Обзор рынка

Рынок 4D-печати — относительно новая и быстрорастущая отрасль: объем мирового рынка достигнет 38,3 миллиона долларов США в 2022 году и, как ожидается, достигнет 459,8 миллиона долларов США к 2032 году, при этом среднегодовой темп роста составит 26,8% в течение прогнозируемого периода. Спрос на интеллектуальные и самособирающиеся товары во многих отраслях конечного использования, включая аэрокосмическую, автомобильную и медицинскую, является основным фактором, способствующим расширению рынка.

4D-печать, более продвинутая форма 3D-печати, использует материалы с уникальными свойствами, такие как гидрогели, полимеры с памятью формы и интеллектуальные материалы, которые могут со временем меняться в ответ на тепло, свет и электрическую стимуляцию. Эта современная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами производства, включая меньше отходов материала, большую свободу проектирования и сокращение сроков производства.

Загрузите сводку отчета прямо сейчас! Скачать сводку

Аэрокосмический и военный сектор являются крупнейшей категорией конечных пользователей на рынке 4D-печати из-за растущего спроса на исключительно эффективную и легкую продукцию. Основное применение технологии 4D-печати в аэрокосмической отрасли — создание самособирающихся и самовосстанавливающихся деталей для спутников, космических кораблей и других транспортных средств. Автомобильная промышленность стала важным сектором конечных пользователей благодаря созданию интеллектуальных и самовосстанавливающихся автомобильных деталей с использованием технологии 4D-печати.

Кроме того, отрасль здравоохранения становится важным сегментом конечного пользователя на рынке благодаря созданию передового медицинского оборудования, имплантатов и протезов с использованием технологии 4D-печати. Основная цель использования технологии 4D-печати в этой отрасли — создание продуктов, которые могут со временем адаптироваться к меняющимся потребностям организма, что улучшит результаты лечения пациентов.

Ожидается, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет наблюдаться самый быстрый рост рынка 4D-печати в течение прогнозируемого периода благодаря более широкому использованию передовых производственных технологий и присутствию ключевых поставщиков технологий 4D-печати. Кроме того, ожидается, что растущие расходы на НИОК в развивающихся странах, таких как Китай и Индия, будут способствовать росту рынка в этом секторе.

Эпидемия COVID-19 существенно повлияла на рынок 4D-печати, что привело к остановке производства и перебоям в цепочке поставок, что замедлило рост рынка. Однако растущая потребность в современных медицинских приборах и оборудовании для борьбы с эпидемией стимулировала развитие и широкое применение технологии 4D-печати в сфере здравоохранения.

Постановления правительства:

• Чтобы гарантировать контроль качества и безопасность, Международный комитет по обеспечению качества, метрологии и стандартизации (CEN) установил стандарты для 3D- и 4D-печатной продукции.
• В соответствии с Директивой 2012/19/EU Европейского парламента и Совета по отходам электрического и электронного оборудования (WEEE), Европейская комиссия установила критерии для предметов 4D-печати в Европе. Эта директива гарантирует правильную переработку изделий, напечатанных на 4D-принтере.
• Чтобы гарантировать безопасность клиентов и правильность продукции, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) требует, чтобы на этикетках медицинского оборудования, напечатанного на 3D- и 4D-принтере, указывалось правильное название, источник происхождения, чистота и другая информация.
• Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) издало правила, которые требуют от работодателей предоставлять 3D- и 4D-печатную продукцию, обеспечивающую адекватную защиту здоровья и безопасности работников.
• Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) установило правила для 3D- и 4D-печатных изделий, используемых при проектировании, обслуживании и ремонте самолетов. Эти правила обеспечивают безопасность самолетов и пассажиров.

Материальный прогноз:

В зависимости от типа используемого материала мировой рынок 4D-печати разделен на сегменты, такие как гидрогели, сплавы с памятью формы, программируемое углеродное волокно и другие. Из них наибольшая доля выручки в 2021 году пришлась на сегмент гидрогелей. Благодаря своей исключительной эластичности, гибкости и водопоглощению гидрогели являются идеальным материалом для 4D-печати. Гидрогели идеально подходят для создания сложных структур и чувствительных товаров, поскольку они могут расширяться и сжиматься в ответ на изменения температуры, влажности, pH и других факторов окружающей среды.

