적층 제조의 혜택을 받는 상위 8개 산업

적층 제조(AM) 또는 3D 프린팅은 최근 몇 년 동안 빠르게 발전했습니다. 새로운 산업이 기술을 수용하기 시작하면서 비즈니스가 기술에 의해 영향을 받는 많은 방식을 발견하고 있습니다. 적층 제조 기술은 계속해서 빠른 속도로 발전하고 있어 새로운 적층 응용 프로그램이 개발되고 있습니다. 이러한 새로운 공정은 티타늄, 강철 및 다양한 플라스틱과 같은 생산 등급 재료의 증가와 함께 광범위한 기능을 가능하게 합니다.

적층 제조의 이러한 모든 적용을 통해 수많은 산업에서 개발 및 제조 비용을 절감하는 동시에 생산, 속도, 혁신 및 시장 출시 시간을 늘릴 수 있습니다. 폐기물을 줄이면서 새로운 구조와 모양을 생산하는 것도 가능합니다. 적층 제조의 이점을 누리고 있는 이 8개 산업과 이 기술의 미래에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽으십시오.

빠른 링크:

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적층 가공이란 무엇입니까?

2021년 적층 제조 시장 규모는 얼마입니까?

적층 제조의 혜택을 받는 주요 산업

적층 제조의 이점에 대해 자세히 알고 싶으십니까?

적층 가공이란 무엇입니까?

3D 프린팅이라고도 하는 적층 제조는 디지털 3D 또는 CAD 모델에서 3차원 물체를 만드는 프로세스입니다. 이름에서 알 수 있듯이 적층 제조는 재료를 추가하여 층을 쌓아서 물체를 생성하는 방식으로 작동합니다. 이러한 재료에는 금속 분말, 플라스틱 또는 세라믹이 포함될 수 있습니다. 적층 제조는 기계가공, 절단, 선삭, 성형, 밀링 및 기타 "차감" 제조 공정을 통해 물체를 생성하는 기존 방법을 보강하고 경우에 따라 완전히 대체할 수 있습니다.

적층 제조 과정에서 물체는 CAD(Computer-Aided Design) 소프트웨어를 사용하거나 인쇄할 물체를 스캔하여 디자인됩니다. 이 소프트웨어는 스캔을 3D 프린팅 기계가 레이어별로 따라갈 수 있는 정확한 프레임워크로 변환할 수 있습니다.

2021년 적층 제조 시장 규모는 얼마입니까?

적층 제조의 발전으로 이 프로세스에 대한 접근성이 그 어느 때보다 높아짐에 따라 점점 더 많은 산업 분야에서 3D 프린팅을 구현하고 있습니다. 현 상태에서 적층 제조 기술은 전 세계 제조 산업 전반에 걸쳐 매우 파괴적인 힘을 기대하고 있습니다. 세계 적층 제조 시장 규모는 2028년에 306억 달러로 예상됩니다. 다른 보고서에서는 시장이 연간 14.4%의 높은 속도로 성장할 것으로 추정합니다. 2027년까지 제조업이 전체 시장 점유율의 거의 33%를 차지할 것으로 예상됩니다.

이러한 급속한 성장의 원동력은 기업이 프로토타이핑 애플리케이션에서 부품, 구성 요소 및 액세서리의 효율적인 대량 생산으로 전환할 수 있는 적층 제조 기술의 능력입니다. AM 기술의 발전과 다양한 산업 분야에서 첨가제 채택이 증가함에 따라 시장은 지속적으로 확장될 것입니다.

적층 제조의 혜택을 받는 주요 산업

적층 제조의 새로운 응용 프로그램이 계속 제공됨에 따라 더 많은 산업에서 AM 기술을 채택했습니다. 다음은 몇 년 전만 해도 이전에는 달성할 수 없었던 적층 제조 애플리케이션을 현재 개발 및 생산하는 주요 산업 중 일부입니다.

항공우주

항상 최첨단을 달리는 항공우주 산업은 적층 제조의 얼리 어답터였습니다. 항공우주 회사는 제조 산업의 가장 엄격한 표준 중 일부를 충족해야 하며 부품과 구성 요소는 최고 성능의 재료로 만들어져야 합니다. 엔지니어는 AM을 사용하여 복잡한 고강도 부품을 설계하는 동시에 보다 효율적인 형상을 인쇄하고 불필요한 재료를 상당량 제거하여 항공우주 부품의 무게를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 연료 소비를 줄이고 CO2 배출량을 줄이며 비용을 절감할 수 있습니다(더욱 저렴한 항공료).

