市場調査レポート

ハイブリッド積層造形装置市場 規模・シェア分析:成長動向と予測 (2025-2030年)

ハイブリッド積層造形機市場レポートは、業界をエンドユーザー産業(航空宇宙・防衛、エネルギー・電力、エレクトロニクス、医療、自動車、その他のエンドユーザー産業)および地域(北米、欧州、アジア太平洋、その他の地域)に分類しています。本レポートは、5年間の過去データと5年間の市場予測を提供します。
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ハイブリッド積層造形機市場の概要

ハイブリッド積層造形機市場は、2025年から2030年までの予測期間において、年平均成長率(CAGR)15.17%で成長し、2025年の2,485.1億米ドルから2030年には5,035.6億米ドルに達すると予測されています。本レポートは、エンドユーザー産業(航空宇宙・防衛、エネルギー・電力、エレクトロニクス、医療、自動車、その他)および地域(北米、欧州、アジア太平洋、その他地域)に市場を区分し、過去5年間のデータと今後5年間の市場予測を提供しています。

市場概要
ハイブリッド製造とは、減法加工と積層加工の両方を単一の機械で行うプロセスを指します。この市場は、特に航空宇宙、防衛、自動車産業からの需要増加に牽引されています。単一の機械で両方のプロセスを瞬時に切り替えられる能力は、製造を非常に効率的にします。この技術は比較的新しいものの、その潜在的な利点から、採用企業は将来に対して非常に楽観的です。

ハイブリッド製造は、必要な部品を必要な時に生産するため、高価で場所を取る在庫を保持する必要がありません。また、カスタム材料の製造、迅速なプロトタイピング、新製品開発、効率向上を可能にします。さらに、環境への悪影響を軽減し、化学物質や有害な汚染物質の排出を削減し、二酸化炭素排出量の大幅な削減にも貢献します。ハイブリッド積層造形は、多軸システムを使用することで、積層造形システムのいくつかの欠点を補い、部品をあらゆる方向に移動させることができます。95%の廃棄物削減、効率向上、プロセス開発と材料特性評価の能力、材料費の節約など、多くの主要な利点がハイブリッド積層造形機の採用をさらに促進しています。

しかし、これらの機械に関連する高い初期投資と設置コストが市場成長を妨げています。特に、中小企業や投資能力の低い製造企業は、高額な初期投資のために機械を導入できない状況です。また、機械の操作には熟練した訓練された労働力が必要であり、機器の性能維持やシステム故障の排除のために、企業は従業員への専門的なトレーニングに多大な費用をかける必要があります。

COVID-19パンデミックは、主要な国際市場での長期にわたるロックダウンにより、ハイブリッド積層造形機部門におけるいくつかの製品の生産を停止させました。これにより、過去数ヶ月間、ハイブリッド積層造形装置の市場成長は著しく鈍化しました。2020年第1四半期には機器および機械の販売に影響があり、年間を通じて市場成長は停滞しました。

最近の動向として、2023年1月には、米国海軍がUSSバターンにフィリップス社の積層ハイブリッド金属3Dプリンティングソリューションを導入しました。また、ニコン株式会社は、積層造形(AM)の業界リーダーであるHybrid Manufacturing Technologies Global, Inc.(HMT)に投資したことを発表しました。HMTは、ユーザーがあらゆるプラットフォームに積層ツールを統合できる統合技術を開発しており、複数の補完的な技術を単一のセットアップで組み合わせることで、生産プロセスを最大限に活用できる画期的なソリューションを提供しています。

主要な市場トレンドと洞察

医療分野が大きなシェアを占める見込み
展開率の観点から、医療分野はハイブリッド積層造形機市場において重要なシェアを占めています。医療分野におけるハイブリッド製造の利点は、既製のチタン部品を使用する代わりに、部品をカスタマイズできる点にあります。医療業界では、手術器具、義肢、インプラント、足場などの最終製品の製造にハイブリッド製造が利用されています。医療分野におけるハイブリッド積層造形の利用は、手術件数の増加や医療技術の進歩に対する認識と利用の拡大により、成長しています。例えば、医療分野における手術ロボットの普及は自動化を促進しており、これが医療分野におけるハイブリッド製造の必要性を高めています。

