Рынок гибридных композитов для аддитивного производства — по материалам, технологиям и областям применения — глобальный прогноз на 2025–2034 годы

Объем рынка гибридных композитов для аддитивного производства

Объем мирового рынка гибридных композитов для аддитивного производства в 2024 году оценивался в 202,3 млн долларов США. Ожидается, что рынок вырастет с 227,4 млн долларов США в 2025 году до 668,4 млн долларов США в 2034 году при среднегодовом темпе роста 12,7%.

• Гибридный композит для аддитивного производства (АП) — это промышленная инновация, которая интегрирует характерные субтрактивные процессы в пути аддитивного производства, что позволяет изготавливать сложные высокоточные компоненты с высокой эффективностью. Этот процесс позволяет изготавливать компоненты со сложной геометрией, отличной обработкой поверхности и хорошими механическими свойствами, что делает его наиболее подходящим для отраслей, требующих передовых производственных решений. На рынке гибридного аддитивного производства наблюдается быстрый рост, обусловленный факторами, уникальными для различных отраслей.
  
• В аэрокосмической сфере малый вес компонентов является одним из основных факторов. Производители переходят на гибридное аддитивное производство для того, чтобы выпускать детали, которые способствуют снижению веса самолета, тем самым повышая топливную эффективность и обеспечивая снижение выбросов. Гибридное аддитивное производство требует больших инвестиций в то время, когда производство очень сложных геометрических форм с очень высоким отношением прочности к весу наиболее важно в аэрокосмической отрасли. Правительства по всему миру стремятся к устойчивому развитию в авиационной практике, продвигая гибридное производство легких и прочных компонентов.
  
• Автомобильный сектор также движется в сторону снижения веса в ответ на строгие стандарты топливной эффективности и выбросов. Гибридное аддитивное производство позволяет автопроизводителям производить легкие и сложные детали с функциями оптимизации использования материалов, что еще больше снижает общий вес автомобиля без ущерба для безопасности и производительности. Эта тенденция еще больше стимулируется государственным регулированием в сторону более экологичного транспорта, ускоренным внедрением гибридных решений в автомобильный сектор.
  
• Кастомизация медицинских устройств — еще один важный фактор роста. Гибридное аддитивное производство позволяет быстро создавать прототипы имплантатов пациента и хирургических инструментов с высокой точностью и индивидуальной геометрией. Официальные органы поддерживают инновации в здравоохранении путем финансирования и разработки политики, поощряя персонализированную медицину, тем самым расширяя применение гибридного аддитивного производства в производстве медицинских устройств.
  
• Североамериканский регион в настоящее время лидирует по внедрению благодаря развитой производственной инфраструктуре и благоприятной нормативно-правовой базе, в то время как Европа признана самым быстрорастущим рынком благодаря увеличению инвестиций в инновационные производственные технологии и строгой политике устойчивого развития. Таким образом, взаимосвязанный спрос со стороны аэрокосмической, автомобильной и медицинской отраслей, поддерживаемый правительством, создает устойчивую среду для рынка гибридного аддитивного производства во всем мире.
  

Тенденции рынка гибридного композита для аддитивного производства

• Передовые технологии гибридного аддитивного производства: такие технологии, как комбинированная печать материалов, повышенная точность и более высокая скорость печати, разрушают гибридное аддитивное производство. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, финансируемые правительством, в частности те, которые проводятся Министерством энергетики США, направлены на повышение эффективности процессов и материальных возможностей, создавая потребности от очень сложных до высокофункциональных деталей.
  
• Разработки в области нормативно-правовой базы и стандартизации: По мере того, как гибридное аддитивное производство приобретает все большее значение, стандарты качества, безопасности и совместимости разрабатываются все чаще. Рекомендации FDA и некоторых других агентств по производству гибридных медицинских устройств аддитивного производства гарантируют, что продукция соответствует очень строгим требованиям безопасности. Такая регулятивная эволюция повысит доверие отрасли и ускорит рост рынка.
  