Ожидается, что в течение прогнозируемого периода сегмент сплавов с памятью формы будет показывать самый быстрый среднегодовой темп роста выручки. В первую очередь это связано с поиском умных материалов, которые могут менять свои свойства или форму в ответ на внешние раздражители. Сплавы с памятью формы обладают способностью запоминать и возвращаться к своей исходной конфигурации в ответ на определенные стимулы, такие как тепло или электрический ток. Благодаря этому они идеально подходят для различных применений, например, в медицинских, автомобильных и авиационных технологиях.

Также ожидается, что в течение прогнозируемого периода выручка в сегменте программируемого углеродного волокна значительно увеличится. Программируемое углеродное волокно — это тип современного композитного материала, свойства или структура которого можно изменить в ответ на внешние воздействия. Благодаря этому он идеально подходит для использования в таких отраслях, как аэрокосмическая, оборонная и автомобильная, где необходимы прочные и легкие материалы.

Ожидается, что в другом сегменте, который включает в себя такие материалы, как металлы, керамика и полимеры, выручка будет стабильно расти в течение прогнозируемого года. Эти материалы обладают уникальными свойствами, такими как прочность, долговечность и гибкость, поэтому их часто используют в приложениях для 4D-печати.

Перспективы конечного использования:

Сегмент конечного использования в сфере здравоохранения на мировом рынке 4D-печати состоит из аэрокосмической и военной, автомобильной, строительной и других отраслей. Ожидается, что на рынке будет доминировать сегмент здравоохранения из-за растущего спроса на 4D-печатные медицинские имплантаты и оборудование, включая протезы, зубные имплантаты и каркасы для тканевой инженерии. Создавая сложные и гибкие структуры, которые могут соответствовать анатомии и потребностям пациента, технология 4D-печати улучшает результаты лечения пациентов.

Ожидается, что в результате более широкого применения технологии 4D-печати в производстве деталей двигателей и самолетов в аэрокосмическом и оборонном секторах в течение прогнозируемого периода также будет наблюдаться значительный рост доходов. Возможность производить прочные, легкие детали сложной формы, способные выдерживать экстремальные условия, — вот что привлекает авиационно-космическую промышленность к 4D-печати.

Прототипы, формы и инструменты для автомобилей производятся с использованием технологии 4D-печати, и в результате ожидается, что на автомобильном рынке будет наблюдаться устойчивый рост продаж. Использование 4D-печати для производства сложных, гибких изделий с большей прочностью и долговечностью приводит к снижению производственных затрат и времени.

Ожидается, что в течение прогнозируемого периода строительная отрасль станет свидетелем существенного роста доходов в результате более широкого использования технологии 4D-печати при строительстве умных зданий и инфраструктуры. 4D-печать сделала возможным создание самосборных зданий и гибких строительных деталей, которые могут реагировать на изменяющиеся условия окружающей среды, повышая устойчивость и энергоэффективность.

Ожидается, что категория «другие», включающая потребительские товары, моду и искусство, будет расти в результате растущего использования технологии 4D-печати для создания индивидуального и замысловатого дизайна.

Региональный прогноз:

В 2022 году на мировом рынке 4D-печати по выручке доминировал рынок Северной Америки. Ожидается, что благодаря существованию важных компаний и надежной технологической инфраструктуры этот регион сохранит свою позицию лидера рынка в течение прогнозируемого периода. Кроме того, растущее использование 4D-печати в ряде отраслей, включая здравоохранение, автомобилестроение, аэрокосмическую и оборонную промышленность, вероятно, будет способствовать расширению рынка 4D-печати в Северной Америке.

