Article by: ASST. PROF. SUWAN JUNTIWASARAKIJ, PH.D., SENIOR EDITOR

Who would have thought that 3D printing, a technology previously existing only in sci-fi films, has eventually come to live as the commercial possibilities for 3D printing span across industries and could mean a shift to a borderless world. The market for 3D printers, which build physical representations of digital models using additive manufacturing techniques or manipulating lasers to bind materials, used to be quite small because the printers were primarily used for rudimentary prototyping. However, new applications are continually appearing, and prices are dropping commensurate with demand.

3D PRINTING, NEW DIMENSIONS TO EVERY BUSINESS

To-date, 3D printing metals are widely utilized in sectors including aerospace & defense, automotive, and medical & dental. High speed of manufacturing and geometrical accuracy of the 3D printing technology is expected to have a positive impact on the demand. Increasing use of the technology in other fields such as construction, jewelry, industrial spare parts etc. is expected to fuel the development.

According to Accenture’s investments in the near future aimed toward adding speed, precision and capacity will allow 3D printers to create more complex products in larger volumes. The Department of Energy and machine tool manufacturer Cincinnati Inc. recently announced a partnership to create a 3D printer 200 to 500 times faster and 10 times larger than most current printers.

The Global 3D printing market is anticipated to grow from $ 7,130 million in 2016 to $56,909 million by 2025, at a CAGR of 26.08% between 2016 and 2025. 3D Printing is a process that deposits a binder material onto a powder bed along with the inkjet printers headed layer by layer. The 3D printing market is primarily driven by the following factors. Growing use of 3D printing enhancing manufacturing efficiencies, and benefits are enormous paralleled to traditional business.

3D printing and additive manufacturing can be counted among the most disruptive technologies of our age, and they are predicted to be at the forefront of the fourth industrial revolution. Although the idea to 3D-print turbines or cylinder blocks may sound like science fiction to the ears of most people, three-dimensional printing has outgrown its initial use of being a mere tool for the manufacture of prototypes. Tooling components and patterns for metal castings represent an area of opportunity. The global market for 3D printing and services is expected to grow to almost 50 billion U.S. dollars by 2025.

3D METAL PRINTING ON THE RIESE

The global 3D printing metals market size was valued at USD 192.9 million in 2015. Metals have been witnessing significant growth in the 3D printing market due to high strength and lightweight of the finished product. Various end-use industries have been trying to inculcate metal 3D printers as mainstream manufacturing equipment in order to reduce their lead time and increase profitability, which is expected to drive the market.

Not surprisingly, availability of 3D printers in various sizes and capabilities is expected to fuel the market growth. However, high cost of the product and expensive process due to necessity of pure metals is anticipated to hinder the market growth. Intensive R&D is being conducted by the market players in order to develop application specific materials and compatible printers.

3D METAL PRINTING REGIONALLY

North America dominated the market share and is expected to display CAGR over 30% in terms of revenue. The presence of bigger companies that can afford 3D printing technology and early adoption of the technology are expected to propel the growth of the 3D printing metals market across the region. Recent changes in the policies across the U.S. is expected to be favorable for 3D printable material growth. Policies to increase investment in defense and manufacturing sector are likely to fuel the demand of the market. Increase of R&D in the market across the region is further expected to drive the product development.

Asia Pacific is anticipated to witness significant growth, driven by rapidly growing manufacturing sector and high economic development in China, India, and South East Asian countries. However, high initial capital to adopt the technology is likely to restrain demand for 3D printing metal markets. And China is expected to record high growth in utilizing the technology in the automotive industry. The economy being one of the largest manufacturers of automotive is likely to support the development of the product. Favorable government regulations are expected to bolster the market further across the economy.

THE TAKE-HOME INSIGHTS

Look around and you will see everybody has already been moving. 3D printing metal manufacturers have been involved in mergers & acquisitions and the opening of new offices in order increase business operations in terms of production, distribution, and sales. Recently, Voxeljet AG has approached Suzhou Meimai Fast Manufacturing Technology Co for a joint venture enabling the company to enter Chinese markets.