さらに、医療業界におけるハイブリッド製造は、従来の製造方法と比較して、製品開発期間の短縮、患者の回復の改善、患者または外科医に特化した製品の開発、製造コストの低減、精度の向上といった大きな利点があります。従来、医療分野における積層造形プロセスは、プロトタイプやモデルの製造にのみ使用される技術と考えられていました。しかし、先進技術と生体適合性材料の開発により、ハイブリッド製造を主要なプロセスとして採用する市場が拡大しています。また、デジタル化の急増に伴い、3Dプリンティングを含むあらゆるものがオンラインで行われるようになっています。3Dファイルは、オンラインプラットフォームに保存され、いつでもどこでもクライアントや販売業者がオンデマンドで注文できるよう容易にアクセス可能です。医療機器向けの3Dプリンティングのトレンドは楽観的であり、このような実践は、医療従事者が手術を繰り返すことを可能にし、手術時間を短縮し、意思決定時間を制限するのに役立つため、業界の市場需要をさらに高めると予想されます。ただし、ハイブリッド積層造形機の高コストが市場を阻害する要因となるでしょう。

北米が主要なシェアを占める
北米地域は、複数の主要企業の存在と、あらゆる産業分野におけるハイブリッド製造機の比較的高水準な消費により、収益面でハイブリッド積層造形機市場の主要なシェアを占めると予想されています。医師や患者が新しい医療技術の利点についてより知識を深めることで、この地域でのこれらの技術の採用が加速しています。また、北米は先進医療技術の早期採用地域です。さらに、医療費の増加、高い可処分所得、製造コストの低減、迅速な製品開発、メディカルツーリズムに伴う手術件数の増加が、市場参加者の関心を高めています。加えて、米国における航空宇宙および自動車産業の継続的な拡大が、業界の発展を急速に推進しています。効率的な生産能力を提供するハイブリッド製造機に対する認識の高まりが、業界全体の需要を牽引しています。

競争環境
ハイブリッド積層造形機市場の競争環境は、ハイブリッド製造に使用される機械や設備を提供する主要ベンダーが存在し、これらのベンダーが市場シェアの大部分を占めているため、中程度の集中度を示しています。ハイブリッド製造機を提供する企業は、競争の激しい業界で生き残り、世界中でハイブリッド積層造形機の提供を強化するために、新製品開発、イノベーション、合併・買収、パートナーシップ、コラボレーションなど、様々な戦略を採用しています。さらに、主要な市場参加者は、大規模産業だけでなく、より多くの産業に適用可能で手頃な価格となるよう、技術的に高度で費用対効果の高い設備の革新と開発に注力しています。

主要な市場参加者
主要な市場参加者には、Optomec, Inc.、Mazak Corporation、DMG MORI、Matsuura Machinery Ltd.、Maschinenfabrik Berthold Hermle AGなどが挙げられます。

最近の業界動向
* 2023年10月: ドイツの3DプリンティングサービスプロバイダーであるAlphacam GmbHと、ミネソタ州に拠点を置く3DプリンターメーカーであるEvolve Additive Solutionsが戦略的提携を締結しました。この提携により、Alphacamはヨーロッパの顧客にSelective Thermoplastic Electrophotographic Process (STEP) を用いて作成された部品を提供します。
* 2023年10月: シーメンスは、ドイツのDMG MORI社製工作機械加工用デジタルツインを、同社のXceleratorマーケットプレイスで提供開始しました。この発表は、ドイツに本社を置く工作機械メーカーのDMG MORIと産業界の巨人シーメンスという、両社がグローバルなインダストリー4.0において主要な役割を果たす企業を結びつける点で注目に値します。
* 2023年7月: 世界的な製造技術のリーダーであるYamazaki Mazak Corporationの一部門であるMazak Indiaが、プネに最新鋭の生産施設を正式に開設しました。この新工場の開設は、品質、革新、顧客満足への同社の献身を示すものであり、Mazak Indiaがインドの製造業の未来を決定する上で主導的な役割を果たす準備が整ったことを示しています。

このレポートは、ハイブリッド積層造形機市場に関する詳細な分析を提供しています。ハイブリッド積層造形とは、3Dプリンティングとしても知られる積層造形プロセスと、CNCツールなどの除去加工プロセスを統合し、同一の機械上で同時に実行できる革新的な製造技術を指します。これにより、迅速なプロトタイプ作成から機能的な最終製品の製造まで、幅広い用途に対応し、製造効率と精度を向上させることが可能となります。本レポートでは、この市場の経済評価、主要セグメントの市場規模推定、新たなトレンド、市場のダイナミクス、地理的傾向、およびCOVID-19の影響を含む包括的な背景分析が網羅されています。

