3Dプリンティングの将来予測: 積層造形の専門家数名が2023年の3Dプリンティング開発動向を予測

出典：華栄精密

2023年、中国の経済再開は今年最も重要な経済イベントとなるだろう。ほとんどの人にとって、流行の影響を受けてからほぼ3年が経過した今、再開後の第1四半期は不安定になると予想されます。 HSBCは2023年第1四半期に10％の増加を予測している。中国企業は、設計の可能性から付加製造の価値を引き出すことができるでしょうか? 付加製造 (AM) は、このような重要な製造経済において、どのように大規模に展開されるのでしょうか?

2022年末、華融報は3Dプリントの専門家80人にインタビューし、3Dプリントの将来についての見解を尋ねた。これらの視点は、3D プリントの現状と将来の発展の傾向を理解する上で非常に役立ちます。編集者は、参考のためにいくつかの代表的な視点を翻訳してまとめました。

業界の専門家が2023年の3Dプリント開発のトレンドを予測

Markforged EMEA 社長 Martin Krona 氏:
サプライチェーンの危機は、今日の製造業者が直面している最大の課題であり続けています。この状況は、ウクライナ戦争の課題、コストの上昇、インフレの進行と相まって、2025年まで続くと私は考えています。英国とヨーロッパは、短期的な解決策や簡単な解決策がなく、多くの地域よりも大きな打撃を受けることになります。

今後 12 か月を見据えると、新しい、より機敏なプロセスを迅速に導入する企業はより強力で回復力のある企業として浮上し、そうしない企業は消滅するでしょう。これはまさに「強者が生き残る」という例であり、企業に3Dプリントなどの技術の助けを借りて課題を克服するよう求めています。

AM は 2023 年までに真のブレークスルーを達成し、世界的な危機によってこの技術の大量導入が加速すると私は確信しています。過去 1 年間、多くの大企業が製造だけでなく大衆市場の「受け入れ」のために、工業生産において付加製造技術を活用してきました。企業は、付加的要素を優先する戦略が真に革新的な変化をもたらすことができることに気づき始めています。「来年は、防衛・航空宇宙分野、さらにはオンデマンド印刷がサプライチェーンの遅延を回避するのに役立つ日用消費財や食品包装などの業界でも、3D印刷技術の需要が高まると見込まれます。」

3D Systems 社長兼 CEO、ジェフリー・グレイブス氏:
企業は、サプライチェーンのリスクを軽減し、製品設計の柔軟性を高め、製造コストを削減するために、AM を生産業務に統合し続けています。今年を見据えると、ヘルスケア、工業、製薬業界におけるイノベーションのスピードを高めるために AM を活用する動きが急速に進むと考えています。

ヘルスケア業界では、この市場が高度に規制されていることが主な理由となり、パーソナライズされたヘルスケアソリューションを提供するために、AM を緩やかなペースで導入し続けています。大手医療機器メーカーはすでに金属やポリマーを使用して、患者の骨の形状に合わせてカスタマイズできる患者固有のインプラント、ツール、手術ガイドを作成しています。今年が進むにつれて、整形外科、歯科、外科用器具を含むさまざまな用途に対応するために、より多くの病院が AM を施設に直接導入し始めることが予想されます。ケア現場での付加製造はサプライチェーンの強化につながる可能性があり、病院は配送時間を短縮して、最終的には患者ケアをより効率的に提供できるようになります。

産業市場では、特に航空宇宙およびエネルギー市場において、最終用途部品の製造に金属積層造形を採用するメーカーの数が大幅に増加しています。私たちは、この活動が継続し、複合材が生産用途で注目を集め、この活動を推進すると考えています。材料と 3D プリント技術の発展により、これが促進されるでしょう。来年は、大量生産向けに特別に設計された新しい AM ソリューションが登場し、メーカーはこれまでにないほどワークフローを加速するテクノロジーを活用できるようになるでしょう。これは、さまざまな 3D プリントと後処理テクノロジーを組み合わせたエンドツーエンドのソフトウェアソリューションによってさらに実現され、生産性が向上するだけでなく、規制の厳しい環境で必要なトレーサビリティも維持されます。