• Материалы следующего поколения на горизонте: исследования высокотехнологичных материалов, будь то на биологической основе, выдерживающих высокие температуры, или композитных материалов, расширяют горизонты гибридного аддитивного производства. Правительства, такие как Европейская комиссия, поддерживают исследовательские инициативы, направленные на разработку этих материалов, которые могут найти применение в аэрокосмической отрасли, здравоохранении и автомобилестроении, тем самым расширяя охват рынка.
  
• Растущее внимание к устойчивому производству: Опасения по поводу устойчивого развития мотивируют гибридное аддитивное производство получить приоритет в области отходов материалов и снижения энергопотребления. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) поддерживает гибридные решения аддитивного производства в качестве устойчивых технологий, чтобы способствовать признанию устойчивых методов производства. Этот переход соответствует растущему спросу потребителей и отраслей промышленности на экологически безопасные производственные процессы.
  

Анализ рынка гибридных композитов для аддитивного производства

Рынок по материалам сегментирован на композиты, армированные углеродным волокном, композиты, армированные стекловолокном, гибридные композиты металл-полимер, композиты с керамической матрицей, композиты на основе арамидных волокон и гибридные композиты на основе натуральных волокон. Композиты, армированные углеродным волокном, принесли 51,6 миллиона долларов США в 2024 году.

• Прочность и легкость углеродных композитов позволили им доминировать среди гибридных композитов для аддитивного производства, где в игру вступают поистине особые характеристики. Высокопроизводительное спортивное оборудование, аэрокосмическая и автомобильная промышленность являются основными обслуживаемыми областями. Эти материалы, прочные сами по себе, прокладывают путь к инновациям в области легких, но высокофункциональных ключевых компонентов в области топливной эффективности и эксплуатационных стандартов.
  
• Недорогие композиты, армированные стекловолокном, обладающие достаточно хорошей прочностью и технологичностью для производства, находят свое применение в строительстве, потребительских товарах и некоторых автомобильных деталях. Очень инновационный гибрид металлических и полимерных композитов объединит прочность металла и гибкость полимера для производства сложных функциональных деталей.
  
• Композиты с керамической матрицей оказываются в центре внимания, когда их пользователи попадают в высокотемпературную среду, компоненты двигателей и аэрокосмические детали, для которых термическая стойкость имеет решающее значение. Композиты на основе арамидных волокон и гибридные композиты на основе натуральных волокон станут двумя новыми сегментами, к которым предъявляются требования к ударопрочности и экологичности, соответственно.

В зависимости от технологии, рынок гибридных композитов для аддитивного производства подразделяется на моделирование методом наплавления, стереолитографию (SLA) и цифровую обработку света (DLP), селективное лазерное спекание (SLS) и гибридные производственные системы. Моделирование методом наплавления, стереолитография (SLA) составили 42,5% рынка в 2024 году.

• Моделирование методом наплавления (FDM) является наиболее эффективной формой гибридного аддитивного производства, поскольку оно экономично, универсально и удобно в применении. Его можно использовать в различных отраслях, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и здравоохранение. Еще одной привлекательной особенностью FDM является возможность быстрого изготовления прототипов и функциональных деталей.
  
• Как стереолитография (SLA), так и цифровая обработка света (DLP) переживают бум благодаря своим возможностям с высоким разрешением, что делает их идеальными для очень точных приложений, таких как стоматология, ювелирные изделия и микрофлюидные устройства.
  
• Селективное лазерное спекание (SLS), известное своим изготовлением сложных, но прочных деталей с использованием очень небольшого количества поддерживающих конструкций, очень полезно, особенно для аэрокосмической промышленности и оснастки для промышленности. Его универсальность в материалах от полимеров до композитов еще больше способствует тому, что он наиболее подходит для производства функциональных устройств.
  
• Для гибридных производственных систем характерно слияние аддитивных и субтрактивных процессов. Таким образом, он обеспечивает преимущества высокой точности и сложной геометрии в одной конфигурации. Ожидается, что среди всех применений гибридных технологий аэрокосмическая промышленность и производство инструментов станут областями, в которых эта технология сможет добиться значительных успехов, поскольку во всех этих областях требуется точность и обработка поверхности.
  

