4Dプリンティング市場の展望（2022〜2032年）

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世界の4Dプリンティング市場は、2022年から2032年の予測期間において23.0%のCAGRを示すと予測されている。2022年には1億4,850万米ドルを記録したが、2032年には12億米ドルに達する見込みである。

印刷物が時間とともに自己変形するプロセスは、4D印刷技術と呼ばれている。付加製造技術と呼ばれることもあり、製造工程での操作やナノスケールのプログラミングを可能にし、最終的には環境に適応したデザインの物体を開発する。

磁気、圧力、熱、空気などさまざまな要素によって、プリントされた物体の形状を変化させることができる。これは3Dプリンティング技術の発展であり、3Dプリンターにインテリジェントなソフトウェアと素材を使用することで可能になる。その結果、3Dプリンターは革命的な技術であり、市場投入の準備はほぼ整っている。

現在、防衛産業が4Dプリンティング技術を採用することで、装備品や武器の生産だけでなく、部品やコンポーネントの製造も簡単になっている。形状や品質が環境に適応する装備品は、戦闘状況が変化したときに軍隊が優位に立てるよう支援する可能性が高い。

このような戦術的優位性を得るために、4Dプリント兵器への支出は今後10年間で大幅に増加すると予想されている。例えば、アメリカ陸軍研究センターは、様々な気候の中を移動する間にカモフラージュを変えることができる兵士の衣服のような新技術を開発している。

また、その衣服は有害な化学物質から効果的に防御することができる。4Dプリンティングの世界市場は、防衛産業におけるこの有望な発展により、予測期間中に急速なペースで拡大すると予測されている。

軍事用4Dプリンティングは、製品需要の増加、軍事技術費の増加、軽量コンポーネントの使用促進などの要因により発展すると予測されている。しかし、ハードウェアとソフトウェア分野の複雑な設計やプロセスの標準化の欠如は、市場拡大を制限する可能性のあるいくつかの要因である。インダストリー4.0とインダストリー5.0の開発と技術の向上は、世界市場の拡大に有益なチャンスをもたらすと予測される。

2017年から2021年までの4Dプリンティング市場展望と2022年から2032年までの需要予測との比較
Persistence Market Researchによると、世界の4Dプリンティング市場は2022年から2032年にかけてCAGR23.0%でかなりの成長を示すと推定されている。2017年から2021年までの過去期間には、CAGR30.6%という驚異的な成長を示した。

健康分野は近年、柔軟な臓器やカスタマイズ可能な医療製品＆機器など、4D印刷技術を取り入れる最前線にいる。カスタマイズ医療機器の需要は、2017年から2021年にかけて大幅に増加している。2022年から2032年にかけても大幅に急増すると予想される。

ヘルスケア分野以外にも、4Dプリンティング技術は自動車、製造、教育、娯楽産業で絶大な人気を獲得すると予想されている。バイオファブリケーション分野における継続的な進歩も、2032年までに4Dプリンティング需要を押し上げると予想される重要な要因である。

世界的な4Dプリンティング製品の需要増加の要因は？
4Dプリンティング製品の需要を高めている主な要因は、ドローンや防衛分野のニーズに応じてカモフラージュ可能な制服の利用が増加していることである。また、医療分野における柔軟な臓器や高度な薬剤などの医療機器の需要も、需要を牽引するだろう。

時間と共に変化する能力を持つことから、単一の形状記憶ポリマー（SMP）が4Dプリンティングに使用されている。最近の3Dプリンティングの発展により、材料をより精密かつ柔軟に配置することが可能になり、4Dプリンティングにかなり役立っている。

これらの素材は外部からの刺激に反応し、自己組織化や自己修復を行う能力を持つため、非常に有用であり、従来の製品よりも有益である。4Dプリンティングに使用される材料は、紫外線や可視光線に反応して形状や色を変化させることができるため、需要が高まっている。スイッチモード電源（SMP）と液晶エラストマー（LCE）は、4Dプリンティングで広く使用されている。

太陽電池やアンテナメーカーの間では、4Dプリント製品の需要が高い。これらは宇宙関連活動でも広く使用されている。ナノテクノロジーの研究により、4D印刷製品の需要が高まっている。

