3D 프린팅 산업 전망(2019년 개요)

3D 프린팅 산업이 성장함에 따라 새로운 트렌드가 등장하고 기술의 전반적인 사용이 진화하고 있습니다. 전 세계의 기업들은 새로운 방향으로 노력을 확장하고 있으며 다른 많은 용도 중에서 최종 사용 제품, 프로토타이핑 및 툴링에서 제공해야 하는 것을 수용하고 있습니다. 다음은 2019년에 업계가 진화한 구체적인 방식을 살펴보겠습니다.

글로벌 성장 예측

일반적으로 업계는 성장하고 있으며 여러 예측에서 3D 프린팅 및 사용에 대한 지출이 기하급수적으로 증가하는 것으로 나타났습니다. Wohlers Report 2019는 2020년까지 전 세계의 모든 AM 제품과 서비스가 158억 달러에 이를 것이라고 예측합니다. 회사는 2022년에 239억 달러, 2024년에는 356억 달러로 증가할 것으로 예상하는 다음과 같은 수익 예측을 예상합니다.

3D 프린팅 산업은 크게 데스크탑과 산업용 시스템으로 분류됩니다. 이 산업의 성장은 산업 기계의 매출 증가와 데스크톱 기계의 감소를 보여줌으로써 두 가지 측면에서 모두 감소하고 있습니다. 전반적인 추세는 상승하지만 소형 프린터는 전반적으로 감소하고 있습니다.

공공 부문과 민간 부문 모두 전 세계적으로 3D 프린팅에 더 많은 투자를 하고 있습니다. 북미는 전체 적층 제조 자금에서 가장 큰 몫을 차지하고 있지만 중국과 아시아 지역은 가장 높은 성장률을 보여 미래에 강력한 경쟁자가 될 것입니다. 이는 또한 3D 프린팅 및 CNC 가공(특히)을 포함한 민간 및 공공 부문 기술에 대한 투자를 늘릴 수 있는 중국의 'Made in China' 이니셔티브에 의해 더욱 강화될 수 있습니다.

GlobalData의 또 다른 보고서에 따르면 항공우주 및 방위 산업은 적층 제조의 주요 성장 원천입니다. 이는 특히 예비 부품, 위성 및 엔진의 생산에 의해 강화됩니다. 중국, 러시아 및 미국 군대는 3D 프린팅 기술을 사용하는 가장 유명한 방위 제조업체 중 하나입니다.

유럽은 3D 프린팅 산업의 주요 허브이기도 합니다. 이 지역의 주요 수요는 주로 의료 및 항공 우주 분야에서 고속, 안정적이고 저렴한 프로토타입이 필요한 중소기업에서 비롯됩니다. 정부 지출도 어느 정도 추진력을 보이고 있습니다. 예를 들어 네덜란드 정부는 3D 프린팅 관련 연구 및 혁신에 1억 5천만 달러를 추가로 투자했습니다. 유사하게, 핀란드는 파트너십을 통해 3D 프린팅 활동을 늘리는 방법을 모색하고 있으며 폴란드와 같은 국가에서도 의료 분야에 3D 프린팅을 통합하고 있습니다(유럽 응집력 정책).

산업 수준의 생산에 기술을 배포하는 데 드는 높은 비용과 같이 시장에는 몇 가지 제약이 있습니다. 이는 산업용 적층 제조 시스템 내의 경쟁 ​​증가로 인해 억제될 수 있으며, 이로 인해 향후 가격이 하락할 수 있습니다. 3D 프린팅의 성장에 대한 또 다른 우려 요소는 신뢰성과 반복성으로 많은 산업체에서 이 기술을 채택하지 못하고 있습니다. 이것은 3D 프린터 제조업체가 업계 내에서 노력하고 있는 것이며, 신뢰성이 없고 일관성이 없다는 인상을 없애기 위해 더 많은 발전이 필요할 것입니다.

Essentium의 2019년 설문조사에서 압도적인 수의 응답자(99%)가 회사의 3D 프린팅 사용 수준을 높일 계획입니다. 전반적으로 업계는 건강해 보이며 Wohler's, Sculpteo 등의 수년간의 예측에 따라 증가하는 속도로 성장하고 있습니다.

애플리케이션 및 업계 요구사항

현재 3D 프린팅의 주요 용도는 의료, 항공 우주 및 방위, 산업 및 소비재 산업입니다. 종종 3D 프린팅을 사용하여 운영하는 회사는 격자와 같은 복잡한 형상을 만드는 데 가장 흥미로운 응용 프로그램을 찾는 경향이 있습니다. 많은 회사가 3D 프린팅의 중요한 USP로 여기는 또 다른 요소는 제품의 더 빠른 반복을 만드는 것입니다. 다른 연구에서 기업들이 3D 프린팅 사용에 가장 중점을 두는 것은 제품 개발 주기를 가속화하는 것이라고 밝혔기 때문에 이는 의미가 있습니다.

프로토타입과 개념 증명은 여전히 ​​기업에서 3D 프린트를 활용하는 가장 일반적인 방법이지만 생산 및 R&D도 증가하고 있습니다. 전자 2개는 지난 2년에 비해 사용량이 증가한 반면 완제품 생산은 대체로 정체 상태를 유지했습니다. 또한 Essentium의 설문 조사에 따르면 3D 프린팅을 사용하는 회사의 83%가 대량 생산을 위해 이를 사용하지 않습니다(일반적으로 1000년대 미만의 생산 가동).

