VAT 광중합 3D 프린팅 기술 시장은 연평균 28.18%의 CAGR로 상승하여 2022년 52억 8,323만 달러에서 2029년 300억 3,773만 8,000달러의 시장 규모에 도달할 것으로 예상됩니다.
VAT 광중합은 액체 재료인 VAT를 사용하여 3D 조형물을 한 층씩 쌓아 올린 후 자외선을 조사하여 응고시키는 3D 프린팅 공정입니다. 이 기술의 높은 정밀도와 매끄러운 마무리에 대한 요구가 증가함에 따라 의료와 같은 특정 분야에서 폭넓게 적용될 수 있으며, 향후 몇 년 동안 수요가 크게 증가할 것으로 예상됩니다.
가장 오래된 기술 원리로 여겨지는 버트 옵티컬 중합(VP) 프린팅은 재현성, 정확성, 경제성 및 적응성으로 인해 치과 진료의 표준으로 부상하고 있습니다. 일부 개업의들은 재료 압출(MEX) 인쇄, 특히 용융 적층 제조(FDM)를 사용하여 모형을 제작하기도 하지만, 여기서는 다루지 않겠습니다. 이러한 기술은 주로 인쇄 시간이 길고, 재료의 다공성이 높고, 안정적인 생체 적합성 재료가 없기 때문에 장기적인 치과 의료기기 제조에 적합하지 않기 때문입니다. 미국 치과의사협회의 2021년 보고서에 따르면 2020년 미국의 현직 치과의사 수는 20만 1,117명으로 인구 10만 명당 치과의사 수는 61.0명에 달합니다. 이 보고서는 인구 10만 명당 치과의사 수의 조정 전 비율이 2020년 60.7명에서 2040년 67.0명으로 증가할 것으로 예측했습니다.
광중합체 부문의 조사 확대는 예측 기간 동안 시장을 견인할 것으로 예상
내구성 있는 포토폴리머의 개발은 형태 기억 폴리머를 포함한 다양한 3D 프린팅 응용 분야를 위한 VAT 포토폴리머 재료의 연구 개발을 통해 추진되고 있습니다. 예를 들어, 오스트리아 빈 공과대학(TU Wien)의 과학자들은 견고하고 고해상도의 3D 프린팅용 폴리머를 만드는 기술을 고안하여 현재 광경화성 3D 프린팅 재료에 존재하는 제약을 극복할 수 있는 기술을 개발했습니다. 이 기술은 경화 절차를 변경하지 않고 메타크릴레이트 기반 광중합체를 맞춤형으로 제조하는 것입니다. 따라서 포토폴리머는 3D 프린팅 기술에서 점점 더 중요해질 것으로 예상됩니다.
또한, VAT 광중합 3D 프린팅 기술은 사출 성형에 대항하고 구식 래피드 프로토타입 기술이라는 평판을 없애기 위해 VAT 광중합 3D 프린팅 기술이 크게 개선되고 있으며, VAT 광중합 3D 프린팅 기술은 차세대 인더스트리 4.0 디지털 제조 공정이 되고 있습니다. 이는 내구성이 뛰어난 액체 수지 성분과 등방성 성분을 사용할 수 있는 고속, 레이어 없는 광중합 프린팅 기술의 개발, 스테레오 리소그래피와 같은 전통적인 VAT 광중합 절차에 사용되는 광중합 재료의 지속적인 발전이 한 몫을 하고 있습니다.
치과 분야에서는 VAT 광중합에 대한 관심과 활용도가 매우 높습니다. 또한 VAT 광중합체는 보청기 제조, 수술 전 계획 및 진단에 도움이되는 모델 제작, 뼈 절단과 같은 섬세한 수술을 보여주는 훈련 목적으로 사용할 수있는 장기 및 신체 부위의 복제품을 만드는 데에도 사용됩니다. 예를 들어, 오클라호마 대학교 연구팀은 2022년 6월 청력 보호 장치(HPD)의 폭발 노출 테스트를 표준화하기 위해 3D 프린팅으로 사람의 귀 모형을 제작했습니다. 연구팀은 3D 프린팅 기술을 적용하면 개인화, 비용 효율성 향상 및 프로세스 가속화를 통해 HPD의 평가가 크게 향상될 것으로 예상하고 있습니다. 따라서 이러한 연구 노력은 의료 지출을 증가시키고 예측 기간 동안 시장 성장을 증가시킬 것으로 예상됩니다.
포토폴리머 부문의 VAT 광중합 3D 프린팅 기술 시장
광중합은 자외선으로 경화되는 액체 수지를 사용하여 고체 부품을 만드는 3D 프린팅 기술입니다. 포토폴리머는 이 공정에 사용할 수 있는 수지의 일종으로, 고해상도, 고정밀, 고정밀, 매우 세밀하고 복잡한 부품을 만들 수 있기 때문에 VAT 광중합 3D 프린팅 기술 시장에서 인기를 끌고 있습니다.
