ロボットによる大規模な三次元(3D)プリンティングは、ロボットシステムを使用して大規模に層ごとに物体を製造する高度な製造プロセスである。複雑な形状や構造を高い精度と効率で構築することができる。この技術は、ロボット工学、材料科学、コンピューター支援設計を統合し、特大の部品の作成を自動化する。
ロボットによる大規模3次元(3D)プリンティングの主な構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、サービスである。ハードウェアとは、ロボットアーム、押出機、センサー、プラットフォームなどの物理的なコンポーネントを指し、材料沈着を行い、正確で耐久性のある効率的なプリントを実現します。ポリマー、金属、コンクリート、複合材料など、さまざまな種類の材料が、建設、航空宇宙・防衛、自動車、工業製造、美術・デザインなどの用途に使用されている。これらの技術のエンドユーザーには、営利企業、工業会社、学術・研究機関、その他の組織が含まれる。
なお、この市場の見通しは、世界的な貿易関係と関税の急激な変化によって影響を受けている。本レポートは、改訂された予測や定量化された影響分析を含む最新の状況を反映するため、納品前に更新される予定である。報告書の「提言」と「結論」のセクションは、目まぐるしく変化する国際環境に対応する事業体の戦略を示すために更新される予定である。
2025年春における米国の関税の急激な引き上げとそれに伴う貿易摩擦は、建設分野、特に資材調達やプロジェクトコストに大きな影響を及ぼしている。輸入鉄鋼、アルミニウム、木材、機械に対する関税の引き上げは、建設業者、請負業者、インフラ開発業者の経費を押し上げ、プロジェクト入札の増加とスケジュールの遅延につながっている。建設機械メーカーも同様の課題に直面しており、基幹部品や原材料への関税が製造コストを押し上げ、利幅を圧迫している。さらに、国際市場における報復関税により、米国製の建設機械や資材の輸出が抑制され、収益性にさらなる影響が出ている。このセクターは現在、貿易の不確実性が続く中、コストを抑制し、プロジェクトの実行可能性を確保するために、現地調達、モジュール建設技術、サプライチェーンの多様化を優先しなければならない。
ロボットによる大型3次元(3D)プリンティングの市場規模は、近年急激に拡大している。2024年の16億ドルから、2025年には年平均成長率(CAGR)22%で19億ドルに成長する。歴史的期間の成長は、建設分野での需要増加、都市化の進展、人件費削減ニーズ、政府のインフラプロジェクト、航空宇宙産業や自動車産業での採用に起因している。
ロボット大型3D(3次元)プリンティング市場規模は、今後数年で飛躍的な成長が見込まれる。2029年には年平均成長率(CAGR)22%で42億ドルに成長する。予測期間の成長は、スマート建築への投資の増加、持続可能な建築材料への需要の高まり、プレハブ建築の拡大、ラピッドプロトタイピングへの注目の高まり、建設廃棄物の削減の重視などに起因すると考えられる。予測期間の主なトレンドには、多軸ロボット印刷技術の進歩、リサイクル可能なバイオベースの印刷材料の使用、モジュラー構造の採用、プランニングのためのデジタルツインとの統合、製造拠点の分散化などがある。
市場は以下のようにセグメント化できる:
コンポーネント別ハードウェア; ソフトウェア; サービス
材料タイプ別: ポリマー; 金属; コンクリート; 複合材料; その他の材料タイプ材料タイプ別: ポリマー; 金属; コンクリート; 複合材料; その他の材料タイプ
用途別用途別:建設、航空宇宙・防衛、自動車、工業製造、アート・デザイン、その他
エンドユーザー別:商業、工業、学術・研究機関、その他
