2022年の3Dプリント市場の動向：統合、影響、産業化、BJテクノロジー

2022 年も終わりに近づいており、来年の積層造形業界の動向をより正確に予測するために、今年の 3D プリント市場の状況を振り返る時期が来ています。今年確かなことは、付加製造業界が過去数年間の進歩を基盤として継続していることです。例えば、パンデミックから徐々に回復し、特に大規模な3Dプリンティングやより大規模なオペレーションなど、工業化へのシフトを続けています。さらに、積層造形分野のプレーヤーは持続可能な開発にますます注目し始めています。

持続可能性と 3D プリントの関係は秘密ではありません。付加製造は、廃棄物を削減できるため、より環境に優しいプロセスとして高く評価されることが多いです。一部の 3D プリント技術は完璧ではなく、特にプラスチックの使用が論争を巻き起こしていますが、業界内では 3D プリントに関連する技術開発と環境責任への注目が高まっています。その一例は、積層造形業界のリーダーを多数擁する積層造形グリーン貿易協会 (AMGTA) の継続的な拡大です。現在、協会の会員企業は50社に上り、2021年初頭から大幅に増加しています。
△シェリー・モンローは、より持続可能な製造における 3D プリントの役割を模索する人々によって急速に成長した協会である AMGTA のエグゼクティブディレクターです (画像提供: 3Dnatives)
そうは言っても、積層造形業界を支配するいくつかの新しいトレンドも見られます。しかし、これらの傾向とは正確には何でしょうか?付加製造業界は過去と比べてどのように変化しましたか?近い将来、積層造形はどこに向かうのでしょうか?今年の終わりに、Antarctic Bear は、2022 年に 3D プリント分野で起こった大きな変化を皆様に振り返っていただきます。
2022年、3Dプリンティングでは業界統合が中心となる<br /> 今年初め、ソナ・ダダニア氏とリチャード・コリンズ博士は「 3Dプリンティングハードウェア2022-2032：テクノロジーと市場の展望」と題するレポートを執筆し、近い将来に3Dプリンティング業界の統合は起こりそうにないと結論付けました。しかし、この主張はすぐに誤りであることが証明されました。 2022 年も 3D プリンティング業界は大きく拡大する見込みですが、買収や合併だけでなく提携を通じて、業界統合の兆候も数多く見られます。
おそらく今年最大の統合ニュースの一つは、2022年5月のUltimakerとMakerbotの合併だろう。 3D プリントにすでに詳しい方なら、MakerBot が RepRap ムーブメントから生まれた最初のデスクトップ 3D プリンター企業の 1 つであることを覚えているかもしれません。MakerBot は実際には 2013 年に Stratasys に買収されました。一方、Ultimaker はデスクトップソリューションだけでなく市場でもよく知られており、同社の Cura ソフトウェアは 3D プリント愛好家の間で最もよく知られているスライスプログラムの 1 つでもあります。
△ナダフ・ゴーシェン氏（左）とユルゲン・フォン・ホレン氏（右）が合併の最後に握手する（写真提供：Ultimaker）
今年9月に2大巨人であるUltimakerとMakerbotの合併が完了し、UltiMakerという名前で新しいブランドが立ち上げられました。両社は、今回の合併は、現在の強みとソリューションを組み合わせるとともに、より幅広い製品のための新たな研究開発に投資することで、世界中の3Dプリンティングにおけるイノベーションを推進する鍵となると強調した。 Makerbot の元 CEO で、現在は合併後の会社の CEO を務める Nadav Goshen 氏は、プレスリリースで次のようにコメントしています。「UltiMaker として次の章を始めるにあたり、私たちは引き続き、アクセスしやすく使いやすい 3D 印刷ソリューションの提供を促進する 3D 印刷のイノベーションの開発に注力していきます。両社のチームと技術的専門知識を組み合わせることで、プロフェッショナル、教育、軽工業のアプリケーションをサポートする包括的な製品ポートフォリオの開発と提供に取り組むことができます。」
しかし、これは唯一の例ではありません。今年は、3D Systemsが2021年に同社のさまざまな部分を売却してから1年後、Titan RoboticsとKumovisを買収して、長い不在を経てFDM市場に復帰することを2月に発表したことで始まりました。同社は8月、カスタマイズされた部品の高速大量生産に最適化された積層造形システムを設計・製造するドイツ企業dp polar GmbHの買収も検討した。
