Rapid-Prototyping-Materialien Marktgröße, Anteil und COVID-19-Auswirkungsanalyse, nach Material (Thermoplaste, Metall und Legierungen, Keramik und andere), nach Anwendung (Bau und Fertigung, Elektronik und Konsumgüter, Automobil, Medizin und Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung). , und andere) und regionale Prognose, 2021-2028

Die globale Marktgröße für Rapid-Prototyping-Materialien betrug im Jahr 2020 455,3 Millionen US-Dollar. Es wird erwartet, dass der Markt von 491,7 Millionen US-Dollar im Jahr 2021 auf 1.496,7 Millionen US-Dollar im Jahr 2028 wächst, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 17,2 % im Zeitraum 2021–2028. Die globalen Auswirkungen von COVID-19 waren beispiellos und erschütternd, da Rapid-Prototyping-Materialien inmitten der Pandemie in allen Regionen negative Auswirkungen auf die Nachfrage hatten. Basierend auf unserer Analyse verzeichnete der Weltmarkt im Jahr 2020 einen Rückgang von 1,6 % im Vergleich zum durchschnittlichen jährlichen Wachstum im Zeitraum 2017–2019. Der plötzliche Rückgang der CAGR ist auf die Nachfrage und das Wachstum dieses Marktes zurückzuführen und kehrt nach dem Ende der Pandemie auf das Niveau vor der Pandemie zurück.

Vor der Massenproduktion wird häufig die Rapid-Prototyping-Technologie eingesetzt, um die Leistungsfähigkeit von Materialien hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften zu testen. Auf der Grundlage der Rapid-Prototyping-Materialeigenschaften sind die Konstrukteure in der Lage, Qualitätsprodukte herzustellen, indem sie Zeit, Energie und Material sparen. Verschiedene Arten von Rapid-Prototyping-Technologien sind Stereolithographie (SLA), selektives Lasersintern (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM), selektives Laserschmelzen (SLM), laminierte Objektherstellung (LOM) und andere. In der jeweiligen Technologie wird ein geeignetes Material verwendet; Unter den verschiedenen SLS-Rapid-Prototyping-Materialien ist beispielsweise Polyamid 12 das beliebteste.

Führende Betreiberunternehmen führen fortschrittliche Materialien mit hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften ein. Beispielsweise präsentierte Arkema im November 2021 auf der Ausstellung Formnext 2021 in Deutschland maßgeschneiderte UV-härtbare Formulierungen für die 3D-Drucktechnologie. Das Produktportfolio umfasst Formulierungen wie N3D-TOUGH 784, HT-511, DMT-303, IC-163 und LF-053. Diese Formulierungen wurden strategisch entwickelt, um den wachsenden Bedarf an fortschrittlichen Polymerharzen für die 3D-Drucktechnologie zu decken.

COVID-19-AUSWIRKUNGEN

Stillstand der Industrieaktivitäten während COVID-19 bremste das Marktwachstum

Das Fortschreiten der COVID-19-Pandemie hat den Betrieb von Rapid-Prototyping-Endbenutzern in fast allen wichtigen Ländern ganz oder teilweise eingestellt. Produktionsstopps in den meisten Branchen führten zusammen mit der Knappheit an Thermoplasten, Legierungen und anderen Prototypenmaterialien zu einem Rückgang des Wachstums des Weltmarktes. Darüber hinaus standen die globalen Rapid-Prototyping-Dienstleister vor großen Herausforderungen wie Verzögerungen bei der Lieferung von Rohmaterialien, ungewisser nachgelagerter Nachfrage, eingeschränktem Zugang zum Produktions- und Betriebsstandort, geringerer Verfügbarkeit von Arbeitskräften und Änderungen in der Handelsregulierung. Die geringeren Betriebsausgaben der Endverbraucherindustrien wirkten sich auf die Investitionsaussichten in fortschrittliche 3D-Drucktechnologien und die Entwicklung neuer Materialien aus. Diese Herausforderungen wirkten sich negativ auf die Nachfrage nach Rapid-Prototyping-Technologien und Rohstoffen aus.

Der Medizin- und Gesundheitssektor war jedoch aufgrund der wachsenden Nachfrage nach medizinischen Geräten von der Pandemie nur minimal betroffen. Laut Umfragen der US-amerikanischen Food & Drug Administration half die 3D-Drucktechnologie, einschließlich Rapid Prototyping, dem Land, während COVID-19 notwendige medizinische Teile herzustellen und zu testen. Mit der Normalisierung des Industriebetriebs, unterstützt durch strategische Veränderungen bei Rapid-Prototyping-Dienstleistungen, wird erwartet, dass sich der Gesamtmarkt in den kommenden Jahren erholen wird.

