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【業界初】世界400社以上での3Dプリント活用法実態調査レポート

ホワイトペーパー

Formlabsが米メディア2社と協業して行った、世界400社以上における業界初の3Dプリント活用状況実態調査

本レポートでは、世界400社超の企業が3Dプリントをどのような用途に活用しているのか、どの方式の3Dプリンタを導入したか、実際に導入して感じた変化は何か、今後の3Dプリント業界に期待する進歩は何か等の様々な質問を3Dプリンタを2年以上前に導入したアーリーアダプタ層、そして2年以内に導入した新規ユーザー層等に分類して、その回答傾向を分析してご紹介しています。

Table Of Contents
・サマリ
・2022年のアディティブマニュファクチャリング業界
・拡大を続ける3Dプリントの活用法
・Formlabsパートナー各社のインサイト
・3Dプリントの未来

このカタログについて

ドキュメント名 【業界初】世界400社以上での3Dプリント活用法実態調査レポート
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 6Mb
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取り扱い企業 Formlabs株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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2022年 3Dプリント アプリケーションレポート
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート パートナーシップ: 1
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート はじめに アディティブマニュファクチャリングの技術はこの10年間 であらゆる業界に導入されています。 パワフルで信頼性 の高い3Dプリンタは、もはや趣味の領域ではなく、企業 にとって不可欠なツールへと発展しました。今や3Dプリ ンタは、製造スピードの向上やコストの削減、ラピッドプ ロトタイピングによる製品開発期間の短縮等を実現し、 革新的な製品の開発やデザインを推進する存在へと生 まれ変わっています。では、3Dプリンターを取り巻く環境 はどう変わったのでしょうか?また、その活用法にはどん な変化が生まれているのでしょうか?その情報をまとめ たのが本レポートとなります。 3Dプリンタは従来の製造業に残されていた課題を解決する身近なツールとして広く採 用が進んでいます。本書では、現在のアディティブマニュファクチャリング市場のスナップ ショットとして従来型のアディティブマニュファクチャリングの活用法と新たな活用法を 詳細に調査し、レポートしています。また、ユーザーがアディティブマニュファクチャリン グをどのように活用し、どの方式の3Dプリント技術に投資し、今後数年でどんな変化が 起こることを期待しているのかを検証していきたいと思います。 Table Of Contents サマリ 3 2022年のアディティブマニュファクチャリング業界 5 拡大を続ける3Dプリントの活用法 9 3Dプリントの未来像 11 Formlabsパートナー各社のインサイト 13 2
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 3Dプリンティングは既にアーリーアダプター たちだけのものではなくなっているものの、 依然アディティブマニュファクチャリングを新 たに採用する産業やこれまでにない活用法 が生まれており、堅調な成長を続けています。 本レポートでは、3Dプリンティングの活用がどう進化して 生産しています。最終製品・部品生産における採用は、 来たかを理解するため、ユーザー層を2種に大別して調査 新規ユーザー層に大きく偏っており、新規ユーザー層の を行っています。2年以上前に3Dプリントを採用したアー 63%が最終製品・部品に3Dプリントを常にあるいは高頻 リーアダプター層と、過去2年以内に採用した新規ユー 度で使用しているのに対し、アーリーアダプター層では ザー層です。 33%にとどまっています。 