また8月には、業界をリードする初期の3Dプリントメーカーの1つであるStratasysが、Covestroの3Dプリント材料事業の買収を発表しました。 Carbon はまた、ジェネレーティブデザインソフトウェア機能で知られるソフトウェア会社 ParaMatters を初めて買収しました。この時点で、長年にわたる数多くの買収や合併のパターンを感じているかもしれません。そうは言っても、AM 企業は、材料やソフトウェアなど、異なる強みを持つ企業をターゲットにして、AM の完全なエンドツーエンドのソリューションを作成しようとしているようです。
△ Digital Metal の買収により、Markforged は金属バインダージェッティング市場に参入します (画像提供: Digital Metal)。
これは、影響力を拡大するために他の付加製造技術の取得を模索している企業が増えていることも示しています。注目すべき例の 1 つは、Digital Metal の買収により金属バインダージェッティング市場への参入を目指している Markforged です。カーボンファイバーと金属の 3D 印刷プロセスで最もよく知られている Markforged は急速に成長しており、金属バインダージェッティングへの進出は同社の継続的な拡大の意図を示すと同時に、米国市場で定評のある Desktop Metal の直接の競合企業にもなっています。
さらに、買収や合併で前進しているのは付加製造企業だけではありません。今年は、3D プリント業界ではそれほど積極的ではなかった大手テクノロジー企業による 3D プリント企業の買収も見られました。例えば、世界的に有名なカメラメーカーであるニコンは、9月に発表された株式公開買い付けを通じてSLMソリューションの買収に動いています。買付受付期間終了時点で、ニコンはSLMの株式の約92.38%を正式に取得しました。同様に、経営難に陥っていたFast Radius社も今年株式を公開したが、すぐに業績が悪化し、米国破産法に基づきSyBridge Technologies社に1,590万ドルで買収された。
しかし、2022年にはM&A案件が大部分を占めるとはいえ、統合は単なる買収の形態ではありません。この傾向の一環として、付加製造におけるパートナーシップの役割の拡大にも注目したいと思います。特にソフトウェア、後処理、3D プリンターのメーカーの間では、顧客に 3D プリントのニーズに対する「ワンストップサービス」を提供する方法として、付加製造の継続的な産業化に貢献しています。
2022 年に積層造形分野で行われた多くの買収パートナーシップを見ると、ソフトウェアの重要性は明らかです (画像提供: 3Dnatives)。
たとえば、自動化とソフトウェアの連携が顧客向けの完全統合ソリューションの開発の鍵となる AMT と HP の連携について議論した際、HP のパーソナライゼーションおよび 3D プリンティング事業のグローバルセールスおよび市場開拓責任者である Wayne Davey 氏は次のようにコメントしています。「AMT と共通のビジョン、共通の顧客、実績のある後処理技術のポートフォリオを考えると、AMT との連携のこの新しい段階に入ることに興奮しています。HP では、エンドツーエンドの Multi Jet Fusion ワークフローに独自の専門知識をもたらすパートナーシップを活用することが、付加製造を加速して生産規模を拡大するための鍵であると考えています。」
さらに、成熟した後処理ソリューションプロバイダーであるDyeMansionとNexa3Dも同様の理由で協力関係に至りました。 Nexa3D の COO である Kevin McAlea 氏は次のように説明しています。「粉末床溶融結合の自動後処理ソリューションの大手プロバイダーである DyeMansion と提携し、当社の産業顧客がエンドツーエンドで高スループットの製造機能を活用し、総運用コストを削減できるようにするのは、私たちにとって自然な流れでした。」いずれにせよ、3D 印刷業界の多くの人々は、一緒にいることでより強力になると考えているようで、企業統合がますます現実味を帯びてきています。
市場の成長には衝撃が伴う<br /> しかし、市場の統合と成長が見られるところでは、混乱もすぐに起こることが多いのです。 2022年の初めから、さまざまな理由により、混乱が市場の大きなトレンドとなっています。最も初期の理由の一つは、もちろんウクライナ危機です。これは 3D プリンティングからは程遠いように思えるかもしれませんが、積層造形コミュニティ全体がこのニュースに同様に反応しました。この事件を受けて、業界の著名人の多くが直ちに行動を起こした。これに加えて、EOSを含むいくつかの3Dプリント企業はロシアの顧客との取引を停止することを決定し、他の企業は寄付を組織しました。
危機は今年初めに発生したものの、このプロセスは今日まで続いており、Nexa3D、EOS、BigRep、WohlersAssociates powered by ASTM International、SYNGIS、Digital University、3YOURMINDなどの企業がサイレントオークションを立ち上げています。これらは、Rapid + TCT 2022 や Formnext などの主要な 3D プリントイベントで開催されます。