NEUESTE TRENDS

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Entwicklung von recyceltem Material für Rapid Prototyping, um den Markttrend voranzutreiben

Thermoplaste sind das am häufigsten verwendete Material für das Rapid Prototyping. Mit dem zunehmenden Verbrauch von Thermoplasten wird die Kunststoffabfallentsorgung zu einer Herausforderung kritisch. Die zunehmende Besorgnis über die Plastikverschmutzung hat die führenden Unternehmen dazu veranlasst, recycelte Kunststoffe für die schnelle Prototypenherstellung einzusetzen. Beispielsweise entwickelte Covestro im März 2021 in Zusammenarbeit mit Polymaker ein Polycarbonat-Filament, das für die 3D-Drucktechnologie aus Abfallflaschen des chinesischen Unternehmens Nongfu Spring geeignet ist. Das resultierende Produkt wies einen geringeren CO2-Fußabdruck auf und ist mit Industriestandards kompatibel. Das Produkt wurde strategisch für Hersteller eingeführt, die sich auf den Aufbau einer nachhaltigen Lieferkette im Einklang mit fortschrittlichen 3D-Druck- und Rapid-Prototyping-Technologien konzentrieren. Auf ähnliche Weise können andere Kunststoffmaterialien wie PE, PET, PP und PS für die schnelle Prototyping-Produktentwicklung recycelt werden.

ANTRIEBSFAKTOREN

Mehrere Vorteile wie die Entwicklung von Rapid Prototyping zur Förderung des Marktes 

Die Rapid-Prototyping-Technologie bietet Designern, Entwicklern und Ingenieuren deutliche Vorteile. Die Kosten- und Zeiteffizienzmerkmale des Rapid Prototyping könnten einen Vorteil gegenüber den traditionellen Prototyping-Techniken verschaffen. Aufgrund der technologischen Fortschritte beim Rapid Prototyping kann der Prototyp innerhalb weniger Stunden entwickelt und getestet werden. Für denselben Prototyp kann die typische CNC-Bearbeitung oder Blechfertigung aufgrund einer kritischen Reihe von Vorgängen und Tests Wochen dauern. Um die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts zu erzielen, können zahlreiche Materialien, Geometrien und Designs getestet werden. Dank der einfachen Evaluierung und Prüfung können Designer eine klar definierte Roadmap für die Produktverfeinerung erstellen. Dies wiederum reduziert die Mängel und Risiken bei der Massenproduktion deutlich. Mit Hilfe des Rapid Prototyping lässt sich die einzigartige Kombination aus Wirtschaftlichkeit, Funktionalität und Ästhetik erreichen. Daher erfreuen sich Rapid Prototyping und Materialien zunehmender Beliebtheit, insbesondere im Fertigungssektor.

EINHÄNGENDE FAKTOREN

Hohe Material- und Prozesskosten stellen eine Herausforderung für das Marktwachstum dar

Die anfänglichen Einrichtungskosten von Rapid-Prototyping-Tools sind hoch. Verschiedene Faktoren, darunter Prototypentyp, Material, Endeigenschaften sowie Ursache und Art des Prototypendesigns, bestimmen die Geschwindigkeit oder Kosten des Rapid Prototyping. Einige fortschrittliche Technologien könnten sogar 100.000 US-Dollar kosten. Rapid-Prototyping-Keramikmaterialien und Rapid-Prototyping-Smart-Materialien sind im Vergleich zu Thermoplasten kostspielig. Der Bedarf an qualifizierten Arbeitskräften und Technologien erhöht die Gesamtkosten des Betriebs. Darüber hinaus bremsen auch bestimmte Nachteile, wie Verzögerungen bei der Genauigkeit und Oberflächenveredelung, Unzulänglichkeiten bei komplexen Designs und Verwirrung zwischen Benutzern und Designern hinsichtlich der Ziele, das Wachstum des globalen Marktes für Rapid-Prototyping-Materialien.

SEGMENTIERUNG

Nach Materialanalyse

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Thermoplast-Segment wird im Prognosezeitraum den globalen Markt dominieren

Auf der Grundlage des Materials wird der Markt in Thermoplaste, Metalle und Legierungen sowie Keramik eingeteilt und andere. Thermoplaste sind aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften wie hoher Festigkeit, Funktionalität und Haltbarkeit die am häufigsten verwendeten Materialien für den Prototypenbau. Thermoplaste sind günstiger und in großer und geeigneter Auswahl erhältlich. PA, PE, PEEK, ABS, PC und PET sind einige Beispiele für Thermoplaste, die zur Entwicklung von Prototypen verwendet werden. Es wird erwartet, dass die Massenverfügbarkeit und die kontinuierliche technologische Weiterentwicklung in der Kunststoffproduktion das Segmentwachstum in Zukunft vorantreiben werden. Metalle und Legierungen werden auch häufig zur Entwicklung industrieller und medizinischer Prototypen verwendet. Aluminium, Edelstahl und Titan werden üblicherweise verwendet, um Prototypen mit hoher Festigkeit, Hitzebeständigkeit, chemischer Beständigkeit und anderen gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Mit Lithography-based Ceramics Manufacturing (LCM) können OEM-Keramikprototypen in geringen Stückzahlen hergestellt werden. Das Segment Sonstige umfasst Materialien wie Verbundwerkstoffe, Papier und Gips. Diese Materialien werden in sehr geringen Mengen verbraucht und haben einen geringeren Anteil am Gesamtmarkt.