Article by: ASST. PROF. SUWAN JUNTIWASARAKIJ, PH.D., SENIOR EDITOR

3D印刷の商業的可能性が産業界に広がり、ボーダーレスな世界への移行を可能にする、SFフィルムでのみ存在していた技術である3D印刷が、最終的に実現すると誰が考えていたでしょう。プリンターは初歩的なプロトタイピングに主に使用されていたため、付加的な製造技術を使用してデジタルモデルの物理的表現を作成したり、材料を結合するためにレーザーを操作したりする3Dプリンターの市場はかなり小さくなっていました。しかし、新しいアプリケーションが絶えず登場しており、価格は需要に見合ったものになっています。

3D印刷、あらゆるビジネスへの新しい次元

現在、3D印刷用金属は、航空宇宙や防衛、自動車、医療や歯科などの分野で幅広く利用されています。チタンは、軽量化や耐食性などの特性により、航空宇宙分野で使用されています。業界による材料の早期採用は、今後9年間の需要にプラスの影響を与えると予想されています。3D印刷技術の高速製造と幾何学的精度は、予測期間にわたる需要にプラスの影響を与えると予想されます。建設、宝飾品、産業用スペアパーツなどの他の分野での技術の使用の増加は、開発を促進することが期待されています。

アクセンチュアのスピード、精度、容量の追加を目指した投資によって、近い将来、3Dプリンタはより複雑な製品をより大量に作成することができます。エネルギーと工作機械メーカーであるシンシナティ（Cincinnati Inc.）は最近、最新のプリンタよりも200倍から500倍速く、10倍の3Dプリンターを作成するための提携を発表しました。

起源：FORBESを通したTHINKSTOCKPHOTO

世界の3D印刷市場は、2016年の71.3億ドルから2025年には569.09億ドルに、2016年から2025年にかけて26.08％の年平均成長率で成長すると予測されています。3D印刷は、バインダー材料を層ごとにインクジェットプリンターと共にパウダーベッド上に堆積させるプロセスです。3D印刷市場は、主に次の要因によって駆動されます。3D印刷の利用が増えて製造効率が向上し、従来のビジネスと並行して大きな利益を上げています。

私たちの時代の中の最も破壊的な技術の中で3D印刷と添加物製造を挙げることができ、第4次産業革命の最前線にあると予測されています。3D印刷のタービンやシリンダーブロックというアイデアは、大半の人々にはSFのように聞こえるかもしれませんが、3D印刷はプロトタイプの製造のための単なるツールであるという初期の使用法を上回っています。金属鋳物用の工具部品およびパターンは、ニーズの多い分野です。後者は添加剤製造システムに対する世界的な支出の約9％を占めています。3D印刷とサービスの世界市場は、2025年には500億米ドルに増加すると見込まれています。

上昇する3D金属印刷

世界の3D印刷用金属の市場規模は、2015年に1億9290万ドルと評価されました。金属は、完成した製品の強度と軽量化のために、3D印刷市場において著しい成長を見せています。様々な最終用途産業では、金属3D印刷のリードタイムを短縮し、収益性を向上させるために、主力の製造装置として市場に投入することが期待されています。

驚くべきことではありませんが、さまざまなサイズと機能の3D印刷が利用可能になれば、市場の成長が加速するでしょう。しかしながら、純金属の必要性に起因する製品の高いコストと高価なプロセスは、市場の成長を妨げることが予想されます。特定用途向け材料および互換プリンターを開発するために、マーケットプレイヤーによる集中的な研究開発が行われています。3D印刷金属は、航空宇宙・防衛、自動車、医療、歯科などの分野で広く利用されています。チタンは、軽量化や耐食性などの特性により、航空宇宙分野で使用されています。業界による材料の早期採用は、今後9年間の需要にプラスの影響を与えると予想されています。

