アディティブマニュファクチャリングの恩恵を受ける上位8つの産業

アディティブマニュファクチャリング（AM）、つまり3D印刷は、近年急速に進化しています。新しい業界がテクノロジーを採用し始めているので、彼らは彼らのビジネスがそれによって影響を受けている多くの方法を発見しています。アディティブマニュファクチャリングテクノロジーは急速に進化し続けており、新しいアディティブアプリケーションが開発されています。これらの新しいプロセスは、チタン、鋼、さまざまなプラスチックなどの生産グレードの材料の増加とともに、幅広い機能を可能にします。

アディティブマニュファクチャリングのこれらすべてのアプリケーションにより、多くの業界は、生産、速度、革新、および市場投入までの時間を増やしながら、開発および製造コストを削減することができます。無駄を減らしながら、新しい構造や形状を作成することも可能です。アディティブマニュファクチャリングのメリットを享受しているこれらの8つの業界と、このテクノロジーの将来について詳しく知るために読んでください。

クイックリンク：

• アディティブマニュファクチャリングとは何ですか？
• 2021年の積層造形の市場規模はどのくらいですか？
積層造形の恩恵を受けるトップ産業
• アディティブマニュファクチャリングのメリットについて詳しく知りたいですか？

アディティブマニュファクチャリングとは何ですか？

アディティブマニュファクチャリングは、3D印刷とも呼ばれ、デジタル3DまたはCADモデルから3次元オブジェクトを作成するプロセスです。名前が示すように、積層造形は、材料を追加してオブジェクトをレイヤーごとに構築することによってオブジェクトを作成することによって機能します。これらの材料には、金属粉末、プラスチック、またはセラミックが含まれます。アディティブマニュファクチャリングは、機械加工、切断、旋削、成形、フライス盤、およびその他の「サブトラクティブ」製造プロセスによって、オブジェクトを作成する従来の方法を強化し、場合によっては完全に置き換えることができます。

アディティブマニュファクチャリングプロセスでは、CAD（Computer-Aided Design）ソフトウェアを使用するか、印刷されるオブジェクトをスキャンして、オブジェクトを設計します。ソフトウェアは、スキャンを3D印刷機がレイヤーごとに追跡するための正確なフレームワークに変換できます。

2021年の積層造形の市場規模はどのくらいですか？

アディティブマニュファクチャリングの進歩により、このプロセスがこれまで以上に利用しやすくなるにつれて、ますます多くの業界が3Dプリントを運用に実装しています。現状では、積層造形技術は、世界の製造業全体で非常に破壊的な力になると見られています。世界の積層造形市場の規模は、2028年には306億ドルになると予測されています。他のレポートでは、市場は年間14.4％の高成長を遂げると推定されています。製造業は、2027年までに総市場シェアの33％近くを獲得すると予想されています。

この急速な成長の背後にある原動力は、企業がプロトタイピングアプリケーションから部品、コンポーネント、およびアクセサリの効率的な大量生産に移行するための積層造形技術の能力です。 AMテクノロジーの進歩と、さまざまな業界での添加剤の採用の増加により、市場は継続的に拡大する可能性があります。

アディティブマニュファクチャリングの恩恵を受けるトップ産業

アディティブマニュファクチャリングの新しいアプリケーションが利用可能になり続けるにつれて、より多くの業界がAMテクノロジーを採用しています。これは、ほんの数年前には達成できなかった積層造形アプリケーションを現在開発および製造しているトップ産業の一部です。

航空宇宙

常に最先端を行く航空宇宙産業は、積層造形を早期に採用していました。航空宇宙企業は、製造業界で最も厳しい基準のいくつかを満たす必要があり、部品やコンポーネントは最高性能の材料で作られている必要があります。 AMを使用すると、エンジニアは複雑で高強度の部品を設計できると同時に、より効率的な形状を印刷し、大量の不要な材料を排除することで航空宇宙部品の重量を減らすことができます。これにより、燃料消費量の削減、CO2排出量の削減、およびコストの削減（さらに、航空運賃の改善）が可能になります。