Sculpteo의 설문 조사에서 알 수 있듯이 또 다른 상승은 예비 부품 생산과 공급망 관리에 대한 관심입니다. 공급망 관리는 특히 올해 주요 주제였으며 항공 우주 및 방위 분야에서 상당한 파장을 일으켰습니다. 일반적으로 미 공군, 해군 및 항공기 제조업체와 같은 다양한 조직에서는 구형 항공기 및 선박의 ​​복원을 위해 3D 프린팅을 사용하여 더 이상 생산되지 않는 부품을 복원하고 주문형 생산으로 창고 비용을 절감하고 있습니다. 이는 최근 미화 100만 달러 시험에서 미 공군과 호주 해군이 이 기술을 테스트한 3D 인쇄된 변소 덮개의 경우에서 볼 수 있습니다. 두 경우 모두 미래에 더 광범위하게 사용됨을 의미합니다.

여러 설문 조사의 응답을 살펴보면 리드 타임 단축이 비용 절감도 상당히 중요한 세 번째 요인이라는 것을 알 수 있습니다. 이는 3D 프린팅 산업이 최신 기계에서 효율성을 극대화하기 위해 노력하는 두 가지 요소입니다. 예를 들어 Spee3D 및 Aurora와 같은 회사는 이전 모델보다 생산 시간이 더 빠른 금속 프린터를 지속적으로 개발하여 이전 기록을 깨고 있습니다.

기술

기술 면에서 FDM/FFF가 여전히 핵심입니다. FDM을 위한 대부분의 응용 프로그램은 프로토타이핑 및 툴링 및 지그 제조에 있습니다. 제한된 생산 부품도 여기에 중요한 역할을 합니다. 이전에 언급했듯이 더 큰 크기의 산업용 프린터가 크게 증가했으며 이는 최종 사용 부품의 성장 증가에 역할을 했을 수 있습니다(최종 사용 부품은 여전히 ​​3D 프린터의 가장 일반적인 용도와는 거리가 멀지만) .

FDM이 사내 생산에 가장 널리 사용되는 반면, SLS, Jet Fusion 및 Polyjet과 같은 다른 형태의 적층 제조는 외부 서비스를 통해 성장을 달성했습니다. 실제로 FDM을 제외한 대부분의 다른 유형의 3D 프린팅은 자체 생산보다 서비스를 통해 사용할 가능성이 더 큽니다. 기업은 전반적으로 더 많은 프린터를 구매하고 있지만 외부 서비스의 사용도 증가하고 있습니다. 이 두 가지 사용 모드가 모두 증가했습니다.

유사하게, 플라스틱 기술은 사내에서 수행될 가능성이 훨씬 더 높은 반면 금속 인쇄는 외부 서비스를 통해 수행될 가능성이 더 높습니다. 항공 산업은 다른 사용자보다 비싼 형태의 3D 프린팅을 사용할 가능성이 훨씬 높으며 많은 회사에서 연간 10만 달러 이상을 지출합니다. 이 점을 예시하면 설문조사에 응한 기업의 38%가 SLS를 사용하지만 15%만이 사내 장비를 소유하고 있습니다.

3D 프린팅의 추가 구현에 대한 주요 장벽은 예산과 신뢰성입니다. 따라서 더 새롭고 더 비싼 형태의 3D 프린팅이 현재 덜 일반적이라는 것은 당연합니다. Essentium 연구도 이 점을 뒷받침하여 많은 기업이 3D 프린팅과 관련된 비용이 3D 프린팅이 대규모 생산 기술이 되는 것을 방해하고 있다고 믿고 있음을 보여줍니다. 이는 향후 더 많은 테스트와 가격 경쟁이 심화됨에 따라 변경될 수 있습니다.

마지막으로 AM 시스템 외에 다른 기술도 함께 채택하고 있는 기업 중 CNC 가공이 가장 눈에 띄는 동반 기술이었고 레이저 절단이 그 뒤를 이었다.

자료

플라스틱은 적층 제조와 관련하여 사내 및 서비스 측면에서 가장 일반적인 재료입니다. 프로토타이핑, 툴링 및 R&D가 이에 큰 역할을 했으며 다른 재료도 이와 동일한 목적을 수행하지만 플라스틱이 가장 일반적으로 사용됩니다. 그러나 사용자 비율 측면에서 보면 플라스틱과 금속 모두 더 많은 재료가 이 분야에 전반적으로 합류하면서 하락했습니다. 실제로 2019년에 대부분의 재료(세라믹, 왁스, 레진 및 멀티컬러)가 사내 사용 측면에서 상승했습니다. 이러한 격차는 많은 기업의 옵션으로 외부 AM 서비스가 성장한 결과일 수도 있습니다.

금속의 사내 사용량 감소에도 불구하고 금속 인쇄 수익은 추정 41.9% 성장하여 매년 40% 이상의 성장을 5년 연속으로 계속했습니다. 이는 많은 산업이 생산을 늘렸기 때문이지만 가장 두드러지게 증가하는 방위 및 항공 우주 산업은 기술을 발전시켰습니다. 그러나 금속 인쇄의 50%는 사내 인쇄가 아닌 서비스를 통해 이루어집니다.

자체 자재 사용량은 수지 사용량이 약 40%로 전년 대비 5% 증가했으며, 다색 기술은 15%에서 27%로 높아졌다. 이 수치는 서비스 및 혼합 방법을 통한 사용을 포함할 때 훨씬 더 높습니다.

재료는 기업들 사이에서 AM의 미래 성장에 대한 가장 큰 관심사 중 하나입니다. 더 구체적으로 말하면, 대부분의 기업은 Sculpteo에 따르면 기업이 가장 관심을 갖는 성장 요인에서 신소재가 2위를 차지하기 때문에 더 많은 재료가 도입되고 더 다양한 시스템을 갖기를 기대합니다. 마찬가지로, 기계 기능과 재료의 공급 및 비용은 모두 회사의 3D 프린팅 활동을 증가시키는 데 가장 중요한 두 가지 요소였습니다.