3D印刷技術の高速製造と幾何学的精度は、予測期間にわたる需要にプラスの影響を与えると予想されます。建設、宝飾品、産業用スペアパーツなどの他の分野での技術の使用の増加は、開発を促進することが期待されています。

地域での3D金属印刷

北米は市場シェアを支配し、収益面で年平均成長率を30％以上上げることが期待されています。3D印刷技術とその早期導入が可能な大企業の存在は、地域全体の3D印刷金属市場の成長を促進すると期待されています。最近の米国内の政策の変化は、3D印刷可能な素材の成長にとって好都合であると予想されます。防衛産業や製造業への投資を増やす政策は、市場の需要を押し上げる可能性があります。この地域の市場における研究開発の増加は、製品開発を促進すると期待されています。

アジア太平洋地域は、中国、インド、東南アジア諸国における製造業の急速な成長と高い経済発展により、大幅な成長が見込まれています。しかし、技術を採用する高い初期資本が3Dプリント金属市場の需要を抑制する可能性があります。そして、中国は自動車産業に技術を利用して高成長を記録すると予想されます。自動車の最大のメーカーの一つである経済は、製品の開発を支援する傾向にあります。良好な政府規制は、経済全体で、さらに市場を強化することが期待されています。

重要な洞察

周りを見てみるとみんながすでに動きはじめていることに気付くでしょう。3D印刷金属メーカーは、生産、流通、販売の事業運営を強化するため、M＆Aや新オフィスの開設に携わってきました。Voxeljet AGは中国市場への進出を可能にする合弁会社としてSuzhou Meimai Fast Manufacturing Technology Coにアプローチしました。

Article by: ASST. PROF. SUWAN JUNTIWASARAKIJ, PH.D., SENIOR EDITOR

จะมีใครคาดคิดว่าเครื่องพิมพ์สามมิติที่ครั้งหนึ่งเป็นเพียงเทคโนโลยีที่พบเห็นได้ในภาพยนตร์วิทยาศาสตร์เพียงเท่านั้นได้กลายมาเป็นเทคโนโลยีที่สร้างโอกาสทางธุรกิจข้ามพรมแดนและขอบเขตภูมิศาสตร์อุตสาหกรรมแพร่กระจายไปทั่วโลก ก่อนหน้านี้ตลาดเครื่องพิมพ์สามมิติ (ผู้เขียน: 3D Printing มีชื่อเรียกอีกอย่างคือ Additive Manufacturing หรือ AM คือการขึ้นรูปชิ้นงานโดยการเติมเนื้อวัสดุทีละชั้นๆ จนได้ออกมาเป็นวัตถุ ต่างจากวิธีการ Subtractive Manufacturing ที่เป็นการสกัดเนื้อวัสดุออกจนได้เป็นรูปร่างของวัตถุที่ต้องการผลิต โดยวิธีการตัด กลึง ไส เจาะ เจียร ฯลฯ) คือว่ายังมีขนาดเล็ก เพราะว่าการใช้ประโยชน์ยังจำกัดอยู่เพียงการสร้างต้นแบบอย่างง่าย อย่างไรก็ดีเทคโนโลยีนี้นำไปประยุกต์ใช้งานให้เกิดประโยชน์มากขึ้นตามลำดับ ประกอบกับราคาที่มีแนวต่ำลงเรื่อยๆ ตามความต้องที่มากขึ้นในตลาด​

นับถึงวันนี้ เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะแบบสามมิตินำไปใช้ประโยชน์ในวงกว้าง เช่น อุตสาหกรรมอวกาศและการป้องกันประเทศ อุตสาหกรรมยานยนต์ และอุตสาหกรรมการแพทย์และทันตกรรม ด้วยความสามารถในการขึ้นรูปชิ้นงานได้รวดเร็วและความแม่นยำเชิงเรขาคณิตของเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิตินี้จะส่งผลดีต่อความต้องการในตลาด การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้งานมีมากขึ้นในหลากหลายอุตสาหกรรมไม่ว่าเป็น ก่อสร้าง อัญมณี ชิ้นส่วนอะไหล่   ล้วนเป็นแรงผลักดันที่สำคัญต่อวิวัฒนาการของเทคโนโลยีเอง 

ผลการศึกษาเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติของ Accenture ได้กล่าวว่า จุดประสงค์ในการลงทุนกับเทคโนโลยีในอนาคตอันใกล้จะเป็นเรื่องความเร็ว ความแม่นยำ และความสามารถที่รองรับการขึ้นรูปวัตถุสามมิติที่มีความซับซ้อนสูงเป็นจำนวนมาก เช่น กรมพลังงานและผู้ผลิตเครื่องมือทางการผลิตใน Cincinnati ได้ประกาศการร่วมมือกันเป็น Partnership เพื่อสร้าง เครื่องพิมพ์สามมิติที่มีความเร็วสูงขึ้น 200 – 500 เท่า และขึ้นรูปชิ้นงานได้ใหญ่ขึ้น 10 เท่า เมื่อเทียบกับเครื่องพิมพ์สามมิติทั่วไปในปัจจุบัน​

คาดการณ์ว่าตลาดการพิมพ์สามมิติจะเติบโตจากเดิม 7,130 ล้านเหรียญในปี 2016 เป็น 56,909 ล้านเหรียญในปี 2025 ด้วย CAGR ที่ 26.08% ระหว่างปี 2516 และปี 2025 การพิมพ์สามมิติก็คือการนำสะสารเนื้อละเอียดใส่แทนที่น้ำหมึกในเครื่องพิมพ์ Inkjet ที่จะพิมพ์ออกมาเป็นชั้นๆ แรงขับเคลื่อนผลักดันตลาดการพิมพ์สามมิตินั้นมาจากการยอมรับเพื่อใช้งานที่แพร่หลาย เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต เป็นประโยชน์อย่างมหาศาลต่อธุรกิจกิจการขนาดย่อมก็ตาม

สามารถกล่าวได้ว่า เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติและการผลิตขึ้นรูปแบบ AM เป็นเทคโนโลยีที่สร้างความสั่นสะเทือนที่สุดในยุคนี้และยังจะเป็นสิ่งที่นำมวลมนุษยชาติไปสู่การปฏิบัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 4 อีกด้วย แม้ว่าการพิมพ์กังหันลมนั้นดูเหมือนจะเป็นภาพยนตร์วิทยาศาสตร์มากกว่าเป็นความจริงสำหรับคนส่วนใหญ่ การพิมพ์สามมิติได้มาไกลเกินกว่าจุดเริ่มต้นที่เป็นเพียงเครื่องมือสำหรับสร้างต้นแบบ ความสามารถในการขึ้นรูปโลหะนับเป็นอีกหนึ่งโอกาสเพื่อการประกอบการ และอาจจะกล่าวได้ว่าตลาดการให้บริการการพิมพ์สามมิติในระดับนานาชาติเมื่อรวมกันแล้วจะมีมูลค่าไม่ตำกว่า 50,000 ล้านเหรียญในปี 2025

สำหรับตลาดการพิมพ์โลหะสามมิติในระดับนานาชาติในปี 2015 นั้นมีมูลค่าอยู่ที่ 192.90 ล้านเหรียญ การเติบโตของตลาดในอุตสาหกรรมโลหะได้สูงขึ้นเป็นอย่างมาก ทั้งนี้ เพราะความแข็งแกร่งและน้ำหนักเบาของชิ้นที่ผลิตออกมาจากเครื่องพิมพ์โลหะสามมิติ ในธุรกิจอุตสาหกรรมที่ให้บริการแก่ผู้บริโภคระดับครัวเรือนเองก็ได้ผนวกเครื่องพิมพ์สามมิติเข้าไปในสายการผลิต เพื่อที่จะลดระยะเวลาการส่งมอบชิ้นงานหรือสินค้า และนำมาซึ่งผลกำไรที่มากขึ้น ประโยชน์เชิงประจักษ์เหล่านี้ที่จะผลักดันและขับเคลื่อนตลาด