4Dバイオプリンティングは、市場に大きく貢献している4Dプリンティングのもう一つの分野である。4Dプリンティングには付加製造が含まれ、世界の4Dプリンティング市場の需要喚起に役立っている。

4Dプリンティング製品の販売を抑制している要因は何か？
4Dプリンティングで使用される素材の密度や引張強度などの機械的特性や、加工に時間がかかりすぎることが販売の妨げになる可能性がある。しかし、4Dプリンティング技術は、従来のプロセスよりも応用範囲が広い。

4Dプリンティングは一般的に、他の工程に依存する時間のかかるプロセスである。目的の製品を得るためには、材料の機械的特性を変更する必要があり、そのためより脆弱になる。

4Dプリンティングの粘度は、3Dプリンティングとは対照的にかなり低い。環境の温度が変化すると安定性が低下する。また、4D印刷装置のプリンタヘッドへのスマートな材料装填も難しい。

4Dで製造された部品は、3Dプリントされた部品に比べて耐久性に劣る。また、複雑な構造や曲面を持つ一体型部品を製造することもできない。そのため、3Dプリンティングはこれらの弊害を打ち消すために開発された。

製造工程は、4Dプリンティング工程に必要なハイドロゲルの影響を受けることが多い。プロセスに必要なハイドロゲルやその他の原材料の調達は非常に困難であり、市場の成長を抑制している。その結果、材料の機械的品質、原材料の調達先、処理時間などが市場拡大の大きな妨げとなる可能性がある。

国別インサイト
なぜ4Dプリンティングはアメリカ全土で絶大な人気を博しているのか？

米国の4Dプリンティング市場は、2032年までに3億8560万米ドルの評価額に達する見込みである。同国は過去期間に28.8％のCAGRを目撃し、推定期間には21.7％のCAGRを示そうとしている。

サービスとしての製造は賢明な戦略であることを、米国の企業は積層造形技術が急速に進歩し続ける中で学んできた。インダストリー5.0が持つ可能性とは、比較的低コストで、少ないエネルギー使用で、材料の無駄を減らして、パーソナライズされた製品を製造することである。

4Dプリンティングは、製造工程よりもデザイン工程に集中することを支援するため、インダストリー5.0によって促進されるだろう。デザインの独立はさらに、アメリカ全土でよりカスタムメイドでユニークな製品の開発をもたらすだろう。

イギリスは4Dプリンティング・コンポーネントの売上を大きく伸ばすか？

英国の4Dプリンティング産業は、2032年までに5,940万米ドルの価値があり、5,130万米ドルの絶対的なドル機会を創出すると推定されている。英国は、2022年から2032年にかけてCAGR22.1％の成長を示すと予測されている。2017年から2021年までのCAGRは29.2％であった。

レビュー期間中、英国の4Dプリンティング産業は、加工・製造コストの削減努力に大いに助けられるだろう。これは同国の熾烈な競争のせいである。

三次元印刷技術をベースとする4Dテクノロジーは、多様な市場ニーズに対応する新しいビジネスモデルを提案する。在庫、資本、市場投入までの時間の要件を低減しながら、組織の効率を高める力を持っている。

中国における4Dプリンティング機器メーカーの動向は？

中国4D印刷セクターは、評価期間中に9,010万米ドルの絶対ドル機会を創出すると予測されている。2032年には1億180万米ドルの評価に達する。2017年から2021年の間に記録された32.4％のCAGRから、予測期間では24.2％のCAGRが期待されている。

4Dプリントされたアイテムは、それ自体が変化する可能性があるため、外部からの刺激に反応し、希少な資源を使用することができる。使用後の廃棄も簡単で、持続可能な生態系の維持にも役立つ。

今後10年間の中国市場の拡大は、持続可能な環境の維持が重視されるようになったことが主な要因である。最近では、耐久性のある製品を作るために、こうした技術が企業によって利用されるようになっている。4Dプリント製品は、生産、取り扱い、出荷にかかる費用が少なくて済み、資源と労働力の節約になるとともに、環境保護にもつながる。