自動車

航空宇宙と同じように、自動車業界は常に新しいデザインで革新を求めています。彼らの製品はまた、高速で過酷な条件にさらされています。 AMにより、これらの条件に耐えることができる複雑で高品質の部品を開発し、安全性を向上させることができます。ラピッドプロトタイピングは車両の品質も向上させ、自動車メーカーが耐水性や高温などをテストできるようにします。さらに、3D印刷により、部品の統合、在庫の削減、単一の部品での修理または保守の実行が可能になります。また、航空宇宙の場合と同様に、AMテクノロジーでは格子構造を印刷できるため、自動車部品を可能な限り軽量で空力的にすることができます。

自動車業界における3D印刷の実際の例は、ポルシェが3Dプリンターを介して珍しいクラシックカーの部品を供給する方法です。コレクターが自分の車の古い部品を見つけるのに苦労する場合、3D印刷により、希少な車両のスペアパーツを印刷できます。

消費者製品

製品のコンセプトから完成までを行うマーケティングチームにとって、多くの場合、設計に最も多くの時間が費やされます。製品が適切であることを確認するために、利害関係者に概念を証明し、最終的に消費者に喜ばれる製品を提供するためのプロトタイプの作成に多くの時間が費やされます。

AMを採用することで、マーケティングチームは製品のイテレーションをより迅速に開発し、必要に応じて設計を調整するために迅速にピボットすることができます。アディティブマニュファクチャリングがビルドの量と速度とともに進歩し続けるにつれて、AMテクノロジーを介してより多くの消費者製品が生産され、迅速かつ効率的な大量生産が要求される可能性があります。

エネルギー

停電、急増、急増は、労働力のダウンタイムと生産性とデータの損失により、米国経済に年間1,500億ドル以上の損害を与えると推定されています。アディティブマニュファクチャリングを使用すると、エネルギーセクターは、極端な条件にも耐えることができる、軽量で効率的で環境に優しいコンポーネントを作成できます。さらに、AMテクノロジーにより、水中やその他の過酷な環境を経験する必要のあるカスタマイズされた部品用の耐食性金属材料の開発が可能になります。

優れた製品を開発する可能性に加えて、エネルギー産業での積層造形の採用には、より新しく軽量な材料の使用が伴います。また、AMテクノロジーにより、製造コストが40％削減され、市場投入までの時間が3分の1に短縮されるため、エネルギー業界は将来、添加剤製造に多額の投資を行うことが期待されます。

インフラストラクチャ

完全に3Dプリントで作られた橋の上を歩いていると想像してみてください。すぐに、これは現実になるかもしれません。実際、2018年に世界初の3D印刷された歩道橋が発表されたのは、すでにオランダにあります。この構造は、溶融鋼を積層する積層ロボットによって作成され、直径は約40フィートです。

建設市場における積層造形は拡大しており、業界に新しい時代をもたらしています。 Transparency Market Researchの調査によると、インフラストラクチャ秘書の3D印刷は、2027年までに33％のCAGRで拡大すると予測されています。インフラストラクチャの構築や建物の建設時に、印刷物をレイヤーごとに正確に適用できるため、AMは材料の無駄を減らし、建設を可能な限り費用対効果の高いものにすることができます。

さらに、3D印刷技術は、材料が正確に印刷されるため、複雑な設計構造を可能にします。これにより、建設ミスや不十分な設計によるインフラストラクチャの事故の可能性が減少します。 3D印刷は日常の橋梁建設には採用されていませんが、業界が拡大するにつれて、将来の可能性は十分にあります。また、最近の報告によると、米国の橋の3分の1以上が大規模な修理作業が必要であるか、交換する必要があることがわかっており、近い将来、業界が急速に拡大する可能性があります。

医療および医薬品

アディティブマニュファクチャリングは医療業界に革命をもたらし、かつては空想科学小説であったものを新しい現実に変えました。このテクノロジーは、医師、患者、研究機関に飛躍的な進歩をもたらしています。耐久性のある補綴物や実際の解剖学的モデルから外科用グレードのコンポーネントまで、医療分野ですでに正常に印刷されている信じられないほどの多数のオブジェクトは、このテクノロジーが近い将来のヘルスケアにもたらす可能性を垣間見ることができます。

