3Dプリンターを導入したほうがよい業界は?導入後の効果は?

3Dプリンターの導入
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2016年代から研究やオーダーメイド受注、小ロット生産、精密加工の面で注目を集めている3Dプリンターですが、その話題は2023年になっても消えない話題性を持っています。

主に3Dプリンターを取り入れた事例を基にすると、次の業界は比較的小ロットかつ高い完成度が必要であるため、3Dプリンター特有の利点を最大限に醸し出すことが可能です。

  • 製造業:製品の試作、小規模生産に活用できます。
  • 医療業界:義肢や人工関節、人工臓器の製造に役立ちます。
  • 建築業界:建築模型の製造に利用できます。
  • エンターテインメント業界:フィギュアやアニメーションのキャラクターの製造に使用されます。

ものを作るとはいっても、必ず製品そのものを生産するわけではなく、評価するためのサンプルの造形に使うという手段もあります。このサンプルの精度は、完成品を設計、評価するうえで非常に重要な役割を果たしています。

もちろんのこと、医療業界のように最終製品をプリントして使う場合もあります。

今回はそんな3Dプリンターの世界的に見た市場価値、将来性についてご紹介していきます。

3Dプリンターの材料市場

何を作るにも必ず母材が必要となります。

この材料がどの程度まで優れている必要があり、価格はどのくらいなのかは、製造業界や研究業界の人ならば、常にアンテナを張っているところであると思います。

材料のコストがあまりにも大きすぎても困ります。

市場が小さければ希少価値が上がり、必然的に価格高騰につながってしまい、逆に3Dプリンターなんて使わなくても・・・なんて思ってしまいがちですが、実際問題どのように材料の市場価値が推移すると予想されているのでしょうか。

矢野経済研究所の2022年の市場価値予測によると、2026年には1兆円に届く見込みとなっています。

2021年の市場価値は新型コロナウィルスの影響から市場が伸び悩んだ様子が結果として如実に現れていましが、液槽光重合(VPP:Vat Photopolymerization)別名光造形方式は、医療分野での需要が支えとなって、大きな低下は免れていました。

樹脂粉末材料に関しては治具や工具、実部品向けの需要が拡大しました。

今後の予想としては、機械的特性や耐久性を重視した材料開発が主に進展するとされており、少量~中量生産用途での業界への3Dプリンターの導入が進むとして、3Dプリンターの材料市場はCAGR(年平均成長率)が24%となる見込みです。(2021~2026年の間)

また、2026年には市場規模が9125億3200万円になり、約1兆円の市場価値が視野に入るとの見通しです。

3Dプリンター本体の市場価値の動向

矢野経済研究所が発表した調査結果では、2020年の3Dプリンター世界市場規模は、132億ドルです。メーカ出荷台数をベースとすると、36.4万台で、前年度の2019年と比較すると2019年は36.5台だったため、成長は低迷してしまったという結果でした。新型コロナウイルスが主な要因ではありますが、3Dプリンターそのものは、性能や利便性の評価は非常に高く、市場規模の拡大が見込まれていたほどです。

3Dプリンターの世界市場は2023年まで緩やかな成長が見込まれるとされており、2023年には37万台の売り上げを予測しています。

国内3Dプリンターの市場支出額のCAGRは、2019年~2024年の間が6.8%であると予想されています。そのため、非常に大きな注目を集める業界となっていくでしょう。

樹脂3Dプリンターの市場規模

金属をまったく使わずに複雑な造形が可能ということで、大幅なコストカットや、軽量化を図ることができることで注目を集めています。日本能率協会総合研究所が提供するMDB Digital Searchが導いた結果によると、樹脂3Dプリンターの市場規模は2026年に1430億円に到達する見込みです。

2020年時点で680億円規模なので6年ほどで約2倍の成長率を魅せるということになりますね。

金属3Dプリンターの市場規模

複雑で小さな造形が行えるようになった金属3Dプリンターの世界市場規模は2019年には7億ドルを記録しました。

2020年~2027年の間には32.5%の経済成長が期待されると予想されています。

この金属3Dプリンターは主に航空業界で注目を浴びており、エンジン部分の製造に当てられており、2022年にはアメリカではじめて3Dプリンターで造形した飛行機が誕生しています。