Nach Anwendungsanalyse

Das Segment Elektronik und Konsumgüter dominierte den Markt im Jahr 2020

Je nach Anwendung ist der Markt in Bauwesen und Fertigung, Elektronik und Konsumgüter, Automobil, Medizin und Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung und andere unterteilt. Das Segment Elektronik und Konsumgüter hatte im Jahr 2020 den größten Marktanteil bei Rapid-Prototyping-Materialien auf dem Weltmarkt. Mit der schnellen Digitalisierung, der Einführung von High-Tech-Geräten und Die Nachfrage nach Unterhaltungselektronikprodukten hat zugenommen. Rapid Prototyping wird zum Entwickeln und Testen einer breiten Palette von Elektronik- und Konsumgüterprodukten eingesetzt, von Leiterplatten bis hin zu Haushaltskonsumgütern wie Sportartikeln. Das Bau- und Fertigungssegment dürfte aufgrund des schleppenden, aber stetigen Wachstums des globalen Bau- und Fertigungssektors weltweit am langsamsten wachsen. Die Segmente Automotive sowie Luft- und Raumfahrt & Verteidigung haben einen deutlich größeren Marktanteil. Rapid Prototyping wird häufig umfassend eingesetzt, um die Funktionalität von Automobil- und Luft- und Raumfahrtteilen vor der Massenproduktion zu testen. Zunehmende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur Herstellung von Fahrzeugen und Flugzeugen der nächsten Generation werden das Wachstum dieser Segmente vorantreiben. Aufgrund der schnellen Einführung von Rapid Prototyping bei der Entwicklung chirurgischer Instrumente und medizinischer Geräteteile wird erwartet, dass das Segment Medizin und Gesundheitswesen das schnellste Wachstum auf dem Weltmarkt verzeichnen wird. Darüber hinaus steigern zunehmende Investitionen in die Entwicklung fortschrittlicher Gesundheitseinrichtungen die Nachfrage nach fortschrittlichen Rapid-Prototyping-Technologien in der Gesundheitsbranche. Das Segment „Andere“ umfasst Anwendungen wie Prototypenentwicklungen für Wissenschaft und Kunst. Das Segment „Andere“ hatte den geringsten Marktanteil und dieser Trend dürfte im Prognosezeitraum gleich bleiben.

REGIONALE EINBLICKE

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Es wird erwartet, dass Nordamerika aufgrund gut etablierter 3D-Drucktechnologien und einer größeren Anzahl von Dienstleistern in der Region den Weltmarkt dominieren wird. Die Marktgröße Nordamerikas betrug im Jahr 2020 175,7 Millionen US-Dollar. Die USA sind der größte Verbraucher von Rapid-Prototyping-Technologien in allen wichtigen Endverbrauchsindustrien. Der fortgeschrittene Industriesektor ist zusammen mit der massiven Urbanisierung der Hauptfaktor für das Wachstum des Marktes. Darüber hinaus floriert der Luft- und Raumfahrt- und Medizinsektor in den USA, wodurch die Nachfrage nach Prototyping-Materialien in naher Zukunft voraussichtlich weiter steigen wird.

Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des Marktes für Rapid-Prototyping-Materialien im asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich 19,8 % betragen. Aufgrund der raschen Industrialisierung in den Entwicklungsländern Asiens hielt die Region den zweitgrößten Anteil am Weltmarkt. China, Japan und Südkorea halten einen größeren Marktanteil. Die Massenverfügbarkeit von Rohmaterial zu einem erheblich günstigeren Preis begünstigt Hersteller, eine Vielzahl von Materialien zu simulieren und zu iterieren, um funktionale Prototypen für verschiedene Anwendungen zu bauen. Darüber hinaus investieren Unternehmen erheblich in die Entwicklung robuster Servicezentren, damit die Verbraucher die Komplettlösung unter einem Dach nutzen können.