最後に、多くの企業が、患者にプラスの影響を与える治療やケアを提供するために、独自のバイオプリンティングソリューションに取り組んでいます。 2023 年には、多くの企業がバイオプリントされたヒト組織モデルを使用して新薬の発見と開発を加速させることに大きな進歩を遂げると考えています。開発プロセスの早い段階で実験室で実験薬に対する人間の反応を正確にシミュレートできれば、新薬を市場に出すプロセスが大幅に短縮され、最終的には動物実験の必要性がなくなる可能性があります。

3YOURMINDのCOO、Bas de Jong氏：
COVID-19パンデミックからの回復が予想よりも遅く、3Dプリンティング業界にとって困難な状況となっている。それにもかかわらず、人々は 3D プリントの可能性と用途に興味を持ち続けています。 2023 年には、顧客は予算の使い方についてより慎重になるだろうと予想しています。その結果、企業は1年以内に価値を生み出す活動にさらに注力することになります。

たとえば、リードタイムとコストを削減できるツール、機器、プロセスへの投資が重要になります。これにより、企業は 3D プリントの価値を活かすためのより多くのアプリケーションの特定、認定、開発にさらに多くのリソースを割り当てるようになり、より迅速に利益を生み出すことができます。

SLM ソリューションズの CEO、サム・オリアリー氏:
過去数年間で証明されたことが一つあるとすれば、それは予期せぬ出来事を予想することだ。私が確信しているのは、私たちがこれからも、記録を破り、革新を起こし、金属 3D 印刷技術の限界を押し広げ、世界最高の人材を育成し、製造業の未来を変えるという、私たちが最も得意とすることをやり続けていくということです。

金属付加製造は 2023 年も引き続き普及し、従来の製造の限界に取って代わり、すでによく知られている業界の分野を超えてその範囲を拡大するでしょう。新しいエキサイティングなアプリケーションにより、差別化されたテクノロジーを持つ企業は成功し、製造業の様相を変えることができるようになります。

当社は、イノベーション、情熱、そして数百万個の部品を生産する約 1,000 台の機械の経験を通じて、あらゆる段階でお客様を支援します。

ミマキ、EMEA セールスゼネラルマネージャー、Arjen Evertse 氏:
近年、よりコスト効率が高く、生産性の高いモデルが市場に投入されるにつれて、製造業や工業生産における 3D プリントの使用が増加し続けています。市場投入までの期間が厳しい状況は 2023 年まで続くと予想されるため、製品開発段階では、鮮やかな色彩、極めて正確な色再現、細部までこだわったリアルなプロトタイプを作成する能力がさらに求められるようになるでしょう。

自動化は 3D プリント業界のトレンドであるだけでなく、製造業界全体でも人気が高まっています。後処理からソフトウェア（Mimaki の 3D Print Prep Pro など）まで、プリンターはワークフローのエンドツーエンドのソリューションを求めており、最小限の介入でより高速に実行し、より正確な出力を生成することができます。

EOS の最高ビジネス責任者兼マネージングディレクター、ニコライザペニック氏:
全体として、業界がさらに発展するにつれて、2023 年も材料、ハードウェア、サービスの売上が引き続き増加すると予想されます。今後さらに勢いを増し始めるトレンドは、アプリケーション主導の工場コンセプトです。これには、スループットを最大化し、コストを最小限に抑えるために、マシン、周辺機器、および後処理の最適化が必要になります。 AM 生産ラインを最適化すると、ビジネスケースを実現不可能なシナリオから実現可能なシナリオに変えたり、利益と設計革新の可能性を高めたりすることができます。

