적층 제조 산업 현황 2020:디지털 제조를 주도하는 240개 기업 [업데이트됨]

2020년 6월 16일 업데이트:3D 프린팅 커뮤니티에서 받은 모든 피드백을 수용하여 이제 9개의 새로운 회사를 포함하도록 환경을 업데이트했습니다.

AMFG가 발표된 이후 적층 제조(AM) 산업에 많은 변화가 있었습니다. 2019년 첫 번째 적층 제조 환경 . 업계의 발전을 문서화하기 위해 AMFG는 연례 적층 제조 환경의 두 번째 판을 발행했습니다.

2020년에는 3D 프린팅 산업이 계속해서 성숙해지고 있습니다. 새로운 회사와 투자자가 계속 시장에 진입하면서 생태계가 확장되고 있습니다.

여기에서 보고서 및 인포그래픽 다운로드

2019년 말까지 전 세계 AM 시장은 100억 달러 이상의 가치가 있는 것으로 추정됩니다. 여러 요인들이 산업의 성장을 촉진하고 있습니다. 하나는 3D 프린팅 하드웨어와 재료가 산업 응용을 위해 개발되고 있다는 점입니다. 산업 전반에 걸쳐 기업들이 계속해서 이 기술의 새로운 사용 사례를 찾고 있다는 것입니다.

또한 COVID-19 전염병이 계속해서 비즈니스 운영에 영향을 미치고 공급망의 부족을 야기함에 따라 기업은 디지털 혁신 전략의 일부로 3D 프린팅을 채택하고 있습니다. 3D 프린팅이 제공하는 디지털화는 공급망 문제와 변화하는 고객 요구에 대응하는 데 필요한 유연성과 민첩성을 기업에 제공할 수 있습니다.

산업을 형성하는 많은 요인으로 인해 3D 인쇄를 발전시키는 회사와 추세를 추적하는 것이 어려울 수 있습니다.

이러한 이유로 우리는 제조업체와 업계 이해 관계자에게 현재 AM 에코시스템과 업계를 형성하는 주요 트렌드에 대한 명확한 이해를 제공하는 인포그래픽 및 백서를 두 번째 연례 적층 제조 환경 2020을 발행했습니다.

2020년 적층 제조 환경

올해 240개의 회사와 기관이 적층 제조 환경에 포함되었습니다.

새로운 부문과 플레이어를 추가했지만 모든 회사는 3D 프린팅 산업화라는 하나의 공통 목표를 공유합니다.

풍경은 다음 범주로 나뉩니다.

항상 그렇듯이 우리 환경의 범위는 전적으로 산업용 3D 프린팅에 초점을 맞추고 있습니다. 따라서 산업용 애플리케이션을 위한 솔루션을 제공하는 회사만 포함했습니다. 주로 소비자용 3D 프린팅에 중점을 둔 회사는 포함되지 않았습니다.

서비스 제공업체도 포함되지 않습니다. 그것들은 적층 제조 환경의 필수적인 측면이지만, 그것들을 포함하는 것은 보고서의 복잡성을 증가시키는 것이었습니다. 그러나 여기에서 찾을 수 있는 서비스 제공업체를 위한 AM 시장의 현재 상태에 초점을 맞춘 산업 현황 설문조사를 발행했습니다.

주요 요약

하드웨어는 여전히 가장 큰 카테고리입니다.

2020년에는 하드웨어 카테고리가 AM 환경의 56%를 차지합니다. 새로운 3D 프린팅 하드웨어 회사의 지속적인 진입은 해당 부문이 그 어느 때보다 다양해졌으며 따라서 경쟁력도 높아졌다는 것을 의미합니다.

올해 AM Landscape 에디션에는 새로운 하드웨어 부문인 합성 3D 프린터도 추가되었습니다. 이 기술은 여전히 ​​새롭고 많은 경우 틈새 시장이지만 복합 3D 프린팅은 더 크고 수익성 있는 시장으로 성장할 가능성이 있습니다.

금속 3D 프린터가 가장 큰 부문

금속 기계 제조업체는 하드웨어 범주의 40%와 전체 환경의 22.5%를 구성합니다.

풍경에 등장하는 대부분의 회사는 레이저 기반 금속 3D 프린터를 제공하지만 바인더 젯팅 시스템 및 대형 금속 부품을 인쇄할 수 있는 3D 프린터 영역도 성장하고 있습니다.

신생 기업은 3D 인쇄의 혁신 속도를 가속화하고 있습니다.

우리 풍경의 상당 부분은 지난 5년 동안 등장한 신생 기업을 특징으로 합니다.

의외로 투자자들에게도 많은 관심을 받고 있습니다. 2019년에는 77개의 초기 단계 AM 회사에 11억 달러의 투자가 이루어진 것으로 추정되며, 가장 많은 자금이 하드웨어 제조업체에 사용됩니다.