市場規模に関して、ハイブリッド積層造形機市場は急速な成長を遂げています。2024年には2,108.1億米ドルと推定され、2025年には2,485.1億米ドルに達すると予測されています。さらに、2025年から2030年の予測期間において、年平均成長率(CAGR)15.17%という高い成長率で拡大し、2030年には5,035.6億米ドル規模に達すると見込まれています。

市場を牽引する主要な要因としては、まず「インダストリー4.0」との統合が挙げられます。スマートファクトリーや自動化の進展に伴い、ハイブリッド積層造形機は製造プロセスのデジタル化と効率化に不可欠な要素となっています。次に、ヘルスケアや自動車産業など、特定の産業におけるカスタマイズされた患者固有の部品に対する需要の増加も、市場成長の大きな推進力となっています。これらの産業では、個別のニーズに対応した高精度な部品製造が求められており、ハイブリッド積層造形がその要求に応えることができます。

一方で、市場の成長を抑制する要因も存在します。ハイブリッド積層造形機は、その高度な技術と複雑性から、導入および設置にかかる費用が高額になる傾向があります。これは、特に中小規模の製造業者や企業にとって、技術導入への障壁となる可能性があります。また、積層プロセスと除去プロセスを密接に統合し、精密なキャリブレーションとメンテナンスを継続的に行う必要があるため、一貫した品質と精度を確保することが課題となっています。

しかしながら、市場には大きな機会も広がっています。航空宇宙・防衛分野では、軽量で複雑な形状の部品製造や、高性能材料の使用が求められるため、ハイブリッド積層造形機の採用がさらに増加すると予測されています。また、石油・ガスを含むエネルギー分野においても、耐食性や構造的完全性を向上させた複雑なコンポーネントや部品の製造に、ハイブリッドAM機が貢献できる可能性を秘めています。

本レポートでは、市場はエンドユーザー産業と地域によって詳細にセグメント化されています。エンドユーザー産業別では、航空宇宙・防衛、エネルギー・電力、エレクトロニクス、医療、自動車、その他のエンドユーザー産業が含まれます。地域別では、北米、欧州、アジア太平洋、およびその他の地域に分類されています。特に、2025年には北米が最大の市場シェアを占めると予測されており、欧州は2025年から2030年の予測期間において最も高いCAGRで成長すると見込まれています。

競争環境の分析では、Optomec, Inc.、Mazak Corporation、DMG MORI、Matsuura Machinery Ltd.、Hybrid Manufacturing technologies、ELB-SCHLIFF Werkzeugmaschinen GmbH、Mitsui Seiki, Inc.、Okuma America Corporation、Diversified Machine Systems、Fabrisonicといった主要な市場プレイヤーが特定され、その企業プロファイルが提供されています。

さらに、レポートには、業界のバリューチェーン分析、ポーターのファイブフォース分析による業界の魅力度評価、技術スナップショット、投資分析、および市場の将来に関する展望も含まれており、ハイブリッド積層造形機市場の全体像を深く理解するための貴重な情報源となっています。


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1. はじめに

  • 1.1 調査成果物

  • 1.2 調査前提条件

  • 1.3 調査範囲

2. 調査方法論

3. エグゼクティブサマリー

4. 市場動向

  • 4.1 市場概要

  • 4.2 市場の推進要因と阻害要因の紹介

  • 4.3 市場の推進要因

    • 4.3.1 インダストリー4.0の統合

    • 4.3.2 ヘルスケアや自動車などの産業では、カスタマイズされた患者固有の部品に対する需要が高まっています。

  • 4.4 市場の阻害要因

    • 4.4.1 ハイブリッド積層造形機は、導入および設置費用が高額になることが多く、中小規模のメーカーや企業がこの技術を採用するのを妨げる可能性があります。

    • 4.4.2 ハイブリッド製造プロセスにおいて一貫した品質と精度を確保することは、積層段階と除去段階の厳密な統合、正確なキャリブレーション、およびメンテナンスが必要となるため、困難な場合があります。

