La 印刷3D、私たちがものの生産と消費の方法を変えることを約束する革新的なテクノロジーは、多くの人々の想像力を魅了しました。 3D プリンターは、その可能性と当初の熱意にもかかわらず、まだテレビやコンピューターほど家庭に普及していません。 なぜですか？
この限られた普及の背後にある理由をさらに深く掘り下げてみましょう。あなたはそれが好きですか？の大量導入を妨げる技術的、経済的、社会的課題を見てみましょう。 3Dプリンター、そして私たちは予測を試みます（それは記事の最後にあります）。その間、最初から始めましょう。
3D プリントの起源
3Dプリントとか、 積層造形、その旅は80年代に始まりました。ステレオリソグラフィーに関する最初の特許は、 チャックハル この技術では、紫外線レーザーを使用してフォトポリマー液体樹脂の層を固化し、層ごとに三次元オブジェクトを作成します。その後、次のような他の技術が開発されました。 選択的レーザー焼結 (SLS) と 溶融堆積モデリング (FDM)、によって特許取得済み スコット・クランプ 1989インチ
要約すれば？私たちは 40 年以上にわたり、3D プリンターをあらゆる場所に普及させるための大量技術を保有してきました。しかし、彼らは最初から期待を示していました。当初、3D プリンティングは主に製造業のラピッド プロトタイピングに使用され、企業の製品開発サイクルを加速できるようになりました。
次のステップである主流のステップが欠けていました。ここで最初の障害を紹介します。これは管理上の性質のものでした。どれの？ 2000 年代初頭に期限が切れるまで、このテクノロジーへのアクセスを妨げていたいくつかの重要な特許の存在。
その瞬間から初めて、私たちは新興消費者市場の誕生を目の当たりにすることになりました。
本当の起源: 国内の道に先駆けた産業の道
3D プリンティングは、プロトタイピングと製造を改善するための産業ソリューションとして始まりました。これは、製造部門の特定のニーズに合わせて設計された技術と材料の開発に大きな影響を与えました。消費者市場への移行には、テクノロジーの面だけでなく、一般の認識と使用の面でも大幅な適応が必要です。この「産業的性質」が起源となり、平均的なユーザーにとってはあまり直感的ではない複雑なテクノロジーが誕生しました。そして、産業界が生み出した期待が必ずしも国内消費者にとって直ちに利益につながるわけではないことも承知しています。
3Dプリントの現状
昨年まで世界の3Dプリンター市場は大幅な成長を遂げてきましたが、 推定価値は15億ドル以上。。この市場の大部分は依然として産業用および専門用アプリケーションによって占められています。家庭部門では、愛好家や愛好家がよく使用する 3D プリンターを所有している世帯はわずかです。
10Dプリンターの普及を遅らせる3の大きな問題
- 高コスト
家庭用 3D プリンタの価格は下がり、エントリーレベルのモデルはわずか数百ドルで入手できますが、使用に伴うコストが依然として障壁となっています。高品質のプラスチック フィラメントなどの印刷材料は高価になる場合があります。さらに、安価なプリンタではパフォーマンスが制限されていることが多く、ユーザーはより良い結果を求めるためにより高価なモデルを使用することになります。
- 技術的な複雑さ
3D プリンタを使用するには、多くの「絶食」ユーザーにとって、3D モデリング ソフトウェアと印刷設定についてのかなり高度な理解が依然として必要です。事前定義されたテンプレートを備えたプラットフォームが利用可能ですが、オブジェクトのカスタマイズまたは作成には、誰もが持っているわけではない技術的なスキルが必要です。さらに、フィラメントの詰まりやビルドベッドのキャリブレーションなどの問題により、イライラする障害が発生する可能性があります。
- 材料の限界
家庭用3Dプリンターは通常、PLAやABSなどのプラスチック素材に限定されています。これらの材料は、すべての用途、特に高度な機械的特性や耐熱性が必要な場合に適しているわけではありません。先進的な金属や樹脂を使用したプリンターもありますが、前述したように、コストと複雑さの点で平均的な消費者には手が届かないことがよくあります。
- 生産時間が遅い
印刷速度は依然として重要な問題です。最速の 3D プリンターを使用しても、オブジェクトの製造には時間がかかります。これにより、特にオンライン購入や従来の店舗でより迅速で便利な代替品が入手可能な場合には、日用品の生産の実用性が制限されます。
- 品質と信頼性は変動する
3D プリントされたオブジェクトの品質は大きく異なります。層の剥離、表面の凹凸、構造の脆弱性などの欠陥は、特に安価なプリンターや最適設定に達していない場合によく見られます。この結果の不確実性は、高品質の完成品を求めるユーザーの意欲をそぐ可能性があります。
- 安全性と規制
安全性への懸念としては、印刷中の超微粒子や揮発性有機化合物の放出が挙げられ、適切に換気されていないと潜在的に有害です。さらに、武器の部品などの危険または違法な物品が製造される可能性により、倫理的および法的問題が生じています。
- 平均的な消費者向けの実用的なアプリケーションの欠如
多くの消費者にとって、3D プリンターの実用的な用途は投資に見合ったものではありません。パーソナライズされたオブジェクトの製作は魅力的ですが、多くの場合、日常生活では不必要です。明確で頻繁なニーズがなければ、テクノロジーは必需品ではなく贅沢品のままです。
- 従来の生産および購買システムとの競合
短納期で幅広い製品を競争力のある価格で提供するオンライン ショッピングの利便性は、自家生産の魅力を減少させます。ワンクリック注文や翌日配達などのサービスは、比類のない即時の満足感を提供します。
- 環境への影響
3D プリンターは、不適切に作成されたサポートやオブジェクトの形で廃棄物を生成します。さらに、印刷プロセス中に消費されるエネルギーは大量になる可能性があります。環境意識が高まる時代においては、これらの要因がテクノロジーの導入に悪影響を与える可能性があります。
- 知的財産と著作権の問題
このリストの最後になりますが、知的財産と著作権侵害に関する懸念が、3D プリンターの家庭への普及にさらなる障害となっています。特許や著作権で保護されたオブジェクトをダウンロードしたり印刷したりできると、法的および倫理的な問題が生じます。この不確実性により、消費者は意図せずして法律に違反することを恐れて、このテクノロジーの採用を思いとどまる可能性があります。
現在の経済モデル (オープンソースはまだ限界に達しています) では、多くの企業が不正コピーを避けるために自社製品のデジタル モデルを公開することに消極的です。これにより、ホーム ユーザーが利用できる高品質コンテンツの量が制限されます。無料または有料の 3D モデルを提供するプラットフォームであっても、これらの法的制限により提供できるものが制限される場合があります。
明確な規制と、クリエイターと消費者の両方を保護するシステムが確立されるまで、著作権の問題は、3D プリンターの大規模導入に対する大きな阻害要因であり続けるでしょう。
将来の予測: 3D プリンターはいつ各家庭に普及するのでしょうか?