광중합체는 강성, 유연성, 투명성 등 특정 재료 특성을 갖도록 배합할 수 있기 때문에 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 의료 분야에서는 광중합을 통해 고정밀 맞춤형 치과용 임플란트 및 보철물을 제조할 수 있으며, 항공우주 및 자동차 산업에서는 가볍고 효율적인 설계를 위해 복잡한 형태의 부품을 제조하는 데 사용할 수 있습니다.
VAT 광중합 3D 프린팅 기술 시장에 진출한 주요 기업으로는 Stratasys Ltd, 3D Systems Corporation, EOS GmbH, Materialise NV, EnvisionTEC GmbH, Formlabs, Inc. Carbon, Inc. 등이 있습니다. 이러한 기존 기업들과 함께 최근 몇 년 동안 신생 기업들도 급증하고 있습니다. 이들은 혁신적인 아이디어와 기술을 시장에 도입하여 업계 성장을 주도하는 중요한 역할을 하고 있습니다. 이 시장에서 주목할 만한 스타트업으로는 Nexa3D, Sisma, Nanofabrica, Velo3D, RPS 등이 있습니다.
이렇게 역동적이고 빠르게 변화하는 시장 환경에서는 이해관계자들이 최신 트렌드와 진보를 파악하고 이에 맞춰 전략을 조정하기 위해 지속적으로 노력해야 합니다. 또한, 기업들은 R&D 역량을 강화하고, 시장 개척을 확대하고, 경쟁 우위를 확보하기 위해 공동 연구, 제휴, 인수에 투자하고 있습니다. 시장이 더욱 성장할 것임은 분명하며, 고급적이고 비용 효율적인 3D 프린팅 솔루션을 찾는 다양한 산업 분야의 수요가 급증할 것으로 예상됩니다.
모든 종류의 재료 사용은 지난 2년 동안 크게 성장했습니다. 플라스틱과 폴리머가 여전히 선두를 달리고 있으며, 2019년에는 응답자의 74%가 자체적으로 플라스틱/폴리머를 사용한다고 답했습니다(출처: 3D 프린팅 기술 동향 보고서, Jabil).
광중합 기반 3D 프린팅 기술은 미세 유체, 치과, 바이오 의료기기, 조직 공학, 약물전달 등 다양한 분야에 혁명을 일으켰습니다. 그러나 이 기술의 급속한 성장에도 불구하고, 더 많은 발전을 위해 해결해야 할 과제가 남아있습니다. 이러한 과제에는 3D 바이오프린팅 애플리케이션을 위한 보다 다양한 생체적합성 소재 개발, 더 빠르고 더 높은 해상도의 3D 프린팅 기술, 생체 기능을 가진 3D 소재 제조, 3D 프린팅 재료의 물리화학적 및 기계적 특성 확대, 열경화성 소재 제조와 관련된 환경 문제 해결 등이 포함됩니다. 이러한 과제를 극복하고 산업계에 새로운 응용 분야를 제공하기 위해서는 다학제적 연구자들의 협력이 필수적입니다. 이 연구 분야는 앞으로도 계속 발전할 것이며, 첨단 연구와 응용이 계속될 것으로 예상됩니다.
시장은 북미에서 성장할 것으로 예상됩니다.
항공우주, 자동차, 의료, 건축 등 다양한 산업에서 맞춤형 복잡한 제품에 대한 수요가 증가하고 있는 것이 시장 성장의 요인으로 작용하고 있습니다. 이는 VAT 광중합 3D 프린팅 기술이 기존 제조 방식으로는 불가능했던 매우 세밀하고 복잡한 디자인을 제조할 수 있기 때문입니다. 의료 산업에서는 VAT 광중합 3D 프린팅 기술을 활용하여 환자 개개인의 요구에 맞는 고도의 맞춤형 의료기기 및 임플란트를 제조하고 있습니다. 이는 보철 분야에도 혁명을 일으켜 편안하고 기능적이며 심미적으로 우수한 보철물 및 기타 기구를 제작할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 에보닉은 2021년 4월 SLA 및 DLP VAT 중합 기술에 대응하는 두 가지 광중합체(INFINAM(R) TI 3100 L 및 INFINAM(R) ST 6100 L)를 출시하였습니다.
또한, 신흥국 시장의 발전으로 인해 VAT 광중합 3D 프린팅이 더 넓은 범위에서 사용되고 있으며, 이는 미국 내 VAT 광중합 3D 프린팅 기술 시장의 성장을 촉진하는 주요 요인으로 작용하고 있습니다. 예를 들어, 생체적합성 수지의 사용은 맞춤형 의료용 임플란트 및 인공보철물 생산을 가능하게 하고, 고강도 수지의 사용은 항공우주 및 자동차 부품의 생산을 가능하게 합니다.