日本は4Dプリンティングツールの需要が高い？

日本の4Dプリンティング市場は、2032年までに8,600万米ドルの規模になる見込みである。過去期間に示された年平均成長率29.7％から、予測期間には約22.4％の年平均成長率を示すと予想される。2032年までに7460万米ドルの機会増が見込まれる。

日本での市場拡大は、技術開発と新製品開発への注力の高まりによって促進されると予想される。これらの要因は、この分野のトッププレーヤーにとって収益性の高い展望を生み出す可能性が高い。しかし、日本では初期コストが高いため、予測期間中の市場拡大は妨げられる可能性があると推定される。

韓国で4Dプリント需要が急増している理由とは？

韓国の4Dプリンティング産業は、2032年までに4,800万米ドルの評価額に達すると予想されている。2022年から2032年までのCAGRは23.5%である。同国は、予測期間中に約4,220万米ドルの機会増を生み出すと予測されている。

さまざまな戦闘任務や活動で兵士を支援するため、韓国の軍と防衛部門は革新的な印刷技術を導入してきた。トラック、戦車、機械、銃器などの軍事装備の性能向上により、韓国の防衛産業における4Dプリンターの必要性は拡大すると予想される。

カテゴリー別インサイト
4Dプリンティング装置を作るのに最も好ましい材料は？

素材別では、プログラマブル炭素繊維分野が今後10年間で高成長を示すと予想されている。炭素繊維は、航空宇宙・防衛分野だけでなく、医療分野にも応用されている。

一般に、重要な健康器具の製造用原料として使用される。プログラマブル炭素繊維セグメントは、予測期間に22.9％のCAGRを示すと予測されている。2017年から2021年の過去期間のCAGRは30.3%であった。

どのエンドユーザーが4Dプリンティング技術を多用するのか？

4Dプリンティングが最も広く利用されているのは、航空宇宙・防衛産業である。航空宇宙・防衛産業の拡大は、カスタマイズされた機器に対するニーズの高まりと関連付けることができる。Persistence Market Researchによると、航空宇宙・防衛産業のCAGRは2017年から2021年まで約30.0％であった。2022年から2032年にかけては22.8％急増する可能性が高い。

航空宇宙・防衛分野は、4Dプリンティングの登場によって大きな変化を遂げた。調節可能な迷彩や強化されたガス防護を備えた軍服は、4Dプリンティングの最も興味深い用途のひとつとなるだろう。

エアコンの自動配備、エンジンの冷却、その他の関連アプリケーションは、4D印刷技術の使用によって可能になる。軍事4Dプリンティングは、軍事技術支出の増加と軽量部品の使用増加の結果として発展すると予測されている。

軍事用4Dプリンティング産業の発展は、技術的な向上により収益性の高い展望を示すと予測されている。インダストリー4.0標準に対する需要の高まりとインダストリー5.0の出現もまた、この分野に拍車をかけるだろう。

競争環境
市場の有力な競合他社は、高品質の商品を提供するために常に斬新な戦略を考案している。また、技術や創作物の特許を取得し、製品ポートフォリオを拡大することにも注力している。主要プレーヤーは、現在そこそこのシェアを持つ4Dプリンティングの市場シェアを高めようと常に努力している。

4Dプリンティング市場における最近の動きは以下の通りである：

2022年12月、ストラタシス社と3Shape社は、3Shape社のDental SystemソフトウェアとStratasys J5 DentaJet 3Dプリンターを活用した新しい自動カラー3Dプリントワークフローを発表した。ストラタシスの3Dプリンターのユーザーは、データをインポートした後、4Dプリンティングを使用して、高精度でカスタマイズされたフルカラーの歯科用模型を製作することができる。
2020年11月、生産性を高め、連続積層造形を発展させるため、Materialiseは3Dプリンティングソリューションとイニシアチブの立ち上げを発表した。新バージョンのMaterialise Magicsに含まれる多数の新機能の助けを借りて、顧客は3Dプリンティング業務を拡大し、造形準備プロセスを高速化することで4D業務を拡大することができる。