たとえば、積層造形により、3D印刷された歯科用器具や、義歯、クラウン、さらにはInvisalign™などのカスタムメイドのデバイスを、個人ごとにカスタマイズされたさまざまな基板や印刷物から構築できます。現在、デジタル歯科の3D印刷市場は、25億ドルと評価されており、今後も成長を続けると予想されています。さらに、積層造形により、補聴器などのデバイスを大量生産して、ユーザーに最高レベルの快適さを保証するためのより良いフィット感を実現できます。

最近進行中のプロジェクトの1つは、研究者による添加剤技術を使用してヒト胚性幹細胞を印刷することです。そうすることで、これらの幹細胞を使用して、薬や成長する代替臓器をテストするための組織を作成したり、火傷や損傷した皮膚を置き換える可能性のある皮膚を印刷したり、癌細胞を印刷して新薬を研究およびテストしたりできます。ウェイクフォレスト大学再生医療研究所の所長である外科医のアンソニー・アタラは、臓器の印刷が臓器の移植に取って代わる可能性があると信じて、臓器の印刷にも取り組んできました。

食用キノコ

アディティブマニュファクチャリングは、食品業界を揺るがす可能性を秘めています。アディティブマニュファクチャリングは、現在食品業界で業界を大きく変えるものではありませんが、食用AM印刷には多くの機会があります。現在のところ、チョコレートやピザでさえ3Dプリントが可能です。

バインダージェットは、3Dプリント食品製造の最も一般的な方法の1つです。金属粉末とポリマーを結晶糖に置き換えて、特にレストラン、パン屋、ホテル向けに、複雑で正確な砂糖の彫刻を設計および作成します。 3D印刷では正確に描かれたロゴや写真が可能になるため、食用の積層造形はキャンディーやスイーツの生産者にブランディングの機会を提供します。

食用食品の積層造形は、食事のニーズに合わせた独自の食品処方の作成、手の届きにくい場所への流通の簡素化、およびカスタマイズされた医療/栄養補助食品につながる可能性もあります。

スポーツ

スポーツやゲームの製造業界は、ファッション、ギア、アクセサリーの作成において3Dプリントの影響を受けています。スポーツ用品業界は、米国だけで年間約450億ドルを稼ぎ、積層造形には多くの利点があります。 3D印刷によりカスタマイズとパーソナライズが可能になるため、スポーツ用品メーカーは現在、正確な測定値に合わせてカスタマイズされたアスリート向けのパーソナライズされた機器を開発しています。スポーツ用品も、軽量でありながら、それ以上ではないにしても同じくらい強力になるように製造できるようになりました。

アディティブマニュファクチャリングは、より強力な材料と複雑な幾何学的設計により、より優れた安全装備の機会も提供します。フットボール用ヘルメットのメーカーは、頭の外傷を防ぐためにヘルメットのデザインを改善する方法を常に模索しています。格子構造を作成する3D印刷の機能により、最終製品は軽量であるだけでなく、物理的なヘルメットのより安全な圧力分布を可能にします。アスリートの正確な頭の形に合わせて各ヘルメットをカスタマイズする機能に加えて、3Dプリントは優れたヘルメットを生み出すことができます。

アディダスからナイキまでの食品会社は、アディティブマニュファクチャリングを利用して、より優れたグリップとフィット感、そしてより優れたインソールとエクステリアの両方を可能にするカスタムフィッティングショーを作成しています。完全に3D印刷された靴は現在市場に出回っていませんが、3D印​​刷は今日多くの運動靴の製造に関与しており、この業界で成長し続ける可能性があります。

アディティブマニュファクチャリングのメリットについて詳しく知りたいですか？

アディティブマニュファクチャリングは、あらゆる規模のメーカーにとって画期的な製品です。これにより、製品をより速く、より安価に作成できますが、生産の無駄が少なくなり、精度が向上します。全体像を見ると、AMはまた、医療の飛躍的進歩からより安全な交通機関や道路に至るまで、日常のアメリカ人の生活を変えています。

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