In Europa leistet Deutschland den größten Beitrag zum Marktwachstum, gestützt durch die steigende Nachfrage nach Rapid Prototyping in den Bereichen Automobil, Elektronik, Konsumgüter sowie Luft- und Raumfahrt sowie Militäranwendungen. Ein starkes Netzwerk fortschrittlicher Prototyping-Dienstleister ist der entscheidende Wachstumsfaktor für den deutschen Markt. Es wird prognostiziert, dass das Land in absehbarer Zeit auch das schnellste Wachstum verzeichnen wird. Andere Länder wie Großbritannien, Frankreich und Italien halten einen bedeutenden Marktanteil. Es wird geschätzt, dass die Verlagerung der Verbraucherpräferenz von traditionellen Prototyping-Methoden hin zu neuesten Rapid-Prototyping-Diensten den Verbrauch von Thermoplasten, Metallen und Verbundwerkstoffen in Europa steigern wird.

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Die Märkte in Lateinamerika sowie dem Nahen Osten und Afrika befinden sich in der Anfangsphase und halten zusammen den kleinsten Anteil am Weltmarkt. Aufgrund der sich ändernden Regierungspolitik und der zunehmenden öffentlich-privaten Investitionen wächst der gesamte Industrie- und Fertigungssektor jedoch schneller. Dies wiederum dürfte lukrative Wachstumschancen für Rapid-Prototyping-Materialien in diesen Regionen schaffen. Brasilien, Saudi-Arabien und Südafrika werden in den kommenden Jahren voraussichtlich ein deutliches Wachstum verzeichnen.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Führende Unternehmen der Branche entwickeln neues Material und übernehmen kleinere Unternehmen

Wichtige Führungskräfte investieren hauptsächlich in die Entwicklung fortschrittlicher Materialien, die effizienter für die schnelle Prototypenerstellung eingesetzt werden können. Große Akteure wie 3D Systems Corporation, Arkema, Covestro und Tethon 3D konzentrieren sich auf die Einführung von Thermoplasten der nächsten Generation, die für die additive Fertigung geeignet sind, 3D-Druck und Rapid Prototyping. Im Februar 2021 gab die 3D Systems Corporation Pläne bekannt, ihren Hauptsitz in South Carolina mit fortschrittlichen Materialentwicklungslabors, Schulungszentren, Kundenzentren und auch fortschrittlichen Metall- und Polymerfertigungsanlagen auszubauen. Solche strategischen Aktivitäten erweitern die Kompetenz des Unternehmens in der Rapid-Prototyping-Technologie und wirken sich konsequent auf das Marktwachstum aus.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Arkema S.A. (Frankreich)


• Stratasys, Ltd. (Israel)
  
• 3D Systems Corporation (USA)


• Covestro A.G. (Deutschland)


• EOS GmbH (Deutschland)


• CRP Technology S.r.l. (Italien)


• Oxford Performance Materials (USA)


• Materialise NV (Belgien)


• Tethon 3D (USA)


• 3DCeram (Frankreich)


• Nexa3D (USA)

WICHTIGE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• September 2021 – 3D Systems Corporation hat sein Materialportfolio mit der Einführung von zertifiziertem Scalmalloy (A) und M789 (A) erweitert. Diese Materialien werden zur Entwicklung hochfester Teile für Energie-, Formenbau-, Automobil-, Elektronik-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen verwendet. Darüber hinaus können Verbraucher die Direct Metal Printing-Plattform des Unternehmens nutzen, um Teile mit Hilfe von Scalmalloy (A) und M789 (A) zu entwickeln.


• November 2021 – Arkema präsentierte auf der Formnext 2021 in Deutschland maßgeschneiderte UV-härtbare Formulierungen für die 3D-Drucktechnologie. Das Produktportfolio umfasst Formulierungen wie N3D-TOUGH 784, HT-511, DMT-303, IC-163 und LF-053. Diese Formulierungen wurden strategisch entwickelt, um den wachsenden Bedarf an fortschrittlichen Polymerharzen für die 3D-Drucktechnologie zu decken.

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Markt für Rapid-Prototyping-Materialien

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Der globale Marktforschungsbericht bietet sowohl qualitative als auch quantitative Einblicke in den Markt auf der ganzen Welt. Zu den quantitativen Erkenntnissen gehört die Marktgröße in Bezug auf den Wert (in Mio. USD) für jedes im Rahmen der Studie untersuchte Segment, Untersegment und jede Region. Darüber hinaus bietet es Marktanalysen und Wachstumsraten für Segmente, Untersegmente und Schlüsselländer in jeder Region. Qualitative Einblicke umfassen eine ausführliche Analyse der wichtigsten Markttreiber, Beschränkungen, Wachstumschancen und globalen Branchentrends im Zusammenhang mit dem Markt. Der Abschnitt „Wettbewerbslandschaft“ umfasst detaillierte Unternehmensprofile der wichtigsten Akteure der Branche.

Berichtsumfang und Segmentierung