アディティブマニュファクチャリング業界の展望2020：デジタルマニュファクチャリングを推進する240社[更新]

2020年6月16日更新：3D印刷コミュニティから受け取ったすべてのフィードバックを取り入れて、9つの新しい企業を含むようにランドスケープを更新しました。

AMFGが公開されて以来、アディティブマニュファクチャリング（AM）業界では多くの変化がありました 2019年の最初の積層造形ランドスケープ 。業界の進化を文書化するために、AMFGは毎年恒例の積層造形ランドスケープの第2版を発行しました。

2020年、3D印刷業界は成熟を続けています。エコシステムは拡大しており、新しい企業や投資家が市場に参入し続けています。

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2019年末までに、世界のAM市場は100億ドルを超える価値があると推定されました。多くの要因が業界の成長を後押ししています。 1つは、3D印刷のハードウェアと材料が産業用アプリケーション向けに開発されていることです。これは、さまざまな業界の企業がこのテクノロジーの新しいユースケースを探し続けているためです。

さらに、COVID-19のパンデミックが事業運営に影響を与え続け、サプライチェーンの不足を引き起こしているため、企業はデジタルトランスフォーメーション戦略の一環として3D印刷を採用しています。 3D印刷によって提供されるデジタル化により、企業はサプライチェーンの問題や変化する顧客の要求に対応するために必要な柔軟性と敏捷性を得ることができます。

業界を形作る要因が非常に多いため、3Dプリントを推進している企業やトレンドを追跡するのは難しい場合があります。

このため、2回目の年次Additive Manufacturing Landscape 2020を発行しました。これは、製造業者と業界の利害関係者に、現在のAMエコシステムと業界を形作る主要なトレンドについての明確な理解を提供するインフォグラフィックとホワイトペーパーです。

2020年の積層造形の展望

今年、240の企業と機関がアディティブマニュファクチャリングランドスケープに含まれました。

新しいセグメントとプレーヤーを追加しましたが、すべての企業が1つの共通の目標を共有しています。それは3D印刷の工業化です。

風景は次のカテゴリに分類されます：

• ハードウェアメーカー （ポリマー、デスクトップ、金属、複合材料、セラミック、電子機器）


• ソフトウェアベンダー （設計とシミュレーション、スライサーとデータの準備、ワークフローとMES、セキュリティ）


• 材料サプライヤー （ポリマーおよび複合材料、金属）


• 後処理システムメーカー


• 研究機関

いつものように、私たちの風景の範囲は、産業用3D印刷にのみ焦点を当てています。したがって、産業用アプリケーション向けのソリューションを提供する企業のみを含めました。主に消費者向け3Dプリントに焦点を当てている企業は含まれていません。

サービスプロバイダーも含まれていません。それらは積層造形の不可欠な側面ですが、それらを含めることは、レポートの複雑さを増すことでした。ただし、ここで見つけることができるサービスプロバイダーのAM市場の現状に焦点を当てた業界の現状調査を公開しました。

重要なポイント

ハードウェアは依然として最大のカテゴリです

2020年には、ハードウェアカテゴリがAMランドスケープの56％を占めています。新しい3D印刷ハードウェア企業の継続的な参入は、セグメントがこれまで以上に多様化し、したがって競争力が高まったことを意味します。

今年のAMランドスケープでは、新しいハードウェアセグメントである複合3Dプリンターも追加しました。テクノロジーはまだ新しく、多くの場合ニッチですが、複合3D印刷は、より大きく、より収益性の高い市場に成長する可能性があります。

金属3Dプリンターは最大のセグメントです

金属機械メーカーは、ハードウェアカテゴリの40％、全体の22.5％を占めています。

ランドスケープに登場する企業の大多数は、レーザーベースの金属3Dプリンターを提供していますが、大きな金属部品を印刷できるバインダー噴射システムや3Dプリンターの分野でも成長しています。