今回の調査では、その新規ユーザー層において、3Dプリン この新規ユーザー層に見られる変化は、顧客ニーズへの トの新たな活用法が大きく増加していることが明らかに 対応を向上しつつ、変化を続ける市場環境に製品とその なっています。いわゆるラピッドプロトタイピングやモデル 開発・生産工程を柔軟に適合させようという意図の下に 製作が依然ユースケースの大部分を占める一方で、小ロ 3Dプリントの活用法が拡大していることを示しており、 ットのカスタム生産や最終製品・部品の製作に3Dプリント ワークフローの合理化と現代化を図る企業が、アディティ を導入する企業も増えています。新規ユーザー層の中で ブ・マニュファクチャリングはこうした目的に有効で、将来 は、48%もの企業がカスタム品の小ロット生産に3Dプリン 的にもインパクトをもたらすものであると判断したと考え トを採用し、44%が最終製品および部品を3Dプリントで られます。 3
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 本レポートの調査結果は、3Dプリント導 入済みの現ユーザーと、未導入の非ユー ザーの双方から得た400以上の回答に 基づいたものです。回答者のうち72%は 現在3Dプリントを使用中であり、残り 28%の回答者は使用していない方々です。 図 1: 図 2: アンケート回答者の職種 アンケート回答者の ロケーション 製造技術者・エンジニア 設計技術者 / 北米 5.6% 設計部門長 60.9% 20.1% 新製品開発責任者 6.8% その他 9.3% 欧州・中東・ デザイナー / 経営者 アフリカ・アジア シニアデザイナー オーナー 39.1% 9.6% 14.1% 設備・機械 エンジニア 10.7% 3Dプリント エンジニアリング 担当部門長 部門責任者 11.6% 12.1% 4
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 2022年のアディティブマニュ ファクチャリング業界 3Dプリントの内製化は、近年の試作や生産コスト削減の流れを受け、ますます浸 図 3: 透しています。本調査の回答者10名中7名以上(72%)が既に3Dプリントを自社 回答者の28%はま で採用していると回答し、その大半(55%)が内製で3Dプリントを行っています。 一方で3Dプリントを外注していると回答した方は17%でした。この傾向は、 だ3Dプリントの未導 工作機械水準の品質が低価格な小型3Dプリンタで得られるようになった近年 入層 のトレンドとも合致します。 3Dプリント 「3Dプリンタは私にとって、戻るボタンがリ 導入済み層 72% アルの世界にできたような感覚です。設計段 階で失敗を恐れずトライできるようになりま した。」 3Dプリント 未導入層 Kat Ermant氏 28% Peloton社 試作技術部門 リーダー 「ミュージアムでの仕事でも、 3Dプリンタは私たちの視野を広げ、 これまでは難しかった課題も解決で きるようになりました。」 C. Mei-An Tsu氏 ボストン美術館 展示士品保存修復士 5
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 企業がアディティブ・マニュファクチャリングを活用する方法は、2通りあります。 3Dプリントの導入方法: 1. 3Dプリントの内製化。社内に3Dプリンタを導入するには初期費用が必要 ですが、外部委託と比較して造形物1つ当たりのコストを劇的に削減でき るだけでなく、製作期間も当日から数日以内に短縮でき、3Dプリント完了 後にすぐにパーツが使用できます。自社に3Dプリンタを持つことで新たな 技術のノウハウも蓄積でき、サプライチェーンや物流状況からの影響も最 小限に抑えることができます。 図 4 2. 外注による3Dプリント。いわゆるサービスビューローに3Dファイルを送り、 3Dプリント導入方 外注で3Dデータの造形を依頼する方法です。このケースでは初期費用は不 要ですが、内製よりも単価は大幅に高額となるため定期的な製作を行う場 法:外部委託 vs 内製 合はコストが高額になります。また、外注では製作期間も長くなり、造形品 の受け取りまでに平均して1週間から1カ月ほど待つ必要があります。 内製での 3Dプリント 3Dプリント導入率は、欧州・中東・アフリカの企業によって押し上げられていま 76.4% す。これら地域の企業は北米企業よりも導入が進んでおり、欧州・中東・アフリ カの回答者のうち88%が内製または外注によって既に3Dプリントを導入済み と回答したのに対し、北米では64%となっています。 