В зависимости от применения, рынок гибридных композитов для аддитивного производства сегментирован на аэрокосмическую и оборонную промышленность, автомобильную промышленность, медицину и здравоохранение, промышленность и производство, потребительские товары и спортивное оборудование, а также энергетику и возобновляемые источники энергии. Строительство лидирует на рынке в 2024 году.

• Аэрокосмическая и оборонная промышленность остаются основной областью применения гибридных композитов для аддитивного производства из-за постоянного спроса отрасли на легкие, высокопрочные и сложные компоненты. Внедрение гибридного аддитивного производства для таких деталей, как компоненты двигателя, конструкционные детали и даже критически важная авионика, потому что спрос на такие передовые производственные мощности продолжает подталкивать сектор к увеличению своих возможностей по разработке прочных деталей, снижающих вес.
  
• Движущей силой этого роста является добавление гибридного аддитивного производства в прототипы, производство инструментов и даже детали для конечного использования в автомобильной промышленности, поскольку она становится более строгой к весу материалов, чтобы обеспечить соответствие строгим стандартам топливной эффективности.
  
• Применение в медицине и здравоохранении расширяется за счет очень специфических приложений, которые становятся возможными благодаря точности и возможностям настройки гибридного аддитивного производства, например, для индивидуальных имплантатов и хирургических инструментов.
  
• Коммерческое и промышленное производство использует эту технологию для ускорения создания прототипов и мелкосерийного производства при одновременном повышении степени гибкости конструкции и сокращении времени выполнения заказа. Кроме того, энергетика и возобновляемые источники энергии выигрывают от способности гибридного аддитивного производства производить долговечно высокопроизводительные компоненты для турбин и инфраструктуры возобновляемых источников энергии в соответствии с государственной политикой в области возобновляемых источников энергии.

В 2024 году на рынок гибридных композитов в США для аддитивного производства пришлось 69 миллионов долларов США.

• Присутствуя в аэрокосмической, автомобильной и медицинской отраслях, Северная Америка остается одним из самых сильных регионов, при этом США лидируют благодаря сложной производственной инфраструктуре в сочетании с акцентом на инновационное развитие. Акцент на устойчивых производственных практиках и нормативно-правовая поддержка экологически чистых материалов значительно повышает спрос на гибридные варианты аддитивного производства в стране. Кроме того, государственные инвестиции в чистые технологии и модернизацию производства способствуют расширению рынка сбыта.
  
• Канада может похвастаться быстрым ростом, чему способствует государственное поощрение «зеленого» производства и устойчивых отраслевых стандартов. Партнерские отношения отраслевых игроков с академическими учреждениями играют важную роль в обеспечении внедрения гибридного аддитивного производства во многих секторах применения, включая автомобилестроение и медицинское оборудование.
  

Ожидается, что в период с 2025 по 2034 год в Германии будет наблюдаться более устойчивый рост.

• Ведущая европейская страна в области гибридных композитов для аддитивного производства создала высококонкурентное впечатление: она в значительной степени сосредоточилась на Индустрии 4.0, устойчивом развитии и финансировании НИОКР. Принципы замкнутого цикла в значительной степени характеризуют подход Германии к целям гибридных аддитивных приложений; таким образом, страна становится жизненно важным центром инноваций в области гибридного аддитивного производства. Различные национальные стратегии Поддержка применения переработанных материалов и материалов на биологической основе, особенно в аэрокосмической и автомобильной отраслях, в дополнение к установленным партнерским отношениям между правительством и промышленностью.
  
• Великобритания демонстрирует заметный прогресс в этих областях, поскольку она преуспевает в аспектах цифровизации, интеллектуального производства и соблюдения нормативных требований. Разработка специализированных гибридных вариантов аддитивного производства по всей Европе, таких как устойчивые к ультрафиолетовому излучению и пожаробезопасные материалы, будет сосуществовать с высокими экологическими стандартами и целями устойчивого развития.
  

Рынок гибридных композитов для аддитивного производства в Китае значительно вырастет в период с 2025 по 2034 год.