新興企業は3Dプリントの革新のペースを加速しています

私たちの風景の大部分は、過去5年間に出現した新興企業を特徴としています。

当然のことながら、投資家からも大きな注目を集めています。 2019年には77の初期段階のAM企業に11億ドルの投資が行われ、最大の資金はハードウェアメーカーに支払われたと推定されています。

接続性は業界内の主要なテーマになりつつあります

AM市場は断片化されたエコシステムのままであり、必ずしも統合されていない主要なセグメントごとに異なるソリューションがあります。

市場の細分化は、デジタル製造技術としての3D印刷に不可欠な要件である、より優れた接続性の必要性を明らかにしています。

各セグメントを詳しく見る

ハードウェア

ハードウェアセグメントは、依然としてAMランドスケープの大部分を占めています。新しいシステムの開発は進行中であり、資金提供によって強力にサポートされています。

ハードウェア空間の継続的な進化により、本番アプリケーション向けの、より高速で信頼性の高い3Dプリンターが実現しています。

ポリマー3Dプリンター

ポリマーAMシステムは、使用に関して最も人気のある技術であり続けています。 2019年には、72％の企業がポリマーAMシステムを使用していたのに対し、49％は金属AMシステムを使用していました。

ポリマー3Dプリンターは依然として主にプロトタイピングに使用されていますが、この技術は、工具、スペアパーツ、最終用途部品など、生産のアプリケーションにも拡大しています。

航空宇宙、鉄道、自動車産業における技術の新しいアプリケーションのロックを解除するPEEKやULTEMなどの高性能熱可塑性プラスチックの導入により、最終部品のポリマー3D印刷への取り組みは継続する予定です。

デスクトップ3Dプリンター

デスクトップ3Dプリンターは、AMランドスケープのもう1つの重要な部分です。このカテゴリのマシンは、ますます産業用アプリケーションを対象としています。同時に、デスクトップ3Dプリンターは、侵入の障壁を低くし、よりユーザーフレンドリーな3D印刷体験を生み出すことにより、3D印刷を民主化することを目的としています。

2020年の時点で、デスクトップ材料の押し出しは依然として最大のカテゴリです。プロフェッショナルデスクトップの溶融フィラメント製造（FFF）システムは、ハイエンドの産業用機械よりもはるかに低価格です。同時に、デュアル押出しや加熱ビルドチャンバーなどの産業用機能は、デスクトップFFF3Dプリンターの必須機能になりつつあります。

UltimakerやMakerbotなどの企業は、FFFデスクトップセグメントで最も認知されているブランドであり続けていますが、BCN3DやRobozeなどの比較的新しいプレーヤーの参入により、多様なセグメントが作成されています。

メタル3Dプリンター

この調査によると、多くの専門家は2019年に金属3Dプリンターの売上がわずかに減少したことを指摘していますが、この減速は「自動車市場の低迷、一般的に脆弱な製造部門、アジアおよびヨーロッパ経済の低迷に関連しています」。ただし、このセグメントは長期的には回復する見込みです。

2020年、金属粉末床融合（PBF）バリアントは依然として最も広く使用されているシステムですが、金属バインダー噴射機の開発に向けた強力な推進力が見られます。

金属バインダー噴射3Dプリンターは、通常、PBFシステムよりも安価で高速であり、より入手しやすい材料を使用します。

金属バインダー噴射技術の初期のプロバイダーであるExOneには、現在、Digital Metal、GE、Desktop Metal、HPなどのいくつかの企業が参加しています。

特にDesktopMetalとHPは、特定の用途向けの鍛造や鋳造などの従来の製造と競合できる方法でバインダー噴射を行うことを戦略的に計画しています。

一方、金属ハードウェア市場では、最近、コンパクトな金属3Dプリンターの新しいセグメントが導入されています。

このカテゴリのマシンは、通常、PBFシステムと比較してフットプリントが小さく、よりアクセスしやすい価格と、より短い学習曲線を提供します。コンパクトメタル3Dプリンターの主なアプリケーション分野には、機能的なプロトタイピングと小ロットの生産が含まれます。