外部委託 23.6% 最も多く採用されている3Dプリント方式は? 熱溶解積層法(FDM/Fused Deposition Modeling)はFFF(Fused Filament Fabrication)とも呼ばれ、ホビー向け3Dプリンタの登場により、一般消費者の間 「これらの要因によって我々 で最も広く支持されている3Dプリント方式です。価格が安価であることもあり、 PSYONICのような小規模スタートア FDMは本調査の回答者に最も利用されている3Dプリント方式となっています。 ップ企業でも製造業への参入が現 一方で、ユーザーが最終製品・部品の生産にアディティブマニュファクチャリン 実的なものとなり、外注ではなく自 グを採用し始めたことで、粉末焼結積層造形(SLS)方式へのニーズも明らかに 社での製造が可能になりました。 なっています。今後の投資を見据えた場合、ビジネスへの影響度においてSLS これは高額なコストを要する試作品 方式が最も重要だと回答した割合は高く(46%)、光造形(SLA)方式への関心 の検証と設計調整を繰り返す反復 度(36%)を上回っています。SLS方式を既に採用している回答者はまだ全体の 検証を行う際には特に絶大な効果 34%に過ぎないことを考慮すると、SLSの導入は今後ますます進んでいくこと がありました。」 が予想されます。 James Austin氏 FDM以外の技術への投資が増えていることは、アーリーアダプター層と新規ユ PSYONIC社 設備機械技術部 ーザー層を比較すれば明らかです。新規ユーザー層では、FDM方式の採用が 門リーダー 最多ですが、他の方式へのシフトも顕著になっているからです。その理由の1つ として挙げられるのは、SLAやSLS等、他の方式の導入コストが低下しているこ とでしょう。 6
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 新規ユーザー層が採用した3Dプリント方式とアーリーアダプ ター層のそれとの比較 SLA SLS FDM 光造形方式 粉末焼結積層造形方式 熱溶解積層方式 56% 44% 74% の新規ユーザー層 の新規ユーザー層 の新規ユーザー層 (アーリーアダプタ (アーリーアダプタ (アーリーアダプタ ー層では46%) ー層では27%) ー層では78%) データに見える通り、3Dプリントの内製化が急速に進み、大半の企 「試作品の製作にとどまらず、3Dプリントはそ 業がその活用法の拡大を期待していることを考慮すれば、回答者の の時のニーズに応じたカスタムツーリングを実 半数以上がアディティブマニュファクチャリング専門のポジションを 現し、製品製造に柔軟性をもたらすことで、従来 設けていることは驚くべきことではないのかも知れません。何年か後 では考えられなかった製品を世に送り出すこと には、こうしたポジションはもっと一般的なものになっているでしょう。 ができる技術です。メーカーやプロダクトデザイ Formlabs製3Dプリンタユーザーの多くは現場のエンジニアあるい ナーが3Dプリントによって製造方法を再構築し はデザイナーで、自社製品に使用するパーツを造形しています。 てきたことは、素晴らしいイノベーションだと思 3Dプリント方式が増えれば、技術や用途の広がりと共に、そのスキ います。」 ルを持つユーザーも増えていきます。今後はアディティブマニュファ クチャリングに特化したスキルも求められるようになるでしょう。 Juliette Combe Formlabs アプリケーションエンジニア 「エンジニアリング材料の進歩により、エンジニ アやデザイナーは3Dプリントを、外観だけのプ ロトタイプではなく、機能確認用プロトタイプ、 さらには初期生産用設備にも活用できるように なりました。」 Sharon Soong Formlabs 材料担当部門責任者 7