  • 4.5 市場機会

    • 4.5.1 航空宇宙および防衛分野での採用拡大

    • 4.5.2 石油・ガスを含むエネルギー分野は、耐食性と構造的完全性を向上させた複雑なコンポーネントや部品を製造するために、ハイブリッドAMマシンから恩恵を受けることができます。

  • 4.6 産業バリューチェーン分析

  • 4.7 産業の魅力度 – ポーターの5フォース分析

    • 4.7.1 供給者の交渉力

    • 4.7.2 買い手/消費者の交渉力

    • 4.7.3 新規参入の脅威

    • 4.7.4 代替品の脅威

    • 4.7.5 競争の激しさ

  • 4.8 テクノロジー概要

5. 市場セグメンテーション

  • 5.1 エンドユーザー産業別

    • 5.1.1 航空宇宙・防衛

    • 5.1.2 エネルギー・電力

    • 5.1.3 エレクトロニクス

    • 5.1.4 医療

    • 5.1.5 自動車

    • 5.1.6 その他のエンドユーザー産業

  • 5.2 地域別

    • 5.2.1 北米

    • 5.2.2 ヨーロッパ

    • 5.2.3 アジア太平洋

    • 5.2.4 その他の地域

6. 競争環境

  • 6.1 企業プロファイル

    • 6.1.1 オプトメック社

    • 6.1.2 マザック株式会社

    • 6.1.3 DMGモリ

    • 6.1.4 松浦機械製作所

    • 6.1.5 ハイブリッド・マニュファクチャリング・テクノロジーズ

    • 6.1.6 ELB-SCHLIFF ヴェルクツォイクマシーネン GmbH

    • 6.1.7 三井精機工業株式会社

    • 6.1.8 オークマアメリカコーポレーション

    • 6.1.9 ダイバーシファイド・マシン・システムズ

    • 6.1.10 ファブリソニック*

  • *リストは網羅的ではありません

7. 投資分析

8. 市場の将来性


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[参考情報]
ハイブリッド積層造形装置は、積層造形(アディティブマニュファクチャリング)技術と、切削加工などの除去加工(サブトラクティブマニュファクチャリング)技術、あるいはその他の加工プロセスを単一の機械システム内で統合した革新的な製造装置でございます。従来の積層造形装置が持つ複雑な形状を自由に造形できるという利点と、切削加工機が持つ高精度な加工と優れた表面仕上げを実現できるという利点を組み合わせることで、それぞれの技術単独では達成が困難であった高精度かつ高品質な部品製造を可能にします。具体的には、材料を積層して大まかな形状を造形した後、その途中で、または造形完了後に切削加工を施し、寸法精度や表面粗さを向上させることが一般的です。これにより、一度の段取りで最終製品に近い状態まで加工を完結できるため、工程間の移動や段取り替えに伴う時間やコスト、誤差を大幅に削減し、生産効率の向上と品質の安定化に寄与いたします。

この装置の種類は、主に統合される積層造形技術と除去加工技術の組み合わせによって分類されます。最も一般的なのは、レーザーメタルデポジション(LMD)やワイヤーアーク積層造形(WAAM)といった指向性エネルギー堆積(DED)方式の積層造形と、多軸CNC切削加工を組み合わせたタイプでございます。DED方式は、金属粉末やワイヤーをレーザーやアークなどの熱源で溶融させながら積層していくため、比較的大きな部品の造形や既存部品への肉盛り補修に適しています。これに5軸加工機などの高精度な切削加工能力を組み合わせることで、複雑な内部構造を持つ部品の外形を高精度に仕上げることが可能となります。また、粉末床溶融結合(PBF)方式、例えばレーザーパウダーベッドフュージョン(LPBF)や電子ビームパウダーベッドフュージョン(EBPBF)と切削加工を組み合わせる研究開発も進められておりますが、PBF方式は造形後の粉末除去やサポート材除去が複雑なため、DED方式との組み合わせが主流でございます。さらに、切削加工だけでなく、熱処理、検査・測定、表面仕上げといった他のプロセスを統合する動きも見られ、より多機能なハイブリッドシステムへと進化しております。