さらに、積層造形により、製造業者は物理的なサプライチェーンをデジタルスレッドに接続し、コンセプトから寿命終了まで製品をより効率的に管理できるようになります。 1 つのファイルを送信するだけで、デジタル製造システムがある場所であればどこにでも製造を配布できます。この分散化により、AM が COVID-19 パンデミック中にサプライチェーンの課題を克服する上で果たした役割と同様に、より協調的で透明性が高く、効率的なサプライチェーンが可能になります。

EOS では、持続可能性がますます重要かつ緊急になるにつれて、責任ある製造に取り組んでいます。 EOS およびその他のメーカーは、機械と材料のエネルギー効率と持続可能性の向上、循環型経済モデルの支援、リサイクル性と生分解性の向上に継続的に取り組んでいます。今後も、材料科学、製造、テクノロジー間の相乗効果が加速し、これまでにないイノベーションの機会が生まれるでしょう。 AM エコシステムのあらゆる部分への多額の投資が成長を促進していますが、材料の重要性はいくら強調してもし過ぎることはありません。

Roboze の CEO 兼創設者、Alessio Lorusso 氏:
2023 年までに、産業用 3D プリント技術の導入が加速し、検証済みの最終用途アプリケーションの数が増加すると予想されます。当社のエンドユーザーは、3D プリントによるラピッドプロトタイピングの概念から、構造的製造と機能的製造を統合して最終用途部品を生産し、バリューチェーン全体の管理において新たな競争力と柔軟性を生み出すデジタル倉庫を構築するという方向へとますます移行しています。

この現象により、他の製造業者もこれらのメリットの探求にさらに近づき、ますます多くの企業が独自のデジタル化の旅に乗り出しています。私たちの役割は、お客様のプロセス変革に同行し、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせの開発と革新的な材料の探索に継続的に投資することです。

HP のパーソナライゼーションおよび 3D プリンティング担当グローバルマーケティングディレクター、ウェインデイビー氏:
2023 年に向けて、3D プリント業界は成長と発展を続けるでしょう。過去1年間、私たちはサプライチェーンの問題、進行中の気候危機、迫り来る経済不況など、多くの世界的な不安に直面してきました。 3D プリンティングは既に多くの問題を解決できることが証明されており、サプライチェーンの強化、手作業への依存度の低減、大量カスタマイズの実現のために、3D プリンティングとその固有の柔軟性を活用する企業がさらに増えると予想されます。

パーソナライズされた商品へのトレンドが広がるにつれ、新たな需要を満たすために 3D プリントを導入するメーカーが増えています。 3D プリント技術により、ブランドは製品をパーソナライズして、競争の激しい市場で顧客を引き付け、維持することができます。たとえば、HP は、カスタマイズされた履物、矯正器具、義肢、ゴルフクラブやスキーゴーグルなどのスポーツ用品など、さまざまな業界の複数の企業が 3D プリントを使用してカスタマイズされた商品に対する需要の高まりに対応できるよう支援しています。 3D プリント技術の柔軟性により、コスト効率が高く持続可能な方法でパーソナライズされた製品を大量生産できるようになり、さまざまな機械やさまざまな部品の必要性が軽減されます。

最後に、デジタル化により、ポリマーだけでなく金属製造においても均一性と再現性により 3D プリント生産がますます魅力的になり、工業、自動車、消費者、ヘルスケアなどさまざまな分野のより多くのブランドが大規模な積層造形のメリットを享受できるようになります。 3D プリント技術がさらに進歩するにつれ、新しいソリューションが大量生産を可能にしながら、データアプリケーションとデジタル技術に対する高まる需要を満たすことができるようになります。

Lithoz CEO ヨハネス・ホーマ博士:
これまで見てきたように、3D プリンティングは大手企業が市場に参入したことで、新たな成熟レベルに達しました。ますます多くのサプライヤーがその商業的可能性を認識し、従来の製品ポートフォリオと並行して 3D プリントシステムを発売しています。したがって、2023 年には 3D プリント技術がさらに組み合わせられ、既存の生産ワークフローに統合され、まったく新しいアプリケーションが実現されると予測しています。しかし、この成熟段階が終わりに近づくにつれ、現在利用可能な幅広いサプライヤーは徐々に減少し、さらなるイノベーションを求める顧客の需要が高まるにつれて、高品質の機械と材料を持つメーカーだけが生き残ることになるでしょう。