△ポーランドに本社を置くSygnis社（写真は3Dプリント工場、画像提供：Sygnis社）。
3D プリンティングコミュニティは他の方法でも声を上げており、世界中のユーザーや企業が負傷者の治療に役立つ 3D プリント部品の作成に取り組んでいます。注目すべき例の 1 つは、負傷した民間人に使用できるオープンソースの止血帯ファイルの作成です。さらに、UnlimitedTomorrowやOxford Performance Materialsなどの企業は、3Dプリントされた義肢を必要としている人々に届けることを目指しています。
さらに、2022年にはサプライチェーンの混乱も懸念されます。もちろん、3Dプリンティングはこの問題の解決策の1つとなることが多く、COVID危機の始まりに最もよく例えられ、プラスチックとマイクロチップの世界的な不足がほぼすべての業界に影響を及ぼしました。ウクライナ戦争自体もこの状況を悪化させ、貿易ルートがほぼ一夜にして書き換えられ、重要な物資が必要な場所に届かなくなった。
最後に、過去数年ほどの間に積層造形業界では著しい成長が見られましたが、すべての兆候が順調というわけではないことを強調しておくことが重要です。もちろん、最も心配な兆候の一つは、今年中に何人かの人員削減があったことだ。これは、前述の進行中の市場統合の少なくとも一部によるものである可能性はありますが、現在の世界的な不況の結果として、テクノロジー業界全般で進行中の傾向の兆候であることも明らかです。そして、それは業界の大手企業の多くに影響を及ぼします。 Desktop Metal、Nexa3D、Xerox、Carbonはいずれも従業員の大部分を解雇すると発表しており、DMだけでも全世界の従業員数を12%削減する。
コスト最適化策と説明されたレイオフについて、デスクトップメタルのCEO、リック・フロップ氏は、「以前の決算発表の電話会議で述べたように、当社は成長機会を維持しながら経費構造を最適化する機会を見つけることに注力してきました。この動きは、2021年後半にチーム統合のために開始したステップに基づいており、デスクトップメタルが短期および長期の財務コミットメントを遂行する立場に立つとともに、収益性への道筋をサポートすると考えています」と述べた。この傾向は、業界の多くの人にとって、利益が期待どおりに理想的ではない可能性があることを示唆している。
2022年、3Dプリンティングにおける自動化とソフトウェアの重要性が増す
3D プリンティングが産業化を続けるにつれ、一部の業界で求められる大規模な印刷を実現するために、さまざまなステップを自動化する必要性はますます重要になっています。そのため、この 1 年間で、このニーズを満たすさまざまなテクノロジーとソフトウェアが登場しました。
統合について説明した際にすでに触れましたが、その重要性が高まっていることを示す兆候の 1 つは、3D プリントソリューションメーカーとソフトウェアプロバイダー間の連携です。実際、それが最も顕著に表れる場所の 1 つは、後処理です。他の積層造形ステップと比較すると、後処理、つまり印刷後の部品の処理は、高品質の部品を製造する上で非常に重要です。しかし、PostProcess の最新のポストプロセストレンドレポートが示すように、このステップは依然として時間がかかり、困難です。自動化はこの問題の解決に役立ちます。これは、AMT と HP、DyeMansion と Nexa3D の最近のコラボレーションからもわかるように、業界が向かっている方向のようです。
△AMT PostPro自動製造システムしかし、積層造形において自動化に重点が置かれているのは後処理だけではありません。最終用途部品を作成するための重要な要件として監視が重要になるにつれて、この分野ではソフトウェアの重要性がますます高まっています。その結果、多くの企業が、エンドツーエンドの AM ワークフロー全体を可能にする独自のソフトウェアソリューションを作成するか、ソフトウェアベンダーと提携して自動化を強化することに投資を増やしています。
Markforged について再度言及する必要があるのは、同社が自社のソリューション向けに設計されたインテリジェントプラットフォームである Digital Forge Platform を着実に開発してきたからです。今年、Markforged はシミュレーションソフトウェアを The Digital Forge に統合しました。 Markforged の社長兼 CEO である Shai Terem 氏は、3D 印刷事業へのさらなる統合の必要性を特に理解しており、次のように述べています。「シミュレーションにより、お客様は Digital Forge をより深く導入し、よりミッションクリティカルなツールや最終用途の金属部品を、連続繊維強化による検証済みで最適化された 3D 印刷の高度な複合部品に置き換えることができます。シミュレーションのようなクラウドベースのソフトウェアイノベーションは、工業部品の生産を需要の点にまで届けるという当社の使命の中核をなしています。」これは特に、生産規模の拡大における自動化とソフトウェアの重要性を浮き彫りにしています。