• Правительственные инициативы по развитию умной инфраструктуры, устойчивой урбанизации и проектам «зеленых» зданий являются движущей силой гибридного аддитивного производства в Китае. Крупномасштабные экструзионные системы в сочетании с мультитехнологическими возможностями печати дали Китаю значительное производственное преимущество перед конкурентами. Основными стимулирующими факторами являются стратегические инвестиции и государственная политика, направленная на стимулирование инноваций.
  
• Индия продемонстрировала быстрый рост благодаря различным мерам политики, которые отдают предпочтение передовым технологиям строительства для покрытия дефицита жилья и дальнейшего расширения инфраструктуры. Экономически эффективный характер гибридных решений аддитивного производства в сочетании с быстро растущим населением, безусловно, склонит чашу весов в сторону превращения Индии в перспективный рынок для будущего расширения.
  

Рынок гибридных композитов для аддитивного производства в ОАЭ будет испытывать значительный рост в период с 2025 по 2034 год.

• Hybrid AM является частью видения ОАЭ по умным городам и устойчивому развитию благодаря своим обширным инвестициям. Инициативы правительства по диверсификации экономики и устойчивому развитию также способствуют росту гибридных технологий аддитивного производства. Инвестиции в решения для зеленого строительства являются дополнительными факторами, стимулирующими охват этого рынка.
  
• Инвестиции в Саудовскую Аравию, направленные на переработанные и биологические материалы, увеличились благодаря усилиям правительства по диверсификации экономики и продвижению устойчивого строительства. Таким образом, растущая позиция Саудовской Аравии заключается в том, что она является новым центром инновационных производственных решений на Ближнем Востоке.
  

Ожидается, что Бразилия внесет значительный вклад в будущий рост в период с 2025 по 2034 год.

• В Латинской Америке, особенно в Бразилии, она выступает за доступное жилье и устойчивые методы строительства с акцентом на 3D-печать и материалы на биологической основе. Аргентина переходит от пилотных проектов к более широкому применению, что обусловлено потребностями в инфраструктуре и инициативами в области экономического развития.
  

Доля рынка гибридного композита для аддитивного производства

• Рынок гибридных композитов для аддитивного производства достаточно консолидирован: Hewlett-Packard, Stratasys, Markforged, EOS и 3D Systems в совокупности занимают 36,5% рынка.
  
• Продолжая исследования и разработки, направленные на создание инновационных гибридных решений, которые являются экологически чистыми и ориентированными на высокую функциональную производительность, эти компании продолжают лидировать в отрасли. Существует множество стратегических партнерств с игроками отрасли, которые открывают новые рынки и позволяют реализовывать крупные проекты в области городского развития и зеленой инфраструктуры.
  

Гибридный композит для компаний рынка аддитивного производства

Основными игроками, работающими в области гибридных композитов для аддитивного производства, являются:

• 3D системы
• Аррис Композитс
• ЭОС
• Formlabs
• Хьюлетт-Паккард
• Марккованый
• Филипс
• SGL Carbon
• Стратасис
• Ультимейкер
  

Stratasys: Stratasys — это лучшее гибридное аддитивное производство в аэрокосмической, автомобильной и медицинской отраслях. Акцент сделан на разумной основе — на высокоточных и устойчивых системах печати, включающих в себя гибкие сборки для дальнейшего улучшения таких свойств, как прочность, термическая стабильность и биоразлагаемость.

Markforged: Markforged использует передовую технологию гибридной 3D-печати, которая способствует созданию экосистемы непрерывного армирования волокнами в сочетании с высокоэффективными термопластами. Их решения предназначены для отраслей, требующих долговечности, легкости и экологичности компонентов. Компания фокусируется на устойчивом развитии материалов и расширении в сторону сохранения механических свойств в соответствии с тенденциями к экологически чистому производству и заботе окружающей среды.

EOS: EOS является известным производителем промышленных гибридных систем аддитивного производства, в основном для аэрокосмической, автомобильной и промышленной отраслей. Они хотят внедрять инновации, в частности, в печать из нескольких материалов, придавая деталям такие свойства, как лучшая адгезия и термическая стабильность. EOS вкладывает большие средства в исследования и разработки, чтобы создавать экологически чистые материалы и процессы, которые будут соответствовать новым парадигмам устойчивого развития.