これらの顧客は、3D プリントを他のシステムとより適切に統合する方法をますます学ぶようになります。付加製造の医療および歯科への応用は、提供される柔軟性と完全なカスタマイズ、および製造プロセスにおけるこれまで達成できなかったレベルのコスト効率とスピードにより、最も急速に成長するでしょう。

3D プリントの普及に伴い、セラミック 3D プリントは複雑で高性能な部品の製造においてもますます重要な役割を果たすようになります。弊社のお客様が証明しているように、セラミック AM は現在、重要な閾値を超えています。より多くのイノベーターがこのプロセスを使用して大規模生産に拡大するにつれて、一般的な AM 市場におけるセラミックスのシェアは増加するでしょう。 3D プリンティングに参入する企業が増え、テクノロジープロバイダーの数も合理化されるにつれて、市場における戦略的な買収や提携の数が増えることが予想されます。

Roboze の CEO 兼創設者、Alessio Lorusso 氏:
2023 年には、産業用 3D プリント技術の導入が加速し、検証済みの最終用途アプリケーションの数が増加すると予測しています。当社のエンドユーザーは、3D プリントによるラピッドプロトタイピングの概念を超えて、構造的および機能的な完成部品の生産を統合し、バリューチェーン全体の管理において新たな競争力と柔軟性を生み出すデジタル倉庫を作成することで、さらに進んでいます。

この現象により、他の製造業者もこれらのメリットの探求にさらに近づき、独自のデジタル化の旅に乗り出す企業がますます増えています。私たちの役割は、お客様のプロセス変革に同行し、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにおける新たな開発や革新的な材料の探索に継続的に投資することです。

Polymaker CEO 羅暁凡氏:
中国における感染対策の緩和により、2023年は3Dプリント業界が真に「ポスト感染時代」に突入する最初の年となる可能性が非常に高い。流行により中断されていた技術交流や市場活動の再開を期待しています。 3Dプリントの急速かつ健全な発展は世界的な交流と協力と切り離せないため、当社もグローバル展開を加速しています。2023年には、当社初の海外生産拠点とテクノロジーセンターを設立し、3Dプリントを加速し、世界中のお客様のイノベーションにさらに貢献していきます。

2023 年に私が見ている 2 番目のトレンドは、付加製造技術のさらなる細分化と専門化です。ここ数年、市場におけるほとんどの企業は、機器、資材、サービスの 3 つのカテゴリに分類できます。しかし、この単純な分類では、現在の業界の生態系を説明できないようです。コアコンポーネント、さまざまな設計、シミュレーションおよびプロセス最適化ソフトウェア、特定のアプリケーションソリューションなど、多くのサブセクターで、より具体的なソリューションがますます登場しています。技術の専門化は、積層造形産業の成熟の兆候でもあります。この傾向は2023年にさらに顕著になり、より多くの企業に新たなイノベーションと開発の機会をもたらすだろうと私は信じています。

2023年には、部品や最終製品の製造において3Dプリントがより多くの応用シナリオに導入されるようになるでしょう。これは不可逆的な傾向です。ここ数年の流行も、ある意味ではこの傾向を加速させています。これは、当社がサービスを提供している顧客からも明らかです。昨年、当社の顧客の生産アプリケーションは数倍の成長を遂げ、多くの顧客が今年も投資を増やす予定です。顧客の革新に奉仕する過程で、私たちも多くの成果を得ており、「創造を困難にしない」というビジョンも一歩一歩実現しています。

全体的に見ると、疫病による3年間の浮き沈みを経て、3Dプリント業界は2023年にもっと前向きで楽観的な状況を迎えるだろうと私は信じています。3Dプリント技術の専門化と部品の最終生産と応用はより深くなり、革新と発展の機会も増えるでしょう。