現在の技術開発速度と市場動向を考慮すると、次のようになると推測できます。 さらに10～15年かかるかもしれない 3D プリンターが家庭に普及し、テレビやコンピューターに匹敵する普及率に達する前。これにより、2035 年から 2040 年頃の可能性が考えられます。
さらに、この予測は完全に次の点を中心に展開しています。 5つの重要な要素、 今後数年間で収束し、成熟するだろう:
- 技術の進化: 3D プリンターは、より高速で信頼性が高く、使いやすくなることが期待されています。のようなイノベーション マルチマテリアル印刷 との統合モノのインターネット 彼らはそのテクノロジーを平均的な消費者にとってより魅力的なものにすることができるでしょう。
- コスト削減: テクノロジーが進歩し、大規模な製造が増加するにつれて、3D プリンターと材料のコストが低下し、より入手しやすくなると予想されます。
- 実用的なアプリケーションの拡大: 新素材の開発と、機能的で耐久性のある物体を印刷できる機能があれば、家庭における 3D プリンターの有用性が高まる可能性があります。たとえば、 スペアパーツ、カスタマイズされたツール そしてさらに カスタマイズされた医療製品 （長期的な提案：ウェアラブルセンサーや埋め込みセンサーからのデータから直接「設計」された代替臓器や身体部分。おそらく今世紀末までにはそれについて話す時がくるだろう）。
- 教育と意識: 3D プリントを含めると 学校のカリキュラムで メディアへの露出が増えると、必要な技術スキルがより普及し、参入障壁が低くなる可能性があります。
- 経済的および環境的インセンティブ: 3D プリンターが持続可能性、無駄の削減、プロモーションの観点からメリットを実証できれば循環経済、政府の政策や奨励金によってサポートされる可能性があります。
結論
3D プリンティングは私たちの日常生活の多くの側面に革命を起こす可能性を秘めていますが、いくつかの障害が家庭への大量普及を妨げています。コスト、技術的な複雑さ、材料の制限、そして平均的な消費者にとって実用的なアプリケーションの欠如が現在の課題です。
しかし、技術が継続的に進歩し、潜在的な利点に対する認識が高まっていることから、次のような予測が妥当です。 2035年から2040年までに 3Dプリンターは一般的な家電製品になる可能性がある。 そのためには、一般の人々にとってテクノロジーをよりアクセスしやすく、有用で持続可能なものにするイノベーションが必要になります。それまでは、3D プリンティングは家庭に普及した機能ではなく、特定の業界での貴重なツールや愛好家向けの趣味にとどまる可能性があります。国内 3D プリンティングが完全に普及するまでの道のりはまだ長いですが、その可能性は引き続きイノベーションを刺激し、推進し続けます。言い換えれば、未来はまだ印刷され続けているのです。
3D プリンター、詳細情報の 5 つのソース
この記事を作成するために参考にした情報源をいくつか紹介します。ここでは、3D プリンターに関する役立つ情報を豊富に見つけることができます。
- ウォーラーズレポート: 世界の 3D プリンティング市場とその将来の傾向に関する詳細な分析。 URL: https://wohlersassociates.com/2021report.htm
- マッキンゼー・アンド・カンパニーのレポート: 「積層造形の主流化」では、3D プリンティングが従来の生産プロセスにどのように統合されているかを分析します。 URL: https://www.mckinsey.com/industries/advanced-electronics/our-insights/the-mainstreaming-of-additive-manufacturing
- デロイトの調査: 「最終用途製品の 3D 機会」では、最終製品における 3D プリンティングの機会と課題を調査します。 URL: https://www2.deloitte.com/us/en/pages/manufacturing/articles/3d-opportunity-additive-manufacturing.html
- TechCrunchの記事: 3D プリンターの技術革新と将来の展望を概説する「3D プリンティングの将来」。 URL: https://techcrunch.com/2019/11/24/the-future-of-3d-printing/
- Grand View Researchによる調査: 世界の 3D プリンティング市場に関するデータと予測を提供します。 URL: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/3d-printing-industry-analysis