4Dプリンティング市場のカテゴリー別展望
素材別

プログラム可能なカーボンファイバー
プログラマブル・テキスタイル
プログラマブル・ウッド-カスタム・プリント木目
エンドユーザー別

健康
航空宇宙・防衛
自動車
その他
地域別

北米
ラテンアメリカ
ヨーロッパ
アジア太平洋
中東・アフリカ

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1.要旨

1.1.世界市場の展望

1.2.需要サイドの動向

1.3.供給サイドの動向

1.4.技術ロードマップ分析

1.5.分析と提言

2.市場概要

2.1.市場範囲／分類

2.2.市場の定義／範囲／制限

3.市場の背景

3.1.市場ダイナミクス

3.1.1.ドライバー

3.1.2.制約事項

3.1.3.機会

3.1.4.トレンド

3.2.シナリオ予想

3.2.1.楽観シナリオにおける需要

3.2.2.可能性の高いシナリオにおける需要

3.2.3.保守的シナリオにおける需要

3.3.機会マップ分析

3.4.投資可能性マトリックス

3.5.PESTLE分析とポーター分析

3.6.規制の状況

3.6.1.主要地域別

3.6.2.主要国別

3.7.地域別親会社市場の展望

4.世界の4Dプリンティング市場分析2017～2021年、予測2022～2032年

4.1.2017年から2021年までの過去の市場規模（百万米ドル）分析

4.2.2022年から2032年までの現在と将来の市場規模予測（百万米ドル

4.2.1.前年比成長トレンド分析

4.2.2.絶対価格機会分析

5.4Dプリンティングの世界市場分析2017～2021年、予測2022～2032年、素材別

5.1.はじめに／主な調査結果

5.2.2017年から2021年までの材料別市場規模推移（百万米ドル）分析

5.3.2022年から2032年までの材料別市場規模の現在と将来分析（百万米ドル

5.3.1.プログラム可能なカーボンファイバー

5.3.2.プログラマブル・ウッド-カスタム・プリント木目

5.3.3.プログラマブル・テキスタイル

5.4.素材別の前年比成長トレンド分析（2017～2021年

5.5.素材別絶対価格機会分析、2022～2032年

6.4Dプリンティングの世界市場分析2017～2021年および予測2022～2032年：エンドユーザー別

6.1.はじめに／主な調査結果

6.2.エンドユーザー別市場規模推移（百万米ドル）分析、2017～2021年

6.3.2022年から2032年までのエンドユーザー別市場規模金額（百万米ドル）分析と将来予測

6.3.1.健康

6.3.2.航空宇宙・防衛

6.3.3.自動車

6.3.4.その他

6.4.エンドユーザー別前年比成長トレンド分析（2017～2021年

6.5.エンドユーザー別絶対価格機会分析、2022～2032年

7.4Dプリンティングの世界市場分析2017～2021年および予測2022～2032年、地域別

7.1.はじめに

7.2.地域別の過去の市場規模（百万米ドル）分析、2017～2021年

7.3.地域別の現在の市場規模（百万米ドル）の分析と予測、2022～2032年

7.3.1.北米

7.3.2.ラテンアメリカ

7.3.3.ヨーロッパ

7.3.4.アジア太平洋

7.3.5.中東・アフリカ

7.4.地域別市場魅力度分析

8.北米の4Dプリンティング市場分析 2017～2021年および予測 2022～2032年：国別

8.1.2017年から2021年までの市場分類別過去市場規模金額（百万米ドル）動向分析

8.2.市場分類別市場規模（百万米ドル）予測、2022～2032年

8.2.1.国別

8.2.1.1.アメリカ

8.2.1.2.カナダ

8.2.2.材料別

8.2.3.エンドユーザー別

8.3.市場魅力度分析

8.3.1.国別

8.3.2.材料別

8.3.3.エンドユーザー別

8.4.要点

9.ラテンアメリカの4Dプリンティング市場分析 2017～2021年および2022～2032年予測：国別

9.1.2017年から2021年までの市場分類別過去市場規模金額（百万米ドル）動向分析

9.2.市場分類別市場規模（百万米ドル）予測、2022～2032年

9.2.1.国別

9.2.1.1.ブラジル

9.2.1.2.メキシコ

9.2.1.3.その他のラテンアメリカ

9.2.2.材料別

9.2.3.エンドユーザー別

9.3.市場魅力度分析

9.3.1.国別

9.3.2.材料別

9.3.3.エンドユーザー別

9.4.要点

10.欧州の4Dプリンティング市場分析 2017～2021年および予測 2022～2032年：国別