และด้วยที่กล่าวมานี้ จึงไม่น่าแปลกใจเลย ที่เครื่องพิมพ์สามมิตีที่มีความหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นขนาดหรือคุณสมบัติความสามารถ จะส่งผลต่อการเติบโตของตลาด แต่อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของเนื้อสสารสารโลหะบริสุทธิ์ที่ใช้ในกระบวนการพิมพ์สามมิติที่มีราคาสูงนี้เองจะยังคงเป็นอุปสรรคต่อการเติบโตของตลาด ขณะนี้การค้นคว้าวิจัยกำลังเป็นไปอย่างเข้มข้นในกลุ่มผู้เล่นรายใหญ่โดยมุ่งพัฒนา materials ที่สามารถนำมาใช้กับเครื่องพิมพ์สามมิติได้อย่างลงตัว

ประเทศในแถบอเมริกาเหนือยังครองแชมป์ส่วนแบ่งการตลาด ในแง่ของผลกำไรนั้นคาดว่า CAGR จะสูงถึง 30% การปรากฏตัวขึ้นของบริษัทขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการครอบครองเทคโนโลยีสามมิติ และผู้ใช้งานเทคโนโลยีกลุ่มแรกๆ จะส่งแรงเสริมจนตลาดเติบโตข้ามไปภูมิภาคข้างเคียงได้ เมื่อไม่นานมานี้พบว่าสหรัฐอเมริกามีนโยบายสนับสนุนอุตสาหกรรมวัสดุเพื่อการพิมพ์สามมิติอีกด้วย โดยส่งเสริมให้เกิดการลงทุนในภาคการป้องกันประเทศและภาคการผลิตเพื่อกระตุ้นความต้องการในตลาด การวิจัยและพัฒนาในทุกภาคส่วนจะนำไปสู่วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการพิมพ์นี้ในที่สุด

การเติบโตจะเห็นได้อย่างชัดเจนในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก นำโดยภาคการผลิตและเศรษฐกิจที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วใน จีน อินเดีย และประเทศในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ อย่างไรก็ตาม เม็ดลงทุนในเทคโนโลยีการพิมพ์โลหะสามมิติที่ค่อนข้างจำกัดในระยะแรกนี้ส่งผลต่อสีสันในตลาดการพิมพ์โลหะสามมิติ และคาดว่าประเทศจีนจะนำเอาเทคโนโลยีสามมิติไปใช้สูงสุดเป็นประวัติการณ์ในอุตสาหกรรมยานยนต์ การที่จีนเป็นหนึ่งในผู้ผลิตและส่งออกรถยนต์เป็นอันดับต้นๆ ของโลก จึงมีแนวโน้มที่การพิมพ์โลหะสามมิติจะได้รับการสนับสนุนอย่างล้นหลาม ผนวกกับรัฐบาลจีนมีนโยบายที่เป็นใจต่อเทคโนโลยีนี้ จะส่งผลให้จีนเป็นตลาดการพิมพ์โลหะสามมิติที่มีอนาคต

เมื่อมองไปโดยรอบแล้วจะพบว่าผู้เล่นในตลาดการพิมพ์สามมิตินี้ไม่มีใครหยุดอยู่กับที่ บริษัทผู้ผลิตในตลาดการพิมพ์สามมิติต่างควบรวมกันเพื่อสร้างความแข็งแกร่งให้กับธุรกิจของตัวเองในกิจกรรมต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น การผลิต และการจัดจำหน่าย  อีกทั้ง  ไม่นานมานี้เอง Voxeljet AG ได้ทาบทาม Suzhou Meimai Fast Manufacturing Technology Co เพื่อร่วมทุนในการเข้าสู่ตลาดในประเทศจีน