연결성은 업계의 주요 주제가 되고 있습니다.

AM 시장은 각 주요 부문에 걸쳐 서로 다른 솔루션이 반드시 통합될 필요는 없는 파편화된 생태계로 남아 있습니다.

시장 세분화는 디지털 제조 기술로서 3D 프린팅의 필수 요구 사항인 더 큰 연결성에 대한 필요성을 보여줍니다.

각 세그먼트 자세히 살펴보기

하드웨어

하드웨어 부문은 여전히 ​​AM 환경에서 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다. 새로운 시스템의 개발은 진행 중이며 자금 지원으로 강력하게 지원됩니다.

하드웨어 공간의 지속적인 발전으로 인해 생산 응용 프로그램에 적합한 더 빠르고 안정적인 3D 프린터가 탄생했습니다.

폴리머 3D 프린터

폴리머 AM 시스템은 사용 측면에서 가장 인기 있는 기술로 남아 있습니다. 2019년에는 72%의 회사가 폴리머 AM 시스템을 사용하고 있었고 49%는 금속 AM 시스템을 사용했습니다.

폴리머 3D 프린터는 여전히 프로토타입 제작에 주로 사용되지만 이 기술은 툴링, 예비 부품 및 최종 사용 부품을 비롯한 생산 응용 분야로 확장되고 있습니다.

PEEK 및 ULTEM과 같은 고성능 열가소성 수지의 도입에 힘입어 최종 부품 폴리머 3D 프린팅을 향한 추진은 계속될 것이며, 이는 항공우주, 철도 및 자동차 산업의 기술에 대한 새로운 적용을 가능하게 합니다.

데스크탑 3D 프린터

데스크탑 3D 프린터는 AM 환경의 또 다른 중요한 부분입니다. 이 범주의 기계는 점점 더 산업 응용 분야에 맞춰지고 있습니다. 동시에 데스크탑 3D 프린터는 진입 장벽을 낮추고 보다 사용자 친화적인 3D 인쇄 경험을 만들어 3D 인쇄의 민주화를 목표로 합니다.

2020년 현재 데스크탑 재료 압출은 가장 큰 범주로 남아 있습니다. 전문 데스크탑 FFF(Fused Filament Fabrication) 시스템은 고급 산업용 기계보다 훨씬 저렴한 가격을 제공합니다. 동시에 이중 압출 및 가열된 빌드 챔버와 같은 산업용 기능은 데스크탑 FFF 3D 프린터의 필수 기능이 되었습니다.

Ultimaker 및 Makerbot과 같은 회사는 FFF 데스크톱 부문에서 가장 인정받는 브랜드로 남아 있지만 BCN3D 및 Roboze와 같은 비교적 새로운 플레이어의 진입은 다양한 부문을 생성하고 있습니다.

금속 3D 프린터

많은 전문가들이 2019년 금속 3D 프린터 판매가 약간 감소했다고 지적하지만, 이 연구에 따르면 '약한 자동차 시장, 일반적으로 취약한 제조 부문, 부진한 아시아 및 유럽 경제'로 인해 침체가 연관됩니다. 그러나 이 부문은 장기적으로 회복될 예정입니다.

2020년에도 금속 PBF(Powder Bed Fusion) 변형이 가장 널리 사용되는 시스템으로 남아 있지만 금속 바인더 분사 기계의 개발에 대한 강력한 추진력이 보입니다.

금속 바인더 분사 3D 프린터는 일반적으로 PBF 시스템보다 저렴하고 빠르며 더 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용합니다.

금속 바인더 분사 기술의 초기 제공업체인 ExOne은 현재 Digital Metal, GE, Desktop Metal 및 HP와 같은 여러 회사에 합류했습니다.

특히 Desktop Metal과 HP는 특정 응용 분야에서 단조 및 주조와 같은 전통적인 제조 방식과 경쟁할 수 있는 바인더 분사 방식을 전략적으로 만들 계획입니다.

한편, 금속 하드웨어 시장은 최근 소형 금속 3D 프린터의 새로운 부문이 도입되는 것을 보았습니다.

이 범주의 기계는 일반적으로 PBF 시스템에 비해 설치 공간이 더 작으며 보다 접근 가능한 가격대와 짧은 학습 곡선을 제공합니다. 소형 금속 3D 프린터의 주요 응용 분야에는 기능적 프로토타이핑 및 소량 생산이 포함됩니다.

리서치 회사인 CONTEXT에 따르면 이 부문은 2019년에 전년 대비 43%의 출하량이 증가했습니다. Desktop Metal과 Markforged는 소형 금속 3D 프린터로 이러한 요구 사항을 최초로 해결한 회사 중 하나였습니다.