AI は、特に自動化に関しては、3D プリント分野全体でその地位を固め続けています。監視などのプロセスを改善するために、機械学習や AI ベースのソフトウェアを導入する企業が増えています。しかし、研究者たちはこれを、付加製造における生産性を高める手段としても利用しています。
注目すべき例としては、フラウンホーファー付加製造技術研究所 (IAPT)、フラウンホーファーセラミック技術・システム研究所 (IKTS)、フラウンホーファー毒性学・実験医学研究所 (ITEM)、フラウンホーファー材料力学研究所 (IWM)、フラウンホーファーデジタル医学研究所 (MEVIS) 間の最近のコラボレーションが挙げられます。これらの機関は、カスタマイズされた指インプラントを作成するために人工知能と3Dプリントを活用しました。このプロジェクトはまだ始まったばかりですが、ソフトウェア、人工知能、そしてもちろん自動化と組み合わせることで、3D プリントの大きな可能性を示しています。
バインダージェッティングの台頭<br /> 最後になりましたが、2022 年にさまざまなレポートに繰り返し登場した特定の 3D 印刷技術、つまりバインダージェッティングについて言及する必要があります。 3D プリンティングにおいて常に最も議論される技術というわけではないが、バインダージェッティングは今年、足場を固め始めたようだ。互換性のある新しい材料と、この分野への新規参入者の絶え間ない流入により、3D プリントは 2022 年に最も注目されるテクノロジーの 1 つになりました。
△写真提供：デジタルメタル
まず、2022年のバインダージェッティングでは材料開発が重要になります。特に、Desktop Metal で利用できる素材の種類がますます多様化していることを指摘できます。もちろん、同社は、特にExOneのS-Max Flex Sand 3Dプリンターの発売により、最も一般的なバインダージェッティング材料である金属と砂への多額の投資を継続していますが、木材バインダージェッティング、ゴム、さらにはフォームなど、非伝統的な材料にも手を出し、投資し始めています。これにより、より多くの業界や用途に参入できるようになり、コアや金型だけでなく最終用途の部品におけるバインダージェッティングの役割が確固たるものになります。
次に、バインダージェッティング市場は今年最も変化したと思われる市場です。デスクトップ・メタルが昨年エックスワンを買収した後、最大の競合2社が手を組んだためバインダー・ジェッティング市場は大幅に縮小した。しかし、前述したように、現在では新しいプレーヤーが登場しており、Markforged もその 1 つです。この米国メーカーによるデジタルメタル社の買収により、同社は金属バインダージェッティング市場における足場が強固になり、多くの分野でDMの直接の競合相手となる。しかし、それだけではありません。今年は、HP が待望していた金属 3D プリントソリューションの公式リリースの年でもありました。 HP はポリマーソリューションに Multi Jet Fusion (MJF) プロセスを使用していますが、新しい金属 3D プリンターでは金属バインダージェッティングを採用しています。 Metal Jet S100 マシンは今年の IMTS 2022 でデビューし、さらに Formnext ショーでデモンストレーションされました。
HP と Markforged が金属バインダージェッティングをさらに推進するという決定は、この技術による最終用途の金属部品の大量生産の可能性を中心に据えたものと思われます。 HP Inc.の3Dメタル部門のグローバルヘッド兼ゼネラルマネージャーであるラモン・パストール氏は、次のように説明しています。「2018年に画期的なメタルジェット技術を発表して以来、当社は3Dメタル大量生産のための業界最先端の商用ソリューションの開発に全力で取り組んできました。3Dプリントされた金属部品はデジタル変革の重要な推進力であり、新しいメタルジェットS100ソリューションは、初期設計から生産まで一貫して世界クラスの金属製品をお客様に提供しますが、さらに重要なのは、お客様がデジタル製造の無限の可能性を実現できるようにすることです。」
以上、2022年の積層造形分野における注目すべき事例をまとめました。企業統合の増加、業界における外部の不安定要因の破壊と影響、自動化の役割の増大、バインダージェッティングの急速な発展などです。これは、2022年が決して退屈な年ではないことを意味します。もちろん、2023 年に 3D プリントの世界で何が待ち受けているのか、今から楽しみです。おそらく来年には、さまざまな新しいトレンドが発見されるでしょう。

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