造を正確に制御し、印刷材料を高効率で利用できるという明らかな利点があります。

3Dプリントはかつてエコノミスト誌で新たな産業革命を推進する重要な技術として称賛されました。近年、3Dプリント技術は徐々に成熟し、参入者の流入により設備の入手と使用の敷居が継続的に下がり、3DプリンターがCエンドに拡大するプロセスが加速しています。 2021年、わが国を代表する消費者向け3Dプリンターブランドの創翔3Dと宗威立方2社は、売上高が10億を超える3Dプリント企業となった。2022年には資本市場が冷え込み、中国企業の資金調達件数は前年比23％減少した。しかし、MagicCore TechnologyやShengma Youchuangなど、いくつかの消費者向け3Dプリント企業が、XiaomiやDeshiなどの投資家から相次いで投資を受けており、消費者向け3Dプリンターは3Dプリント業界の新たなトレンドとなっている。

1. 開発環境

●需要が急速に高まっており、消費者向け3Dプリンターは生産量、販売量ともに好調

近年、メタバースやXRなどの概念が普及し、物理世界と仮想世界をつなぐ重要なインターフェースの一つとして、3Dプリントは多くのマニア、メーカー、デザイナー、専門家を魅了し、印刷速度を加速させ、3Dモデリングなどの技術的問題を一つずつ克服し、消費者向け3Dプリントの発展に強固な基盤を築きました。一般家庭における3Dプリントの需要も急速に増加しており、業界の生産と販売の両方の成長を牽引しています。 Gongyan.netのデータによると、2022年の中国の消費者向け3Dプリンター機器の生産と販売はそれぞれ350万2000台と135万1800台となり、2017年と比較して4.8倍と14.4倍に増加する見込みです。さらに、中国の3Dプリントブランドは、工業グレードの品質で海外の消費者向け3Dプリント市場を開拓しています。米国のクラウドファンディングプラットフォーム「Kickstarter」のデータによると、世界でクラウドファンディングされた消費者向け3Dプリンタープロジェクトのトップ5はすべて中国のメーカーによるもので、その中でもAnker InnovationsのAnkerMake M5は888万ドルで同プラットフォームの3Dプリンター資金調達史上トップとなった。

●ハードウェアのアップグレード＋自社開発モデリングソフトウェアでコンシューマーグレード3Dプリンターの敷居を下げる

長い間、消費者向け 3D プリンターが何千もの家庭に実際に普及するには、印刷速度が遅い、使用障壁が高いなど、多くの障害がありました。数十時間の印刷時間と、3D モデリングやデバッグなどの面倒な手順により、一般消費者は 3D プリンターの使用を「思いとどまらせ」てきました。しかし、現段階では、主流ブランドはハードウェアのアップグレードと自社開発のモデリングソフトウェアを通じて、これらの困難の突破を加速させています。一方では、構造とアルゴリズムの最適化により、印刷速度が大幅に向上しました。このうち、構造の最適化とは、より軽量なノズルの使用と装置自体の構造設計の最適化を指し、ノズルの動きが速くなり、印刷速度が向上します。「振動補正」技術を使用して、高速印刷によって発生するノズル自体の摩擦と振動を予測して軽減するほか、アルゴリズムの最適化により、さまざまな印刷製品の物理的形状に基づいて、より短く、より優れた印刷経路を計算することもできます。一方、自社開発のモデリングソフトウェアは、AIディープラーニングに基づいており、グローバルな意味情報をキャプチャし、照明やテクスチャなどの知識を組み合わせて画像を認識および最適化することで、ユーザーがキャプチャした画像を高忠実度で3D印刷可能な3次元モデルに最大限に合成し、フロントエンド操作の難易度を大幅に軽減します。

●支援政策が頻繁に発行され、我が国の消費者向け3Dプリンティングは新たな発展の機会を歓迎している

3Dプリント産業は、早くも2012年に「国家ハイテク研究開発計画」（863計画）に組み込まれました。それ以来、国務院、国家発展改革委員会、工業情報化部、科学技術部などの部門は、3Dプリント産業の発展を支援および規制するための政策を相次いで発行し、技術革新、標準と仕様、応用シナリオなど、多面的に産業発展の方向性を明確にしてきました。その中で、「第14次インテリジェント製造発展5カ年計画」は、計画文書として、3Dプリント産業の重要なコア技術の研究開発の強化を強調している一方、「積層造形第一陣典型応用シナリオ」の発表は、国が3Dプリント産業の下流応用の深さと幅の継続的な拡大を支持していることを示しています。今後、より多くの産業用3Dプリント企業が出現し、消費者分野のブルーオーシャン市場に参入する可能性があります。

2. 開発状況

●産業チェーン構造

現在、わが国の消費者向け3Dプリント産業は導入段階から急速な発展期に入っており、原材料、コアソフトウェアとハードウェア、設備、アプリケーションサービスの全チェーンをカバーする産業エコシステムを初期段階で形成し、デスクトップレベルの熱溶解積層法、光硬化法などの3Dプリント技術の革新主導型開発に幅広い市場空間と機会を提供しています。