各国の3Dプリンター市場

  • アメリカ

航空分野でのエンジンブラケットの造形実績があり、3Dプリンターを使ったことにより、材料の廃棄ロスを約90%削減に成功しています。さらに部品の重量を10%ほど軽量化させ、FAA(連邦航空局)の承認を得て、2019年1月から出荷させています。

  • ドイツ

スポーツ用品メーカーのadidasが、3Dプリンターでつくられたミッドソールを搭載したALPHAEDGE 4Dを販売しています。

車のメーカーではBMWが3Dプリンター製の部品を20万個以上製造しています。製造数は前年の1.42倍も増加しました。

  • オランダ

オランダの建築業界は、3Dプリンターでステンレス製の橋を作りました。

  • イタリア

電気自動車メーカーが、低速電気自動車(LSEV)を3Dプリンターで作りました。大量生産を可能として、2019年からは中国江蘇省にある巨大工場で量産を開始しています。

3Dプリンターの用途、使い道

3Dプリンターは機種によって対応材料に限りがありますが、確実にものづくりの時短につながります。大量生産を行う場合においては、コストと利益の照合で、従来の切削加工に劣る部分はありますが、確実に外注費削減やコミュニケーションの円滑化に寄与します。

主な使い道としては以下のようなものがあります。

  • 製造業
  • 教育目的
  • 個人ユーザー
  • 医療
  • 建築設計
  • 航空宇宙
  • ホビー
  • 食品
  • 自動車
  • ファッション
  • ロボティクス
  • コンシューマー製品

どの分野においても、試作や評価という項目が存在し、最終製品や成果発表に役立ちます。

図面だけではわかりにくいものを具現化することによって、よりイメージが湧きやすくなり、正確な設計を行うことが出来るようになります。

アメリカの自動車業界では、開発段階において75%のパーツを3Dプリンターを使って自力で構成部品を作るようです。

現在の日本では3Dプリンターの親和性の高さから、医療機器業界への導入が相次いでいます。

現時点では実験室レベルに限定されますが、海外では医療機器としての3Dプリンターの承認を目指すメーカーも増えており、臨床現場で使わる未来へと向かっています。

3Dプリンターを活用したビジネス

3Dプリンターは3DCADファイルと材料、3Dプリンター本体がそろっていれば大方のものは再現できます。

サイズ感は3Dプリンターの造形サイズ上限に帰属しますが、質感を重視しない場合は、どの機種を選んでも、類似したものは作れるようになっています。

主に作れるものは次のようなものになります。

  • 試作品
  • 意匠や機構の確認
  • 建築物の模型
  • フィギュア
  • 治具
  • 保守パーツ

上記の製作が行えるだけではなく、作業効率が上昇したり、開発期間を大幅にカットしたり、生産コストを下げることも可能です。

また、基本的に小ロットであればオーダーメイドにも柔軟に対応でき、多様な顧客に対するニーズに基づいた製品を再現できます。

3Dプリンターは製造業界の救世主になるか?

3Dプリンターには試作品を繰り返し出力出来たり、製品の内製化(外注しない)を実現したりすることにつながります。

この関係から工数の大幅な削減や、早急な改善策の提案が可能になります。

まるでデータ上で間違った数値を書き換えるような感覚で、プリントしてその日のうちに製品を評価し、だめだったらCADを修正してもう一度プリントということがすぐにできるのです。

グローバル化が進むにつれて、近年では多品種を小ロット生産することが主流になりつつあるため、3Dプリンターの特性を大いに生かすことが出来ます。

3Dプリンターによっては印刷速度が遅かったり、複雑な形状がプリントできないという欠点がありますが、オルテが取り扱う製品においては、この点を大幅にカバーし、最終製品が良質でありながら、造形スピードは遅くても1日以内に終わるレベルです。

これにより、コスト削減しつつ、開発スピードを飛躍的に上げ、新製品の輩出を加速させることが出来るでしょう。

まとめ

3Dプリンターの市場価値は、日本経済や世界経済に大きく影響を受けることはありますが、大打撃ともいえるほどではありません。

そうなったのは、いたるところの業界で3Dプリンターが導入され、工業が衰退しても医療が伸びる、逆もしかりといった形で、結果的に利益を確保できる体制が整っているからです。

未来の技術を支え、利益を最大化させる術として、3Dプリンターは今後も業界の職場環境を便利にしていくことでしょう。

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