합성 3D 프린터

올해 AM 풍경에는 ​​합성 3D 프린팅이라는 새로운 부문이 도입되었습니다. 2020년 기준으로 Markforged, Fortify 및 Anisoprint를 포함하여 이 기술을 개발하는 10개의 주요 산업 플레이어가 있습니다.

전통적인 복합 재료 제조는 긴 설계 주기와 함께 매우 노동, 자원 및 자본 집약적인 프로세스로 남아 있습니다. 반면에 복합 3D 프린팅은 복합 부품 생산을 자동화하여 프로세스를 단순화할 수 있습니다.

복합 3D 프린팅을 위해 상용화되는 시장 준비 솔루션이 점점 더 많아지고 있습니다. 예를 들어 Desktop Metal은 2019년 말에 복합 데스크탑 Fiber 3D 프린터를 출시했습니다.

이러한 움직임은 이전에 금속 3D 프린팅에만 집중했던 회사로서는 상당히 놀라운 일이지만, 성숙해진 복합 3D 프린팅 시장에서 많은 기회를 보고 있음을 시사합니다.

또 다른 긍정적인 지표는 복합 3D 프린팅 회사에 대한 투자 증가입니다. 지난 12개월 동안 Markforged, Fortify 및 9T Labs를 포함한 복합 3D 프린팅 회사에 $150,000,000 이상이 투자된 것으로 추정됩니다.

3D 프린팅 하드웨어의 과제

3D 프린팅 하드웨어의 지속적인 발전에도 불구하고 이 부문은 COVID-19 전염병으로 인한 글로벌 불확실성으로 인해 몇 가지 어려움을 겪을 수 있습니다.

리서치 회사인 SmarTech Analysis의 연구 부사장이자 AM Landscape의 기고자인 Scott Dunham은 재료 부문에 대한 희망이 있지만 2020년에 하드웨어 판매가 크게 증가하지 않을 것으로 예측합니다.

'하드웨어 판매는 아마도 자본 지출이 올해 남은 기간 동안 (적어도) 빡빡할 것이기 때문에 아무데도 가지 않을 것입니다. 그러나 우리는 기존에 설치된 기계 기반의 가동률이 반등하여 새로운 최종 사용 지향 자재에 대한 자재 판매를 견인할 것으로 기대합니다. .'

자료

3D 프린팅 재료의 범위는 계속해서 증가하고 있습니다.

2020년 Senvol 데이터베이스에는 2,245개의 다양한 AM 재료가 나열되어 있으며 2019년에는 1,700개가 조금 넘습니다.

폴리머가 가장 인기 있는 재료로 남아 있지만 금속에 대한 수요가 따라잡고 있습니다. EY의 최근 설문조사에서 기업의 40%는 AM 애플리케이션에 표준 합금을 사용하고 싶다고 밝혔고 31%는 고성능 합금을 언급했습니다.

3D 프린팅 재료 시장에 대한 긍정적인 전망에도 불구하고 재료 비용은 3D 프린팅의 광범위한 채택을 가로막는 주요 장벽으로 남아 있습니다. 2020년 현재 AM 폴리머 및 금속은 여전히 ​​AM이 아닌 재료보다 몇 배 더 비쌉니다.

소프트웨어

3D 프린팅을 디지털 제조 기술로 채택함에 따라 부품 설계에서 워크플로 관리에 이르기까지 AM 프로세스를 간소화할 수 있는 전문 소프트웨어에 대한 수요가 발생했습니다.

'3D 프린팅은 거의 35년의 역사를 가진 새로운 것이 아니지만 수십 년 동안 대부분의 초점은 플랫폼과 재료에 있었습니다. 따라잡고 있는 것은 인쇄된 부품을 더 잘 예측, 수정 및 관리하는 데 필요한 소프트웨어입니다.'

Gregory Paulsen, Xometry 애플리케이션 엔지니어링 이사

설계 단계에서 시뮬레이션 소프트웨어는 3D 프린팅 소프트웨어 개발의 큰 초점으로 남아 있습니다. 이에 대한 주요 이유는 현재 반복 가능한 3D 프린팅 결과를 얻기 위해 사용되는 시행착오 방식을 줄이거나 없앨 수 있기 때문입니다.

동시에 토폴로지 최적화 및 생성 설계와 같은 설계 소프트웨어 도구의 정교함 수준이 높아지고 있습니다. 우리는 항공우주 엔진 부품, 자동차 부품 및 의료 임플란트와 같은 중요한 응용 분야에 사용되는 토폴로지 최적화 부품의 더 많은 예를 보고 있습니다.

그러나 AM 워크플로에 복잡성 계층을 추가하는 연결되지 않은 빌드 준비 도구의 문제가 있습니다.

좋은 소식은 이것이 해결되고 있다는 것입니다. 3D 프린팅 소프트웨어 개발자는 보다 간소화된 프로세스를 가능하게 하기 위해 다양한 빌드 준비 도구를 통합하는 데 집중하고 있습니다.