自動化に対する需要の高まりが、ロボットによる大規模3次元(3D)プリンティング市場の今後の成長を促進すると予想されている。自動化とは、製造プロセスにおける機器の操作に制御システムを使用し、人間の介入を減らすことを指す。自動化への傾斜が強まっているのは、作業を迅速に完了し、人的ミスを減らし、全体的な業務効率を最適化するために生産性を高める必要性が高まっているためである。自動化に対する需要の高まりは、ロボットによる大規模な3次元(3D)プリンティングの進歩を促進し、人件費を削減し、人的ミスを最小限に抑え、複雑でカスタマイズされた設計を可能にし、最終的には多様な産業用途にわたって効率性と一貫性を高める、より速く、より正確で、スケーラブルな生産プロセスを可能にする。例えば、ドイツを拠点とする専門非営利団体である国際ロボット連盟によると、2024年4月、産業用ロボットの総設置台数は12%増加し、2023年には44,303台に達した。自動車分野では、販売台数が1%増加し、過去最高の1万4678台のロボットが導入された。これは、2022年に設置台数が47%大幅に急増し、14,472台となったことに続くものである。したがって、自動化に対する需要の高まりが、ロボット大型3次元(3D)プリンティング市場の成長を牽引している。
ロボット大型3次元(3D)プリンティング市場で事業を展開する主要企業は、大型で複雑な部品の高速、高精度、コスト効率の高い生産を可能にする多軸ロボットシステムなどの高度なソリューションに注力している。多軸ロボットシステムとは、(標準的な3軸を超える)複数の可動度を持つロボットのことで、複雑な3Dプリントパーツを複数の角度から位置変更なしで造形する際に、より高い柔軟性、精度、効率を可能にすることで役立っている。例えば、オランダの製造会社MX3D BVは2023年8月、8軸のヘビーデューティ産業用ロボットを搭載したターンキー・ロボティック・ワイヤーベースの指向性エネルギー堆積法(DED)プラットフォームであるMX Metal AM Systemを発表した。このシステムは、重量5トンまでの超大型認定金属部品の製造を可能にし、蒸着速度は毎時10キロを超える。独自のMetalXLソフトウェアを高度なセンサーとクローズドループ制御と統合することで、24時間365日の自動製造を実現し、エネルギー、海運、重工業などの業界に、従来の鋳造や鍛造に代わる、より高速で高精度、かつコスト効率の高い選択肢を提供します。
2022年4月、米国の積層造形ソリューション企業である3Dシステムズ・コーポレーションは、Titan Additive LLCを非公開の金額で買収した。この買収により、3D Systems Corporationは、Titan Additive LLC独自のペレットベースの押し出しおよびハイブリッド積層造形技術をポートフォリオに統合し、産業用3Dプリンティング機能を強化し、多様な産業で生産グレードの積層造形の採用を加速し、用途に特化した製造ソリューションでのリーチを拡大することを目指している。Titan Additive LLCは米国を拠点とする企業で、ロボットによる大規模3次元(3D)プリンティングの提供を専門としている。
ロボットによる大規模三次元(3D)プリンティング市場で事業を展開している主な企業は、ABB Limited、Sika AG、Alquist 3D LLC、Caracol S.r.l.、Contour Crafting Corporation、Branch Technology Inc.、MX3D B.V.、SQ4D Inc、Apis Cor Inc., Vertico B.V., Mighty Buildings Inc., CyBe Construction B.V., Constructions-3D SAS, CEAD Group B.V., WAAM3D Limited, WASP S.r.l., Luyten 3D Pty Ltd, Hyperion Robotics Oy, BetAbram d.o.o., Cazza Construction Technologies LLC.
2024年のロボット大型3次元(3D)プリンティング市場で最大の地域は北米であった。アジア太平洋地域は、予測期間中に最も急成長する地域となる見込みである。ロボット大型三次元(3D)プリンティング報告書の対象地域は、アジア太平洋、西欧、東欧、北米、南米、中東、アフリカである。
ロボット大型三次元(3D)プリンティング市場レポートの対象国は、オーストラリア、ブラジル、中国、フランス、ドイツ、インド、インドネシア、日本、ロシア、韓国、英国、米国、カナダ、イタリア、スペインである。