10.1.2017年から2021年までの市場分類別過去市場規模金額（百万米ドル）動向分析

10.2.市場分類別市場規模（百万米ドル）予測、2022～2032年

10.2.1.国別

10.2.1.1. ドイツ

10.2.1.2. イギリス

10.2.1.3. フランス

10.2.1.4. スペイン

10.2.1.5. イタリア

10.2.1.6. その他の地域

10.2.2. 素材別

10.2.3. エンドユーザー別

10.3 市場魅力度分析

10.3.1. 国別

10.3.2.材料別

10.3.3.エンドユーザー別

10.4.キーポイント

11.アジア太平洋地域の4Dプリンティング市場の2017～2021年分析と2022～2032年予測（国別

11.1.2017年から2021年までの市場分類別過去市場規模金額（百万米ドル）動向分析

11.2.市場分類別市場規模（百万米ドル）予測、2022～2032年

11.2.1.国別

11.2.1.1.中国

11.2.1.2.日本

11.2.1.3.韓国

11.2.1.4.シンガポール

11.2.1.5.タイ

11.2.1.6.インドネシア

11.2.1.7.オーストラリア

11.2.1.8.ニュージーランド

11.2.1.9.その他のアジア太平洋地域

11.2.2.材料別

11.2.3.エンドユーザー別

11.3.市場魅力度分析

11.3.1.国別

11.3.2.材料別

11.3.3.エンドユーザー別

11.4.主要項目

12.中東・アフリカの4Dプリンティング市場分析 2017～2021年および予測 2022～2032年：国別

12.1.2017年から2021年までの市場分類別過去市場規模金額（百万米ドル）動向分析

12.2.市場分類別市場規模（百万米ドル）予測、2022～2032年

12.2.1.国別

12.2.1.1.湾岸協力会議加盟国

12.2.1.2.南アフリカ

12.2.1.3.イスラエル

12.2.1.4.その他の中東・アフリカ

12.2.2.材料別

12.2.3.エンドユーザー別

12.3.市場魅力度分析

12.3.1.国別

12.3.2.材料別

12.3.3.エンドユーザー別

12.4.主要項目

13.主要国の4Dプリンティング市場分析

13.1.アメリカ

13.1.1.価格分析

13.1.2.市場シェア分析、2022年

13.1.2.1.材料別

13.1.2.2.エンドユーザー別

13.2.カナダ

13.2.1.価格分析

13.2.2.市場シェア分析、2022年

13.2.2.1.材料別

13.2.2.2.エンドユーザー別

13.3.ブラジル

13.3.1.価格分析

13.3.2. 市場シェア分析、2022年

13.3.2.1.材料別

13.3.2.2. エンドユーザー別

13.4. メキシコ

13.4.1. 価格分析

13.4.2.市場シェア分析、2022年

13.4.2.1.材料別

13.4.2.2. エンドユーザー別

13.5.ドイツ

13.5.1. 価格分析

13.5.2. 市場シェア分析、2022年

13.5.2.1.材料別

13.5.2.2. エンドユーザー別

13.6.イギリス

13.6.1. 価格分析

13.6.2. 市場シェア分析、2022年

13.6.2.1.材料別

13.6.2.2. エンドユーザー別

13.7. フランス

13.7.1. 価格分析

13.7.2. 市場シェア分析、2022年

13.7.2.1.材料別

13.7.2.2. エンドユーザー別

13.8. スペイン

13.8.1. 価格分析

13.8.2. 市場シェア分析、2022年

13.8.2.1.材料別

13.8.2.2. エンドユーザー別

13.9. イタリア

13.9.1. 価格分析

13.9.2. 市場シェア分析、2022年

13.9.2.1.材料別

13.9.2.2. エンドユーザー別

13.10.中国

13.10.1. 価格分析

13.10.2. 市場シェア分析、2022年

13.10.2.1.材料別

13.10.2.2. エンドユーザー別

13.11. 日本

13.11.1. 価格分析

13.11.2. 市場シェア分析、2022年

13.11.2.1.材料別

13.11.2.2. エンドユーザー別

13.12.韓国

13.12.1. 価格分析

13.12.2. 市場シェア分析、2022年

13.12.2.1.材料別

13.12.2.2. エンドユーザー別

13.13.シンガポール

13.13.1. 価格分析

13.13.2. 市場シェア分析、2022年

13.13.2.1.材料別