자동차

항공 우주와 마찬가지로 자동차 산업도 항상 새로운 디자인으로 혁신을 모색하고 있습니다. 그들의 제품은 또한 고속 및 가혹한 조건에 노출됩니다. AM을 통해 이러한 조건을 견딜 수 있는 복잡한 고품질 부품을 개발하여 안전성을 높일 수 있습니다. 신속한 프로토타이핑은 또한 차량 품질을 개선하여 자동차 제조업체가 내수성 및 고온과 같은 항목을 테스트할 수 있도록 합니다. 또한 3D 프린팅을 사용하면 부품을 통합하고 재고를 줄이며 단일 부품으로 수리 또는 유지 보수를 수행할 수 있습니다. 항공 우주와 마찬가지로 AM 기술을 사용하면 격자 구조를 인쇄할 수 있으므로 자동차 부품이 가능한 한 가볍고 공기역학적일 수 있습니다.

자동차 산업에서 3D 프린팅의 실제 사례는 이제 Porsche가 3D 프린터를 통해 희귀 클래식 자동차의 부품을 공급하는 방법입니다. 수집가가 자동차의 오래된 부품을 찾는 데 어려움을 겪을 경우 3D 인쇄를 통해 희귀 차량용 예비 부품을 인쇄할 수 있습니다.

소비자 제품

제품의 개념부터 완성까지 마케팅 팀의 경우 디자인에 가장 많은 시간을 할애하는 경우가 많습니다. 제품이 올바른지 확인하기 위해 이해 관계자에게 개념을 증명하고 궁극적으로 소비자에게 만족스러운 제품을 제공하기 위해 프로토타입을 만드는 데 많은 시간이 소요됩니다.

AM을 수용함으로써 마케팅 팀은 제품의 반복을 훨씬 더 빠르게 개발한 다음 필요에 따라 설계를 조정하기 위해 빠르게 회전할 수 있습니다. 적층 제조가 빌드 볼륨과 속도로 계속 발전함에 따라 빠르고 효율적인 대량 생산 요구를 위해 AM 기술을 통해 더 많은 소비자 제품을 생산할 수 있습니다.

에너지

정전, 서지 및 스파이크는 노동 중단 시간과 생산성 및 데이터 손실로 인해 미국 경제에 연간 1,500억 달러 이상의 피해를 입히는 것으로 추산됩니다. 적층 제조를 사용하여 에너지 부문은 극한의 조건도 견딜 수 있는 가볍고 효율적이며 환경 친화적인 구성 요소를 만들 수 있습니다. 또한 AM 기술을 사용하면 수중 또는 기타 가혹한 환경을 경험해야 할 수 있는 맞춤형 부품을 위한 내부식성 금속 재료를 개발할 수 있습니다.

우수한 제품을 개발할 가능성 외에도 에너지 산업을 위한 적층 제조 채택은 더 새롭고 더 가벼운 재료의 사용을 수반합니다. 그리고 AM 기술은 생산 비용을 40% 줄이고 시장 출시 시간을 1/3로 줄임으로써 에너지 산업은 미래에 적층 제조에 상당한 투자를 할 것으로 예상됩니다.

인프라

완전히 3D 프린팅으로 만들어진 다리 위를 걷는다고 상상해 보십시오. 머지 않아 이것이 현실이 될 수 있습니다. 사실, 2018년에 세계 최초의 3D 인쇄 보행자 다리가 공개된 곳은 이미 네덜란드입니다. 이 구조는 용융 강철을 적층하는 적층 로봇에 의해 생성되었으며 거의 ​​40피트 너비를 측정합니다.

건설 시장에서 적층 가공이 확대되고 있으며, 산업의 새로운 시대를 열었습니다. Transparency Market Research의 연구에 따르면 인프라 비서실의 3D 프린팅은 2027년까지 33%의 CAGR로 확대될 것으로 예상됩니다. 인쇄물은 기반 시설을 구축하거나 건물을 건축할 때 레이어별로 정밀하게 적용할 수 있기 때문에 AM은 자재 낭비를 줄이고 자재 낭비를 줄입니다. 가능한 한 비용 효율적으로 건설할 수 있습니다.

또한 3D 프린팅 기술은 재료가 정확하게 프린팅되기 때문에 복잡한 설계 구조를 허용하여 건설 실수 및 잘못된 설계로 인한 인프라 사고의 가능성을 줄입니다. 3D 프린팅이 일상적인 교량 건설에 사용되지는 않지만 산업이 확장됨에 따라 미래의 잠재력은 충분히 있습니다. 그리고 미국 교량의 3분의 1 이상이 주요 수리 작업이 필요하거나 교체되어야 한다는 최근 보고서에 따르면 가까운 장래에 산업이 급속히 확장될 수 있습니다.

의료 및 제약

적층 제조는 의료 산업에 혁명을 일으켜 한때 공상 과학 소설이었던 것을 새로운 현실로 바꾸어 놓았습니다. 이 기술은 의사, 환자 및 연구 기관에 혁신을 제공하고 있습니다. 내구성이 뛰어난 보철물과 실제와 같은 해부학적 모델에서 외과용 부품에 이르기까지 이미 의료 분야에서 성공적으로 인쇄된 엄청나게 많은 물체는 이 기술이 가까운 장래에 의료 분야에서 보유할 잠재력을 엿볼 수 있습니다.