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 拡大を続ける3Dプリントの活用法 これまで企業がアディティブマニュファクチャリングの早期導入を決断する主 図 5: な動機は、試作品やモデルの製作にありました。デザインを3Dプリンタで具現 最終製品・部品を 化し、その検証作業を経てデザインの調整を行い、再試作を繰り返す反復検証 は、多くの産業で導入されている重要なプロセスです。本調査の結果もこれを 3Dプリントしている 裏付けており、ラピッドプロトタイピング(58%)、モデルや小道具の製作(53%) ユーザーの比率 が最もポピュラーな用途となっています。 特に従来の試作品の枠組みを超えるような新材料が登場すれば、こうしたユー スケースがより広く浸透することは確かでしょう。耐久性、柔軟性、生体適合性 等の機械的特性がより向上することで、特定の業界や用途に特化した、より高 度な試作品も実現できるでしょう。 今現在の3Dプリント業界での大きなトレンドは、小ロット生産や最終製品・部品 0% 20% 40% 60% 80% への導入を積極的に模索する新規ユーザー層によるものです。新規ユーザー 層に分類される企業は、プロダクトデザインだけでなく、3Dプリントによる生産 新規ユーザー層 面のコントロールにも乗り出しています。その証拠に、これらの新規ユーザー層 アーリーアダプター層 はアーリーアダプター層と比較して、最終製品・部品を高頻度で3Dプリントによ って製作するとした回答が2倍程度認められます。 「デジタルファブリケーションは、ここ数年で 急速に生産プロセスにも導入され始めてい ます。コロナ禍によるサプライチェーンの混 乱もこの傾向に拍車をかけていると思われ ますが、3Dプリンティングは製造業にかつて ない柔軟性をもたらし、リスクを抑え、工程を 合理化しつつ、従来型の製造方法を新しくエ キサイティングな形でサポートしています。」 Max Lobovsky Formlabs共同創業者
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 3Dプリントを活用することの具体的なメリットという設問では、回答者から最 も多く挙げられた回答は、イノベーションを実現する「スピード」でした。その他 には、市場投入までのスピード、品質向上、顧客ニーズへの対応、コスト削減 等の回答が多く挙がっています。3Dプリントの活用法が広がるということは、 ユーザー側の3Dプリントへのニーズやビジネスに対する視野が広がったとい うことでもあります。そのため、アディティブマニュファクチャリング市場は現在 の規模に留まらず、今後も継続的な成長が予想されます。 図 6: 3Dプリントを活用す イノベーション実 現のスピード る具体的なメリット 顧客ニーズへの (全ユーザー対象) 対応 市場投入までの スピード コスト削減 サプライチェーン を強化できる 製品品質の向上 0% 10% 20% 30% 40% 50% 本調査の回答者は3Dプリンタによる最終製品・部品製作にメリットを見出し ている。 3Dプリントの内製化によるラピッドプロトタイピングは、市場投入までのスピー 「3Dプリンタの導入により、試作品 ド等、多くのニーズを満たすものであるものの、ユーザーは最終製品・部品の製 を製作して検証し、その結果を受け 作に関しても3Dプリント内製化によって競争優位性を確保できること、または て設計調整を繰り返す反復検証の 内製化によって市場投入までの期間が短縮できることにも目を向けています。 プロセスを高速化・低コスト化する 3Dプリンタの新規ユーザー層のうち60%はラピッドツーリング(真空成形、熱成 ことができました。」 形、射出成形等の型製作)にも3Dプリンタを導入し始めていますが、アーリーア ダプター層では30%に留まっています。3Dプリントを活用したラピッドツーリン Will Hilgenberg氏 グは、従来型の生産方法と3Dプリントのハイブリッドと呼ぶべき手法であり、小 Albatross Bikes 創業者 ロット生産品を高いコスト効率とスピード感をもって生産することができます。 コストの削減は、主に新規ユーザー層で大きなメリットとして挙げられています。 新規ユーザー層の78%もの企業が3Dプリントの大きなメリットとしてコスト削減 を挙げているのに対し、アーリーアダプター層では47%に留まっています。 これ は恐らく3Dプリントに関わるコストが全般的に低下したことにも理由があるもの と思われます。 9