ハイブリッド積層造形装置の用途は多岐にわたります。航空宇宙産業では、軽量化と高性能化が求められるエンジン部品や構造部品の製造、あるいは高価な既存部品の補修に活用されています。例えば、タービンブレードの損傷部分を肉盛りし、その後切削加工で元の形状に復元するといった用途で、部品の長寿命化とコスト削減に貢献しています。医療分野では、患者個々に合わせたカスタムインプラントや手術器具の製造に利用され、生体適合性の高い材料で高精度な部品を迅速に提供することが可能です。自動車産業では、試作部品や金型、特殊な治工具の製造、あるいは軽量化のための複雑な構造を持つ部品の製造に適用されています。金型製造においては、内部に複雑な冷却水路(コンフォーマルクーリングチャンネル)を持つ金型を造形し、切削加工で高精度に仕上げることで、成形サイクルの短縮と製品品質の向上を実現しています。その他、エネルギー産業における発電タービン部品の補修、一般産業機械における複雑な部品の少量多品種生産など、幅広い分野でその価値が認識され、導入が進んでおります。

関連技術としては、まずCAD/CAM/CAEソフトウェアが不可欠でございます。ハイブリッドプロセスに対応した専用のソフトウェアは、積層造形と切削加工のツールパスを統合的に生成し、シミュレーションを通じて最適な加工条件を導き出します。次に、材料科学の進歩も重要です。チタン合金、ニッケル基超合金、高強度鋼など、積層造形と切削加工の両方に適した新しい合金や複合材料の開発が進められています。また、加工中の温度、溶融池の状態、積層品質などをリアルタイムで監視するセンサー技術と、それらを制御する高度な制御システムは、プロセスの安定化と品質保証に不可欠です。ロボット技術は、材料供給、部品のハンドリング、あるいはDEDヘッドを搭載したロボットアームによる積層造形など、自動化と柔軟性の向上に貢献しています。さらに、人工知能(AI)や機械学習は、プロセスデータの解析、欠陥検出、最適な加工条件の自動調整などに応用され、生産性の向上と品質の安定化をさらに推し進めることが期待されています。

市場背景としては、近年、積層造形技術の進化と産業界からの複雑部品、カスタマイズ部品への需要の高まりを背景に、ハイブリッド積層造形装置市場は急速な成長を遂げております。インダストリー4.0やスマートファクトリーの概念が浸透する中で、単一の機械で複数の工程を完結できるハイブリッド装置は、生産効率の向上、リードタイムの短縮、サプライチェーンの最適化に貢献するとして注目されています。主要な装置メーカーは、DMG森精機、ヤマザキマザック、EOS、GEアディティブ、Optomec、Hybrid Manufacturing Technologiesなど、国内外に存在し、それぞれが独自の技術とソリューションを提供しています。一方で、装置自体の高額な初期投資、複雑な操作性、熟練したオペレーターの育成、材料の選択肢の限定性、プロセス安定性の確保といった課題も存在します。しかし、これらの課題を克服するための技術開発や標準化の取り組みも活発に行われており、市場は今後も拡大していくと予測されています。

将来展望としては、ハイブリッド積層造形装置はさらなる進化を遂げると考えられます。まず、より高度な多機能統合が進み、積層造形、切削加工に加えて、熱処理、表面処理、検査・測定といった全ての工程を完全に自動化された単一システム内で完結できるようになるでしょう。これにより、真のワンストップ生産が実現し、生産効率と品質が飛躍的に向上します。次に、対応可能な材料の多様化が進み、現在主流の金属材料に加え、セラミックスや複合材料、さらには複数の異なる材料を組み合わせたマルチマテリアル部品の製造も可能になるでしょう。これにより、機能性や性能を最適化した革新的な部品の創出が期待されます。また、AIや機械学習のさらなる活用により、プロセスの自己最適化、リアルタイムでの品質管理、予知保全などが実現し、装置のインテリジェント化が進むと考えられます。コスト面では、装置価格の低減や材料利用効率の向上、生産性の向上により、より幅広い産業分野での導入が進むでしょう。最終的には、標準化と認証制度の確立が進むことで、ハイブリッド積層造形技術で製造された部品の信頼性が高まり、航空宇宙や医療といった高信頼性が求められる分野での適用がさらに拡大していくことが期待されます。持続可能性の観点からも、部品の修理・再生による資源の有効活用や、地産地消型の製造モデルの実現に貢献する可能性を秘めており、今後の製造業における重要な基盤技術の一つとして、その発展が注目されています。