3D Systems: Компания 3D Systems предлагает комплексные решения для гибридного аддитивного производства, направленные на минимизацию отходов материалов и потребления энергии. Основное внимание уделяется разработке многофункциональных материалов, улучшающих эксплуатационные характеристики продукции при сохранении экологичности. Компания активно инвестирует в исследования и разработки в области био- и вторсырья, поддерживая переход к устойчивому промышленному производству.

Hewlett-Packard: Hewlett-Packard использует передовые технологии гибридной 3D-печати в высокоскоростных, точных и устойчивых отраслях промышленности, таких как производство, здравоохранение и автомобилестроение. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в значительной степени ориентированы на экологически чистые материалы и процессы, оказывающие меньшее воздействие на окружающую среду. HP хочет расширить ассортимент своих линий экологически чистых материалов, удовлетворяя рыночный спрос на более экологичное производство.

Новости индустрии гибридного композита для аддитивного производства

• В 2023 году CEAD представила свои крупномасштабные решения для гибридной 3D-печати на выставке JEC World 2023 и показала, что Flexbot может производить композитные детали почти чистой формы, которые сводят к минимуму отходы и позволяют перерабатывать термопласты, тем самым революционизируя устойчивость производства в различных отраслях.
  
• В апреле 2023 года DLR представила стратегию гибридного аддитивного производства, которая объединила 3D-печать с AFP для создания сложных конструкций из термопластичных композитов, чтобы сделать возможными инновационные аэрокосмические компоненты с дополнительными преимуществами в производительности и свободе проектирования по сравнению с традиционным производством.
  
• В декабре 2020 года компания Setforge начала серийное производство гибридных композитных деталей, используя технологию гибридного производства 9T Labs, которая позволила получить высокопроизводительные несущие компоненты, которые нашли применение в аэрокосмической и автомобильной промышленности и, таким образом, расширили их возможности и охват рынка.
  
• Октябрь 2024 г. ODeCon запустила adAM-BASE, новую компактную гибридную машину для аддитивного производства металлов, которая предназначена в основном для средних предприятий, занятых во многих секторах, и предлагает возможности быстрого производства по доступной цене менее 330 000 долларов США.
  

Отчет об исследовании рынка гибридных композитов для аддитивного производства включает в себя углубленное освещение отрасли с оценками и прогнозом с точки зрения выручки в миллионах долларов США и объема в килограммах тонн с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок, по материалам

• Композиты, армированные углеродным волокном
• Композиты, армированные стекловолокном
• Металлополимерные гибридные композиты
• Керамоматричные композиты
• Композиты на основе арамидных волокон
• Гибридные композиты на основе натуральных волокон

Рынок, по технологиям

• Моделирование методом наплавления
• Стереолитография (SLA) и цифровая обработка света (DLP)
• Селективное лазерное спекание (SLS)
• Гибридные производственные системы

Рынок, по применению

• Аэрокосмическая и оборонная промышленность
  • Компоненты для коммерческой авиации
  • Военное и оборонное применение
  • Космические и спутниковые системы
  • eVTOL и городская воздушная мобильность 
• Автомобильная промышленность
  • Компоненты электромобилей
  • Применение в гибридных автомобилях
  • Спортивные и гоночные приложения
  • Инструменты и вспомогательные средства производства
• Медицина и здравоохранение
  • Протезирование и ортопедические стельки
  • Хирургические инструменты
  • Комплектующие медицинского оборудования
  • Применение в стоматологии
• Промышленность и производство
  • Оснастка и приспособления
  • Производство комплектующих для конечного использования
  • Прототипирование и разработка
• Товары народного потребления и спортивный инвентарь
• Энергетика и возобновляемые источники энергии
  • Компоненты ветроэнергетики
  • Применение солнечных панелей
  • Системы накопления энергии

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

• Северная Америка 
  • США
  • Канада 
• Европа
  • Германия
  • ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  • Франция
  • Испания
  • Италия
  • Остальная Европа 
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Австралия
  • Южная Корея
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона 
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Аргентина
  • Остальная часть Латинской Америки 
• Ближний Восток и Африка
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • ОАЭ
  • Остальной Ближний Восток и Африка