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 製造業を取り巻く様々な変化や2020年に始まったCOVID-19のパンデミックに 図 7: より、3Dプリントの内製化にはこれまでに無かったメリットも顕在化しています。 3Dプリントがサプラ 2021年には新規ユーザー層の65%がリモートでの造形開始とモニタリング機 能を非常に重要なものと回答したのに対し、アーリーアダプター層では32% イチェーンの課題解 となっています。3Dプリントの新規ユーザー層はパンデミック時にも活用でき 決に役立っていると る機能に着目したようで、57%が自社保有の3Dプリンタに実装された機能が サプライチェーンの問題解決に役立っていることに「同意する」または「強く同 回答したユーザーの 意する」と回答しています。 割合 サプライチェーンへの懸念に加え、新規ユーザー層はサステナビリティに関する 文化的なトレンドも強く意識しています。 新規ユーザー層の70%が、3Dプリント の非常に重要な利点としてサステナビリティを挙げているのに対し、アーリーア ダプター層では30%に留まっています。 0% 20% 40% 60% 3Dプリントの重要な メリットとしてサステ ナビリティを挙げた ユーザーの割合 「今後数年以内に、製造業やそのサプライチ 0% 20% 40% 60% 80% ェーンでは、より幅広く消費者向けのパーソナ 新規ユーザー層 ライズ製品を提供するため、多くの最終製品 アーリーアダプター層 出典: や部品が3Dプリントで製作されるようになる 2022年3Dプリントアプリケーションレポート でしょう。3Dプリントは、プロダクトデザイナー やエンジニアに新しい選択肢を提供し、消費 者はヘッドフォンやアパレルのようにパーソナ ライズ製品を当たり前のように購入できるよ うになるでしょう。」 Dávid Lakatos Formlabs最高製品責任者(CPO)
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2022年3Dプリントアプリケーションリポート 3Dプリントの未来像 新規ユーザー層に分類される企業は、様々な用途と理 由で3Dプリンタを活用しており、今後比較的大きな投 資を計画しています。今後3Dプリントを通して得られる ものは、他にどんなものがあるでしょうか?また、今後 3Dプリント導入の障壁となるものはどういったもので しょうか?本調査の回答者より、各社が描くアディティブ マニュファクチャリングの将来像に関する回答を得るこ とができました。 図 8: 3Dプリントへの投資 2022年内 を計画しているユー 2-3年以内 ザーの割合 0% 20% 40% 60% 80% 11
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 今後の3Dプリント導入課題に関して、非ユーザーと現ユーザーは共に「事例の不足」 を課題として挙げています。非ユーザー層では半数もの企業が「使用事例の不足」を 導入課題として挙げていますが、現ユーザーのうち新規ユーザー層では事例の不足を これ以上3Dプリントに投資しない理由として挙げた企業は29%まで減少します。 現在非ユーザー層に分類される企業がラピッドツーリングから最終製品や部品の製 「私は前職でデザイナーをして 造までの様々な3Dプリントに関する知識やノウハウを習得するまでには数年かかるで いましたが、3Dプリンタの導入 しょう。アディティブマニュファクチャリングが世界のすべての企業に向いているとは言 後は製品開発やプロトタイピン えませんが、市場における競争圧力によって非ユーザー層の企業も再考せざるを得な グ全般がより簡単に短期間で行 くなるかも知れません。従来型の製造業と比較して、アディティブマニュファクチャリン えるようになりました。」 グがもたらす付加価値は一層具体的なものとなっており、今後も3Dプリント市場が継 続的に成長するという見方を裏付けるものとなっています。また、3Dプリント市場の成 Christina Perla氏 長は、3Dプリンタの非ユーザー層による新規採用と、既存ユーザー層による使用や投 Makelab 共同創業者 兼 CEO 資(追加導入や材料等消耗品の使用)の増加の2つのチャネルを通したものとなります。 図 9: 図 10: 3Dプリント未導入の企 50% 現ユーザーのうち、 80% 業ほど事例の不足を導 40% 以下に同意した回 入課題に挙げる傾向が 答者の割合 60% 強い 30% 3Dプリントによってプロダクトデザ インは変わる 40% 20% 3Dプリントによって生産ツールのカ スタマイズが可能である 20% 10% 現ユーザー 3Dプリントは生産やエンジニアリン グ部門に必要不可欠なものになる 未導入の非ユーザー 0% 0% 使用事例の不足 はい 将来に関しては、当然ながら既に3Dプリンタを導入済みの回答者の方が高い期待値 をもっています。