調査会社のCONTEXTによると、このセグメントの2019年の出荷量は前年比で43％増加しました。DesktopMetalとMarkforgedは、コンパクトメタル3Dプリンターでこのニーズに対応した最初の企業の1つです。

複合3Dプリンター

今年のAMランドスケープでは、複合3D印刷という新しいセグメントが導入されます。 2020年の時点で、Markforged、Fortify、Anisoprintなど、このテクノロジーを開発している主要な業界プレーヤーは10社あります。

従来の複合材料製造は、設計サイクルが長く、依然として非常に労力、リソース、および資本集約的なプロセスです。一方、複合3D印刷は、複合部品の製造を自動化することでプロセスを簡素化できます。

複合3D印刷用に商品化されている市場対応ソリューションはますます増えています。たとえば、Desktop Metalは、2019年末に複合デスクトップファイバー3Dプリンターを発売しました。

この動きは、以前は金属3D印刷のみに焦点を当てていた企業にとっては非常に驚くべきことですが、成熟する複合3D印刷市場に多くの機会があることを示唆しています。

もう1つの前向きな指標は、複合3D印刷会社への投資が増えていることです。過去12か月で、Markforged、Fortify、9TLabsなどの複合3D印刷会社に1億5,000万ドル以上が投資されたと推定されます。

3D印刷ハードウェアの課題

3D印刷ハードウェアの継続的な進化にもかかわらず、COVID-19の大流行によって引き起こされた世界的な不確実性のために、このセグメントはいくつかの課題を経験する可能性があります。

SmarTech Analysisの調査会社の調査担当副社長であり、AM Landscapeの寄稿者であるスコット・ダナム氏は、材料セグメントに期待はあるものの、2020年にハードウェアの売上が大幅に伸びる可能性は低いと予測しています。

「設備投資は間違いなく今年の残りの期間はタイトになるため、ハードウェアの売上はおそらくどこにも行きません。ただし、既存の機械の設置ベースの使用率が回復し、新しい最終用途向けの材料の販売が促進されることを期待しています。 。 ’

資料

3D印刷材料の範囲は拡大し続けています。

2020年には、Senvolデータベースに2,245もの異なるAM資料がリストされていますが、2019年には1,700をわずかに超える資料がリストされています。

ポリマーは依然として最も人気のある材料ですが、金属の需要は追いついてきています。 EYによる最近の調査では、企業の40％が、AMアプリケーションに標準合金を使用したいと述べ、31％が高性能合金を挙げています。

3D印刷材料市場の前向きな見通しにもかかわらず、材料のコストは3D印刷の広範な採用に対する主要な障壁であり続けています。 2020年の時点で、AMポリマーと金属は非AM材料よりもまだ数倍高価です。

ソフトウェア

デジタルマニュファクチャリングテクノロジーとしての3D印刷の採用により、部品設計からワークフロー管理まで、AMプロセスを合理化できる専用ソフトウェアの需要が生まれました。

‘3D印刷は新しいものではなく、35年近くの歴史がありますが、何十年にもわたって焦点のほとんどはプラットフォームと素材にありました。追いついているのは、印刷された部品をより適切に予測、修正、管理するために必要なソフトウェアです。」

Xometryのアプリケーションエンジニアリングディレクター、Gregory Paulsen

設計段階では、シミュレーションソフトウェアが3D印刷ソフトウェア開発の大きな焦点となっています。この主な理由は、再現性のある3D印刷結果を達成するために現在使用されている試行錯誤のアプローチを削減、または排除する可能性があることです。

同時に、トポロジー最適化やジェネレーティブデザインなどの設計ソフトウェアツールの高度化が進んでいます。航空宇宙エンジン部品、自動車部品、医療用インプラントなどの重要なアプリケーションで使用される、トポロジー的に最適化された部品の例が増えています。

ただし、AMワークフローに複雑さの層を追加する、ばらばらのビルド準備ツールの課題があります。

幸いなことに、これは解決されています。3D印刷ソフトウェアの開発者は、さまざまなビルド準備ツールを統合して、より合理化されたプロセスを実現することに注力しています。