産業チェーンの上流は、生産に必要な原材料とコアソフトウェアおよびハードウェアです。そのうち、コアハードウェアにはレーザー、マザーボード、DLP 光エンジン、ガルバノメータシステムが含まれ、ソフトウェアには補助設計ソフトウェア、エンジニアリング処理ソフトウェア、シミュレーションソフトウェア、インテリジェント処理ソフトウェアなどが含まれます。現在、わが国の消費者向け3Dプリンターに関連するソフトウェアとハードウェアは比較的成熟しており、再利用性も高い。原材料は、3Dプリント産業チェーンの材料基盤として、印刷製品の最終品質に直接影響を及ぼします。原材料は、産業チェーンの上流の核心部分であり、金属材料と非金属材料（エンジニアリングプラスチック、感光性樹脂、合成ゴム、セラミックス）で構成されています。現在、わが国のハイエンド印刷原材料は輸入への依存度が高く、主に消費分野向けの低中エンド原材料は基本的に自給自足を実現している。2022年末現在、中国の3Dプリント材料の特許出願件数は3,079件に達し、世界の55.88％を占めている。

産業チェーンの中流は、消費者向け 3D プリント産業チェーンの中核となる 3D プリンターブランドです。参加者には3Dプリンターメーカー、代理店などが含まれます。さらに、一部の企業は、主に製品の研究開発や試作品の小ロット製造向けに、自社の強みを生かした3Dプリントサービスプラットフォームを開発しています。現在、わが国の消費者向け3Dプリント企業の全体的な開発時間は比較的短く、主流の製造技術の道筋は主にFDM（熱溶解積層技術）、DLP（デジタル光処理固化）、LOM（積層造形物製造）などです。一部の設備には、故障率が高い、給送システムの操作が詰まる、操作中に印刷製品の精度が低いなどの問題が残っています。

技術と材料の継続的な進歩と反復により、3Dプリントの応用シナリオは産業レベルから消費者レベルに浸透し、BエンドとCエンドの両方で規模、洗練、革新を同時に実現するという発展の特徴を徐々に形成しています。現在、消費者向け3Dプリンティングは主に消費財、学術・教育、文化・創造産業などで使用されており、それぞれ43％、34％、10％を占めています。消費財レベルでは、パーソナライズされたカスタマイズされた製品の追求が新たな消費トレンドとなっています。ユーザーは、均質な製品を大量に購入するのではなく、3Dプリント機器を使用して自分用に製品をカスタマイズし、個人の好みや嗜好を満たすことができます。たとえば、3Dプリントされた弾性材料を使用してスポーツシューズを作ると、材料格子の密度レイアウトに応じて異なる硬さと柔らかさの要件を実現できます。また、3Dプリントでマルチコンタクトマッサージヘッドを製造すると、より正確なマッサージ体験を実現できます。さらに、アニメのフィギュアや玩具、外観デザインに高いカスタマイズ要件がある模型、ドローンやロボットなどのインテリジェントな消費者向け電子製品も、3Dプリントで実現できます。海外では、3Dプリンターを使用してランボルギーニのスポーツカーを1:1スケールでプリントアウトするユーザーもいます。学術・教育レベルでは、3DプリンターはSTEAM教育やメイカー教育における新たなハイテク教育機器として活用され、生物学における動物の解剖学、歴史における文化遺産、数学における幾何学、化学における分子といった抽象的な概念を具体化し、さまざまな科目における学生の学習体験や実践体験を向上させます。将来、市場に参入するプレーヤーが増えるにつれて、消費者向け 3D プリンティングのより深く幅広い下流アプリケーションを作成することが、新しい市場成長の重要な源泉となるでしょう。

● 市場規模は拡大を続け、平均販売価格は下落

近年、市場の需要と関連技術に牽引され、わが国の消費者向け3Dプリンター市場の参加者は雨後の筍のように急増しています。上流の原材料、コアソフトウェア、ハードウェアの現地化プロセスの加速と、中流の3Dプリントメーカーの大規模生産により、消費者向け3Dプリンターのコストが徐々に低下し、平均販売価格の低下をもたらし、製品の対象層をBエンドからCエンドに拡大しました。わが国の消費者向け3Dプリント市場の規模はさらに拡大しました。 Gongyan.comのデータによると、中国の消費者向け3Dプリンター市場の規模は、2017年の3億5,600万元から2022年には29億7,400万元に拡大する見込みだ。同時に、平均価格は2017年の1台あたり3,800元から2022年には1台あたり2,200元に下がる見込みだ。

3. 開発の見通し

●消費者向け3Dプリント業界は成長期に入り、今後も市場集中度が高まり続けると予想されます。

現在、わが国の消費者向け3Dプリント業界は、製品の種類が多く、集中度が低い状態で、急速な発展期を迎えています。中核となる大手企業としては、FDM印刷技術を独占するChuangxiang 3D、光硬化印刷技術を開発したZongwei Cube、Smartpaiなどがある。さらに、盛馬有創、快索科技、マジックコアテクノロジー、アンカーイノベーションズなどの新規プレーヤーが継続的に参入したことにより、わが国の消費者向け3Dプリント市場は、製品の種類が多岐にわたり、集中度が低い、百花繚乱の状況となっている。短期的には、市場規模の拡大に伴い、消費者向け3Dプリント産業チェーンは洗練された分業体制へと移行し、専門的な材料サプライヤーや第三者によるテスト・検証、金融、電子商取引、知的財産保護などのサポートサービスを提供するプラットフォームが登場し、同時に製品設計サービスが下流の消費者企業に移管されることが予想されます。長期的には、政策環境の最適化、業界標準の確立、プロセスとテクノロジーの進化により、消費者向け3Dプリント業界は引き続き前向きな方向に発展すると予想されます。主要プレーヤーは、合併や拡張、上流と下流の協力などの戦略を通じて、テクノロジー、アプリケーションシナリオなどの競争優位性の構築を加速します。市場の集中は引き続き増加すると予想されます。

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