76%が3Dプリントによってプロダクトデザインが変わると回答し、72% 「3Dプリンタのおかげで、今は が3Dプリントによって生産ツールのカスタマイズが可能であると考え、71%が3Dプリ もう製造業の設計や開発期間 ントは生産やエンジニアリング部門において不可欠なものになると予測しています。 は思っていた以上に自由にな 既に3Dプリントを導入した企業では「事例の不足」を導入課題として挙げる人は少な るのだと分かりました。」 く、3Dプリントが今後ビジネスに与える影響について、より積極的な見方をしています。 Genevieve Lee氏 その結果、2年以内に3Dプリントへの大規模な投資を予測する回答者は26%、5年以 Fast Radius アディティブマニュ 内に3Dプリントへの大きな投資を予測する回答者は33%と、3Dプリントへの投資ペ ファクチャリング・エンジニア ースは増加しているものと考えられます。 さらにCADのスキルや3Dプリントの経験が今後も引き続き、労働者の適性を判断する 際のプラス要素になることは間違いありません。最後に、3D CADのスキルと3Dプリン トの経験は、将来的にも人材が持つスキルとして引き続き重要な位置を占めると思わ れます。これは人材市場に限った話ではなく、高等教育機関や専門学校においてもソ フトウェアとハードウェアの双方を導入し、次世代人材を育成する体制を整えることが 求められるということでもあります。 12
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート Formlabsパートナー各社 のインサイト 「3Dプリントの分野では製品のプロトタイピン グを主な用途と考えています。特にエンジニアリ ングや自動車、電子消耗品等の分野です。少量 生産を行う場合にはSLS方式の3Dプリントも有 効ですね。 3Dプリントは、医療やヘルスケア領域 でも費用対効果の高いソリューションです。医療 現場では患者が抱える多様なニーズに対応する 造形物を個々にデザインできるようになります。 近い将来、多くの人々の生活を向上させるもの になることは間違いないでしょう。」 Smile Lin氏 Taiwan Teama Technology 社長 台北、台湾 「マクロ的な視点から言えば、今後はカスタマ イズを行いながら最終製品をそのまま製作する というのが3Dプリントの活用法のトレンドになっ て行くでしょう。」 Kenneth Ha氏 Intelligent CAD/CAM Technology セールスダイレクター 香港 13
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート 「今後、建築・建設業界を中心に様々な業界で 3Dプリンタの導入が進むと思われます。将来的 には、人々は自分の家をユニークなデザインで カスタマイズできるようになり、工期もかなり短 縮できるでしょう。」 Vorawat Vadhanakovint氏 Septillion マネージングダイレクター バンコク、タイ 「サプライチェーンからの供給不足という問題に 関して、我々のお客様のうちFormlabs製品を導入 したユーザーはスペアパーツや治具、固定具等の ツール関係の製作に3Dプリントを活用されていま す。工業メーカーが部品交換のために設備や生産 ラインを止めてしまうと多額のロスを生んでしまう ため、1分1秒を争う問題です。3Dプリントなら必要 なスペアパーツを、あるいは純正パーツに生産遅 延が出てしまった場合の代替品を、すぐにその場で 作ってしまうということが可能なのです。」 Ilian Ivanov氏 B2N 最高執行責任者(COO) ソフィア、ブルガリア 14
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2022年3Dプリントアプリケーションレポート Learn More どのような使用事例が自社で参考となるかわか らないといった場合は、Formlabsにお問合せい ただき、お客様のニーズと3Dプリントの内製化に よって何が実現できるのかをご相談ください。 Formlabsでは本レポートでご紹介した活用方法 や使用事例の詳細を記した各種資料をご提供し ています。弊社Webサイト上のアプリケーション ページより、各ユーザーストーリーやホワイトペー パーを通して3Dプリントがどのようにビジネスに 変革を起こしているか、ご確認いただけます。 Formlabs株式会社 jp-sales@formlabs.com 03-6718-4004 formlabs.com/jp