FormlabsのCOO、ジェイソン・フルマー氏：
2023年以降を見据えると、3Dプリンティングは企業による商品の製造や調達の方法に革命をもたらし続け、サプライチェーンの障壁が続くことで、3Dプリンティングは経済や国家安全保障の問題に対処するためのさらに不可欠な技術となるでしょう。
Formlabs が革新を続け、新しい素材を開発するにつれて、3D プリンティングはより多くの業界に拡大するでしょう。最近リリースされた Formlabs Automation Ecosystem により、企業は 3D プリントを使用して生産を簡単に拡大し、コストを増やすことなく大量カスタマイズ、ラピッドプロトタイピング、製品イノベーションの高まる需要に対応できるようになりました。

Carbon のソフトウェア担当副社長、Hardik Kabaria 氏:
2023 年に向けて、注目すべきエキサイティングな積層造形のトレンドが数多くあります。今後見られる最大のトレンドの一つはマスカスタマイゼーションです。企業が自社製品を差別化し続ける必要があるため、パーソナライズされた商品の需要と大量カスタマイズの必要性は高まるばかりです。古くから議論されてきましたが、マスカスタマイゼーションを支える技術は急速に進化しており、業種を超えてより使いやすくなってきています。

Carbon のテクノロジーは、企業がこれまで大量カスタマイズを妨げていた多くの課題を克服するのに役立っています。たとえば、これまで企業はカスタマイズに必要なデータの収集に苦労し、多くの手作業を必要とするワークフローを設計し、さまざまな地域で大量生産される製品には多くの人的関与が必要でした。しかし、コンピュータービジョンや 3D ジオメトリ固有のディープラーニングアルゴリズムなどの新しいテクノロジにより、企業はこれまで以上に簡単にユーザーデータを取得できるようになりました。同様に、Carbon の自動化されたソフトウェアワークフローと堅牢な製造プロセスは、企業がさまざまな工場拠点で部品や製品を大規模に製造するのに役立っています。

クリアアライナーはマスカスタマイゼーションの分野で成功を収めており、毎年何千万個ものクリアアライナーが生産されています。クリアアライナーの製造を支える基盤技術の多く（ソフトウェア、材料、印刷プロセス）は、医療や消費者製品などの他の業界ではまだ同じ規模で採用されていませんが、新しいデータ収集技術が継続的に改善されるにつれて、状況は変わりつつあります。 2023 年までに、業界全体にわたる製品エンジニアが、クリアアライナー分野で成功したのと同じ技術と原理を使用して、ヘルメットや矯正器具などの消費者向け製品から、整形外科用インプラントや義肢などの医療機器に至るまで、大量カスタマイズされた製品を構想、設計、発売するようになるでしょう。

Raise3Dの創設者兼CEOであるFeng Hua氏は次のように述べています。
2023年の予測では、経済不況のリスクは大きいが、これは3Dプリント技術にとってチャンスでもある。企業はコスト管理にもっと注意を払うようになり、3Dプリントはオンデマンド生産や地域限定生産にプラスの意義を持つ。
同時に、中国の3Dプリント企業が過去3年間に国際交流を停止していることは非常に残念です。 2023年には、中国の3Dプリンティング企業が自動化や人工知能技術などの垂直応用産業でさらなる飛躍的進歩を達成することが期待されています。

UnionTech ゼネラルマネージャー、Ma Jinsong 氏:
2022年、3Dプリンティング市場は試作から最終製造への変革を継続しました。金属 3D プリンティングは、航空宇宙産業から自動車産業、エネルギー産業に至るまで、強力な浸透傾向を示しています。非金属 3D プリント市場: 小ロット印刷の需要がますます強くなり、多くの既存の 3D プリント技術が新たな強みを獲得しました。