このような多機能ソフトウェアにより、ユーザーは印刷適性チェックを実行し、ビルドでパーツを方向付け、軽量化のためにパーツ構造を最適化し、サポートを追加し、シミュレーション分析を実行できます。

ワークフローとMESソフトウェア

生産におけるAMの使用の拡大に伴い、積層造形に関連するステップを管理できるソフトウェアソリューションの必要性が高まっています。企業は、3D印刷された部品のトレーサビリティと、AM操作をより効率的に制御する機能を必要としています。

これらの要件により、ワークフローソフトウェアとしても知られる製造実行システム（MES）の比較的新しいソフトウェアセグメントの出現が促されました。

現在、いくつかのMESソリューションが市場で入手可能であり、それぞれが異なる成熟度を持っています。つまり、適切なソリューションを選択するには、最終的に、ソフトウェアの統合機能や生産量の増加をサポートする機能など、複数の要素を考慮する必要があります。

IPおよびセキュリティソフトウェア

部品を社内で3D印刷する場合、または部品をサプライヤーにアウトソーシングする場合、IP保護は重要な考慮事項になります。これは、セキュリティソフトウェアが、組織全体で3D印刷を使用できるようにする上で重要な役割を果たすことを意味します。

3D印刷には、ハードウェア間だけでなく、部門、生産現場、サプライヤー間でも多くのデータ転送が含まれます。これは、生産に3D印刷を使用し、資産を管理し、不正アクセスから設計ファイルを保護したい企業にとって、セキュリティが重要な関心事になることを意味します。

セキュリティソフトウェアは他のソフトウェアカテゴリと比較して非常に小さいままですが、カスタマイズされたセキュリティソリューションの需要が高まるにつれて、これは今後数年間で大幅に変化すると予想されます。

後処理

3D印刷が本番環境に移行するにつれ、非常に手作業で時間のかかる後処理ステップなど、主要な後処理の課題を克服するための大きな推進力がありました。

さらに、3D印刷された部品の後処理は、部品あたりの全体的なコストのかなりの部分を占めています。

「後処理は、大規模な生産を追求する場合、メーカーがコスト目標を達成できるようにすることに大きな影響を及ぼします 。」

「部品が3Dプリンターから出てきたら、ワークフローを完全に自動化する持続可能な後処理技術に焦点を当て、手間のかかる手動ワークフローの法外なコストを排除する必要があります。節約が達成された場合にのみ、大規模な生産が可能です 。 ’

Additive Manufacturing Technologies Ltd.のCEO、Joseph Crabtree

部品の洗浄、粉末除去、表面仕上げ、染色のための自動化されたソリューションを開発することにより、後処理の課題に取り組むために、多くの企業が市場に登場しています。

それらのいくつかは完全に3D印刷業界（Additive Manufacturing Technologies、DyeMansion、PostProcess Technologiesなど）に焦点を当てていますが、その他は3D印刷のソリューションを開発した大規模な伝統的な企業（RöslerやQuintus Technologiesなど）です。

2020年のアディティブマニュファクチャリング：デジタルマニュファクチャリングの未来を形作る

AMFGの最初のアディティブマニュファクチャリングランドスケープから1年が経ち、それ以来3D印刷業界が大幅に成熟したことは明らかです。

新しい3D印刷技術により、新しい企業が市場に参入しました。材料会社は材料開発を加速しており、自動化と接続性にこれまで以上に焦点が当てられています。

現在の世界的な不確実性にもかかわらず、AM業界は依然としてチャンスに満ちています。 AMは、これまで以上に強力で統合された世界的な危機から抜け出すことができると確信しています。これに役立つことの1つは、業界内で進行中のコラボレーションです。この傾向の例はすでに複数見られます。

最終的に、2020年は、積層造形が主流でその価値を実証し、より広い製造業内でさらに強力な基盤を獲得する年になると思われます。

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