13.13.2.2. エンドユーザー別

13.14.タイ

13.14.1. 価格分析

13.14.2. 市場シェア分析、2022年

13.14.2.1.材料別

13.14.2.2. エンドユーザー別

13.15.インドネシア

13.15.1. 価格分析

13.15.2. 市場シェア分析、2022年

13.15.2.1.材料別

13.15.2.2. エンドユーザー別

13.16.オーストラリア

13.16.1. 価格分析

13.16.2. 市場シェア分析、2022年

13.16.2.1.材料別

13.16.2.2. エンドユーザー別

13.17.ニュージーランド

13.17.1. 価格分析

13.17.2. 市場シェア分析、2022年

13.17.2.1.材料別

13.17.2.2. エンドユーザー別

13.18. 湾岸協力会議加盟国

13.18.1. 価格分析

13.18.2. 市場シェア分析、2022年

13.18.2.1.材料別

13.18.2.2. エンドユーザー別

13.19. 南アフリカ

13.19.1. 価格分析

13.19.2. 市場シェア分析、2022年

13.19.2.1.材料別

13.19.2.2. エンドユーザー別

13.20. イスラエル

13.20.1. 価格分析

13.20.2. 市場シェア分析、2022年

13.20.2.1.材料別

13.20.2.2. エンドユーザー別

14.市場構造分析

14.1 コンペティション・ダッシュボード

14.2 コンペティションのベンチマーキング

14.3 トッププレーヤーの市場シェア分析

14.3.1. 地域別

14.3.2. 素材別

14.3.3. エンドユーザー別

15.競合分析

15.1. コンペティションのディープ・ダイブ

15.1.1Autodesk, Inc.

15.1.1.1 概要

15.1.1.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.1.4. セールス・フットプリント

15.1.1.5 戦略の概要

15.1.1.5.1 マーケティング戦略

15.1.2.ストラタシス社

15.1.2.1.概要

15.1.2.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.2.4.セールスフットプリント

15.1.2.5 戦略の概要

15.1.2.5.1. マーケティング戦略

15.1.3.株式会社エクスワン

15.1.3.1 概要

15.1.3.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.3.4. セールス・フットプリント

15.1.3.5 戦略の概要

15.1.3.5.1. マーケティング戦略

15.1.4. ヒューレット・パッカード社

15.1.4.1 概要

15.1.4.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.4.4. セールス・フットプリント

15.1.4.5 戦略の概要

15.1.4.5.1. マーケティング戦略

15.1.5.3Dシステムズ・コーポレーション

15.1.5.1 概要

15.1.5.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.5.4. セールス・フットプリント

15.1.5.5. 戦略の概要

15.1.5.5.1. マーケティング戦略

15.1.6マテリアライズNV

15.1.6.1 概要

15.1.6.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.6.4. セールス・フットプリント

15.1.6.5 戦略の概要

15.1.6.5.1. マーケティング戦略

15.1.7Organovo Holdings, Inc.

15.1.7.1 概要

15.1.7.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.7.4. セールス・フットプリント

15.1.7.5 戦略の概要

15.1.7.5.1. マーケティング戦略

15.1.8.ダッソー・システムズ SA

15.1.8.1 概要

15.1.8.2. 製品ポートフォリオ

市場セグメント別収益性

15.1.8.4. セールス・フットプリント

15.1.8.5 戦略の概要

15.1.8.5.1 マーケティング戦略

16.前提条件と略語

17.研究方法論

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