Ожидается, что на мировом рынке 4D-печати Европа будет расти значительными темпами в течение прогнозируемого периода. Ключевым фактором роста этого региона является спрос на передовые и новые технологии в здравоохранении и автомобильной промышленности. В этом регионе базируются многочисленные ведущие автопроизводители, которые вкладывают значительные средства в технологии 4D-печати для создания легких и высокопроизводительных компонентов автомобилей. Ожидается, что растущее использование в медицинской промышленности технологии 4D-печати для создания индивидуальных имплантатов, протезов и медицинского оборудования будет способствовать росту рынка в этой области.

В связи с растущим спросом на технологии 4D-печати в развивающихся странах, таких как Китай, Япония и Индия, ожидается, что рынок Азиатско-Тихоокеанского региона будет демонстрировать самый быстрый среднегодовой темп роста доходов в течение прогнозируемого периода. Рост затрат на НИОК и растущее использование технологий 4D-печати в различных отраслях конечного использования, таких как потребительские товары, здравоохранение, аэрокосмическая и оборонная промышленность, являются основными движущими силами расширения этого региона. Кроме того, растущее число государственных программ и инициатив по поддержке развития сектора 4D-печати в этой области, вероятно, еще больше ускорит расширение рынка.

Запрос на настройку

Конкурентная среда:

На мировом рынке 4D-печати в настоящее время доминируют несколько крупных игроков, на долю которых приходится значительная доля рыночных доходов. Некоторые из крупнейших компаний, включенных в отчет о мировом рынке 4D-печати:

• ООО «Стратасис»
• Компания Хьюлетт-Паккард (HP)
• Компания ЭксВан
• Материализуйте Н.В.
• Дассо Системес SE
• Корпорация 3D Системс
• Сомекава К.К.
• Ксерокс Корпорация
• ООО «Эволв3Д»
• Карбон, Инк.

Стратегическое развитие:

Чтобы оставаться на шаг впереди на жестко конкурентном мировом рынке 4D-печати, компании активно занимаются исследованиями и разработками. Чтобы получить конкурентное преимущество, ключевые компании на рынке внедряют различные методы, такие как запуск продуктов, стратегическое сотрудничество, а также слияния и поглощения.

• Stratasys Ltd. представила V650 Flex, новую систему 3D-печати в 2021 году с целью производства изделий с высокой точностью и производительностью. Кроме того, компания купила Origin, начинающую компанию по 3D-печати в Калифорнии, которая создает технологии для массового производства деталей конечного использования с использованием 3D-печати.
• В 2020 году HP Jet Fusion 5200 Series — это новая платформа 3D-печати от HP, предназначенная для создания деталей превосходного качества, повторяемости и производительности. Также было объявлено о стратегическом сотрудничестве между компанией и BASF по изучению новых материалов для сектора 3D-печати.
• В 2020 году запущена система 3D-печати металлом X1 160PRO, разработанная компанией ExOne. Он предназначен для создания деталей с большим объемом сборки и производительностью. Кроме того, компания приобрела активы Freshmade 3D, компании по 3D-печати с возможностью литья металлов и штаб-квартирой в Мичигане.
• В 2020 году новая программная платформа Magics 24 от Materialize NV призвана оптимизировать и повысить производительность процесса 3D-печати. Кроме того, компания заключила стратегический альянс с HP для создания новых возможностей 3D-печати для медицинской сферы.
• В 2020 году компания Medidata Solutions, базирующаяся в Нью-Йорке компания, специализирующаяся на облачных решениях для сектора медико-биологических наук, была приобретена Dassault Systemes SE. Приобретение было совершено с целью расширить линейку продуктов Dassault Systemes для 3D-печати и повысить заметность компании в отрасли здравоохранения.

Запуск новых продуктов:

• В 2022 году Stratasys, Ltd. выпустила свой новый 4D-принтер F1200, который позволяет пользователям создавать сложные геометрические и динамические формы с использованием интеллектуальных материалов. Принтер предназначен для использования в различных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, автомобильная и здравоохранение.
• В 2021 году исследователи Массачусетского технологического института запустили новую систему 4D-печати, которая позволяет создавать структуры, способные менять форму в ответ на внешние раздражители, такие как…