예를 들어, 적층 제조를 통해 3D 인쇄된 치과 기기와 의치, 크라운, Invisalign™과 같은 맞춤형 장치를 다양한 기질과 각 개인에게 맞춤화된 인쇄물로 구성할 수 있습니다. 현재 디지털 치과용 3D 프린팅 시장은 25억 달러 규모이며 계속 성장할 것으로 예상됩니다. 추가로, 적층 제조는 사용자를 위한 최고 수준의 편안함을 보장하기 위해 더 잘 맞도록 대량 생산될 수 있는 보청기와 같은 장치를 허용합니다.

최근 진행 중인 프로젝트 중 하나는 인간 배아 줄기 세포를 인쇄하기 위해 연구원들이 적층 기술을 사용하는 것입니다. 그렇게 함으로써, 이 줄기 세포는 약물을 테스트하거나 대체 장기를 성장시키기 위한 조직을 만들고, 화상을 입거나 손상된 피부를 대체할 수 있는 피부를 인쇄하고, 암세포를 인쇄하여 신약을 연구하고 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. Wake Forest 재생 의학 연구소 소장인 외과의사 Anthony Atala는 장기 인쇄가 곧 장기 이식을 대체할 수 있다고 믿으면서 장기 인쇄 작업까지 하고 있습니다.

식용품

적층 제조는 식품 산업을 뒤흔들 잠재력을 가지고 있습니다. 적층 제조는 현재 식품 산업의 게임 체인저가 아니지만 식용 AM 인쇄는 풍부한 기회를 보유하고 있습니다. 현재로서는 초콜릿과 피자도 3D 프린팅이 가능합니다.

바인더 분사는 3D 인쇄 식품 생산의 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 금속 분말과 폴리머를 크리스탈 설탕으로 대체하여 특히 레스토랑, 베이커리 및 호텔을 위한 복잡하고 정확한 설탕 조각을 디자인하고 만듭니다. 3D 프린팅으로 로고와 사진을 정확하게 그릴 수 있기 때문에 식용 첨가물 프린팅은 사탕과 과자 생산자에게 브랜딩 기회를 제공합니다.

또한 식용 식품의 적층 제조를 통해 식이 요법에 필요한 고유한 식품 제제의 생성, 접근하기 어려운 위치로의 단순화된 유통, 맞춤형 의료/영양 보조제를 만들 수 있는 가능성도 있습니다.

스포츠

스포츠 및 게임 제조 세계는 패션, 장비 및 액세서리 제작에서 3D 프린팅의 영향을 받고 있습니다. 스포츠 용품 산업은 미국에서만 연간 약 450억 달러를 벌어들이며 적층 제조는 수많은 이점을 제공합니다. 3D 프린팅은 맞춤화 및 개인화를 가능하게 하기 때문에 스포츠 용품 제조업체는 현재 정확한 치수에 맞춤화된 운동선수를 위한 개인화 장비를 개발하고 있습니다. 이제 스포츠 장비도 더 가볍지만 더 강하지는 않더라도 더 가볍도록 제조될 수 있습니다.

적층 제조는 또한 더 강한 재료와 복잡한 기하학적 디자인으로 인해 더 나은 안전 장비를 위한 기회를 제공합니다. 축구 헬멧 제조업체는 항상 머리 외상을 방지하기 위해 헬멧 디자인을 개선하는 방법을 찾고 있습니다. 격자 구조를 생성할 수 있는 3D 프린팅의 기능으로 최종 제품은 가벼울 뿐만 아니라 실제 헬멧에 대한 보다 안전한 압력 분배가 가능합니다. 선수의 정확한 머리 모양에 맞게 각 헬멧을 맞춤화할 수 있는 기능과 함께 3D 프린팅은 우수한 헬멧을 생산할 수 있습니다.

Adidas에서 Nike에 이르기까지 식품 용품 회사는 더 나은 그립과 핏, 더 나은 안창과 외부 모두를 가능하게 하는 맞춤형 쇼를 만들기 위해 적층 제조를 활용하고 있습니다. 완전히 3D 인쇄된 신발은 현재 시장에 나와 있지 않지만 3D 인쇄는 오늘날 많은 운동화 제조에 관여하고 있으며 이 산업에서 계속 성장할 것입니다.

적층 제조의 이점에 대해 자세히 알고 싶으십니까?

적층 제조는 모든 규모의 제조업체에게 게임 체인저입니다. 이를 통해 더 빠르고 저렴하게 제품을 만들 수 있지만 생산 낭비가 적고 정밀도가 향상됩니다. 더 큰 그림을 보면 AM은 의료 혁신에서 보다 안전한 교통 수단 및 도로에 이르기까지 일상적인 미국인의 삶을 변화시키고 있습니다.

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