이러한 다기능 소프트웨어를 통해 사용자는 인쇄 가능성 검사를 수행하고, 빌드에서 부품 방향을 지정하고, 경량화를 위해 부품 구조를 최적화하고, 지지대를 추가하고, 시뮬레이션 분석을 실행할 수 있습니다.

워크플로 및 MES 소프트웨어

적층 제조와 관련된 단계를 관리할 수 있는 소프트웨어 솔루션의 필요성은 생산에서 AM의 사용이 확대됨에 따라 증가하고 있습니다. 기업은 3D 프린팅 부품에 대한 추적성과 AM 작업을 보다 효율적으로 제어할 수 있는 능력이 필요합니다.

이러한 요구 사항으로 인해 워크플로 소프트웨어라고도 하는 MES(제조 실행 시스템)의 비교적 새로운 소프트웨어 부문이 등장했습니다.

현재 시장에서 여러 MES 솔루션을 사용할 수 있으며 각 솔루션은 성숙도가 다릅니다. 이는 올바른 솔루션을 선택하기 위해 궁극적으로 기업이 소프트웨어의 통합 기능 및 증가하는 생산량을 지원할 수 있는 능력과 같은 여러 요소를 고려해야 한다는 것을 의미합니다.

IP 및 보안 소프트웨어

부품을 사내에서 3D 프린팅하거나 공급업체에 아웃소싱할 때 IP 보호는 중요한 고려 사항이 됩니다. 이는 보안 소프트웨어가 조직 전체에서 3D 프린팅을 사용할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다.

3D 프린팅은 하드웨어 간뿐만 아니라 부서, 생산 현장 및 공급업체 간에도 많은 데이터 전송이 필요합니다. 이는 보안이 생산에 3D 프린팅을 사용하고 자산을 제어하고 무단 액세스로부터 설계 파일을 보호하려는 모든 회사의 주요 관심사가 될 것임을 의미합니다.

보안 소프트웨어는 나머지 소프트웨어 범주와 비교할 때 여전히 매우 작지만 맞춤형 보안 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 향후 몇 년 동안 크게 바뀔 것으로 예상합니다.

후처리

3D 프린팅이 생산으로 옮겨감에 따라 고도로 수동적이고 시간 집약적인 후처리 단계와 같은 주요 후처리 문제를 극복하기 위한 큰 노력이 있었습니다.

또한 3D 프린팅 부품의 후처리는 전체 부품당 비용의 상당 부분을 차지합니다.

'후처리는 제조업체가 대규모 생산을 추구할 경우 비용 목표를 달성할 수 있도록 하는 데 큰 영향을 미칩니다. .'

'일단 부품이 3D 프린터에서 나오면 워크플로를 완전히 자동화하여 노동 집약적인 수동 워크플로의 엄청난 비용을 제거하는 지속 가능한 후처리 기술에 중점을 두어야 합니다. 절감액이 충족되어야만 대규모 생산이 가능합니다. .'

Joseph Crabtree, Additive Manufacturing Technologies Ltd.의 CEO

부품 세척, 분말 제거, 표면 마무리 및 염색을 위한 자동화 솔루션을 개발하여 후처리 문제를 해결하기 위해 여러 회사가 시장에 등장했습니다.

그들 중 일부는 3D 프린팅 산업(예:Additive Manufacturing Technologies, DyeMansion, PostProcess Technologies)에 전적으로 초점을 맞추고 있는 반면, 다른 일부는 3D 프린팅을 위한 솔루션을 개발한 대규모 전통 기업(예:Rösler 및 Quintus Technologies)입니다.

2020년 적층 제조:디지털 제조의 미래 형성

AMFG의 첫 번째 적층 제조 환경이 시작된 지 1년이 지난 지금, 3D 프린팅 산업이 그 이후로 크게 성숙했다는 사실은 더 이상 명확하지 않습니다.

새로운 회사들이 새로운 3D 프린팅 기술로 시장에 진입했습니다. 재료 회사는 재료 개발을 가속화하고 있으며 자동화 및 연결성에 그 어느 때보다 초점을 맞추고 있습니다.

현재의 글로벌 불확실성에도 불구하고 AM 산업은 여전히 ​​기회로 무르익고 있습니다. 우리는 AM이 그 어느 때보다 강력하고 공고히 글로벌 위기에서 벗어날 것이라고 확신합니다. 이에 도움이 될 한 가지는 업계 내에서 진행 중인 협업이며 우리는 이미 이러한 추세의 여러 예를 보았습니다.

궁극적으로 2020년은 적층 제조가 주류에서 그 가치를 입증하고 광범위한 제조 산업 내에서 더욱 강력한 기반을 확보하는 해가 될 것으로 보입니다.

여기에서 백서 및 인포그래픽 다운로드