全体的に、3D プリント市場には新たなチャンスが生まれています。2023 年までに次のことが予想されます。

いくつかの新しい材料と技術の応用と推進は、産業応用における画期的な進歩となるでしょう。
小ロット3Dプリンティングはさらに拡大し、徐々に社会に影響を与えるでしょう。
疫病の影響が緩和されれば、業界全体の発展はさらに加速するだろう。

アルストムの先進積層造形サービス専門家、オーレリアン・フッセル氏：
まず、3D プリンティングは大型部品の製造に急速に使用されるようになり、次に、積層造形は溶接やトルク締め付けに似た産業上の特殊プロセスです。これには、認定された材料、検証されたパラメータ、認定されたリソースという、産業企業のロードマップの前提条件として含める必要のある 3 つの柱が必要です。

企業が分散製造（複雑な国際環境での関税を回避するため）とデジタル倉庫（実物在庫を削減するため）の導入を検討している場合、3D プリントは将来の課題に対応するために最も重要なテクノロジーになります。

シーメンスエナジーの付加製造技術担当ディレクター、ウラジミールナブロツキー博士:
2023 年には、より大きな造形体積を備えた新しいレーザーベースメタル (L-PBF) 3D プリンターが市場に登場し、大型部品への AM の使用が拡大するでしょう。レーザーの数が多い 3D プリンターは生産性を向上させ、生産コストを削減します。また、AM ワークフローの統合と自動化がさらに進み、標準化に重点が置かれるようになるでしょう。

エネルギーおよび航空分野における積層造形の応用の成功はさらに拡大し、ガスタービンにおける積層造形部品の使用は現場での検証をさらに進めることになるでしょう。同時に、在庫コストを削減し、スペアパーツのオンデマンドデジタル製造を実現するために、従来の倉庫からデジタル倉庫への変革に向けた取り組みを継続していきます。
3DGence USA CEO、ロン・ファルキ氏：
3D プリンティングの主な課題は、大規模な生産レベルのアプリケーションへの導入と実行です。最終用途のコンポーネントに対するニーズは常に存在します。しかし、この技術が本当に「プラグアンドプレイ」になるにはまだ道のりが長く、それが導入の大きな障壁となっている。重要なのは、大規模にシームレスに運用できるハードウェア、ソフトウェア、材料で構成される完全なシステムを構築できることです。 3D プリント技術と応用機械学習に十分な「スマートデータ」を収集し、設計から部品に至るまで人工知能と自動化を実現します。

Mantle の CEO 兼共同創設者、テッド・ソロム氏:
2023 年も、アプリケーションに重点を置いた企業が引き続き成功するでしょう。 3D プリントと従来の製造設備を組み合わせるユーザーは、部品の品質や既存のワークフローを犠牲にすることなく、3D プリントの利点を最大限に活用できます。製造業における継続的な労働力不足により、製造業者は労働力を削減しながら製造能力を高めるために新しい技術に投資する必要が生じます。
アジアでの納期が長くなり続けるにつれて、3D プリントで可能になるリードタイムの短縮がますます有利になるため、3D プリントは製造業に再び浸透していくでしょう。

概要<br /> 全文を読んでみると、最も頻繁に登場するキーワードが3Dプリント端末部品製造であり、これが3Dプリントの今後の発展方向を表していることに気づくのは難しくありません。技術の成熟（コスト削減、効率向上、材料性能の向上、新技術の出現）に伴い、3Dプリントは試作段階を超え、端末部品製造の新たな段階に入りました。企業ユーザーは、SLM金属、連続炭素繊維強化、BJ接着剤噴射、PBFナイロン粉末ベッドなど、部品を直接製造するために使用できる3Dプリント技術にもっと注意を払う必要があります。

また、シーメンスやアルストムなどが挙げている3Dプリントをベースとした分散型製造や仮想倉庫の推進は、国内企業にとっても注目・参考になるだろう。 3Dプリンティングは過渡期の熱狂を通り越し、より実用的な段階に入りました。国内企業は、これらの最新かつより実用的な技術を再理解し、再評価する時期に来ています。