미국에서는 3D 프린팅 기술 비용이 낮아지면서 VAT 광중합 3D 프린팅 솔루션의 채택이 증가하고 있습니다. 과거 3D 프린팅 기술은 고가의 기술로 여겨져 주로 대기업과 연구 기관에서 주로 사용되었습니다. 그러나 수년간의 기술 발전과 규모의 경제로 인해 3D 프린팅 기술의 비용이 크게 낮아졌습니다. 이에 따라 중소기업뿐만 아니라 개인 취미 사용자도 3D 프린팅 기술에 투자할 수 있게 되었습니다. 또한 VAT 광중합 3D 프린팅 기술의 비용이 낮아짐에 따라 본격적인 생산에 들어가기 전에 빠르고 비용 효율적으로 시제품을 제작할 수 있어 기업들이 새로운 제품이나 디자인을 시험해 볼 수 있게 되었습니다.
또한, 미국 정부는 연구개발을 위한 자금 지원과 보조금을 통해 VAT 광중합 3D 프린팅 기술 시장의 성장을 적극적으로 촉진하고 있습니다. 정부는 또한 3D 프린팅 기술 개발 및 상용화를 지원하기 위해 민간 기업 및 학술 기관과의 파트너십을 구축하고 있습니다. 정부는 또한 3D 프린팅 산업의 성장을 지원하기 위해 세제 혜택 및 기타 금융 프로그램을 시행하고 있습니다. 예를 들어, R&D 세액공제는 3D 프린팅 기술과 관련된 R&D 활동에 투자하는 기업에게 연방 세액공제 및 주정부 세액공제를 제공하는데, 이 세액공제의 목적은 반드시 하드 과학에 의존하는 새로운 제품이나 개선된 제품을 생산하는 것이어야 합니다.
The VAT photopolymerization 3D printing technology market is projected to rise at a compound annual growth rate (CAGR) of 28.18% to reach a market valuation of US$30,037.738 million by 2029, from US$5,283.230 million in 2022.
VAT photopolymerization is a 3D printing process that uses a VAT of liquid material to build 3D things layer by layer, which are subsequently solidified using ultraviolet radiation. Due to the rising need for this technology's high accuracy and smooth finish that enables its extensive application in particular sectors like healthcare, demand is predicted to increase significantly over the coming years.
Vat photopolymerization (VP) printing, considered the oldest technological principle, has emerged as the standard in dental practice due to its reproducibility, precision, affordability, and adaptability. While some practitioners utilize material extrusion (MEX) printing, notably fused deposition modeling (FDM), to create models, it won't be discussed here. This is because these technologies are unsuitable for long-term dental medical device production, primarily due to their extended printing duration, high material porosity, and lack of stable biocompatible materials. According to a 2021 report from the American Dental Association, the United States had 201,117 active dentists in 2020, which equated to a ratio of 61.0 dentists per 100,000 people. The report projected that the unadjusted ratio of dentists per 100,000 population would rise from 60.7 in 2020 to 67.0 by the year 2040.
Growing research in the photopolymer sector is expected to boost the market in the projected period
The development of durable photopolymers is driven by research and development in VAT photopolymer materials for a variety of 3D printing applications, including the creation of form-memory polymers. For instance, scientists from the Technical University of Vienna (TU Wien) in Austria have devised a technique for creating robust, high-resolution 3D printed polymers that may make it possible to get around the constraints that now exist for light-cured 3D printing materials. This entails customizing the manufacturing of photopolymers based on methacrylates without altering the curing procedure. Photopolymers are, therefore, expected to become increasingly important in 3D printing technology.
Further, in order to compete with injection molding and shed its reputation as an outdated rapid prototype technique, VAT photopolymerization 3D printing technology is significantly improving. It is gradually becoming a next-generation, Industry 4.0 digital manufacturing process. The development of high-speed, layer-free photopolymerization printing techniques that enable the use of more durable liquid resin components and isotropic component properties, as well as the continued advancement of photopolymer materials used in conventional VAT photopolymerization procedures like stereolithography, are contributing factors.
The dental sector has a significant interest in and uses VAT photopolymerization. Additionally, VAT photopolymers are employed in the manufacture of hearing aids, the creation of models that can aid in preoperative planning and diagnostics, and the creation of replicas of organs or parts of the body that can be used for training purposes to show delicate surgical operations like osteotomies. A 3D-printed human ear model, for instance, was created in June 2022 by a team of researchers from the University of Oklahoma in order to standardize testing for blast exposure of hearing protection devices (HPDs ). The researchers predict that applying 3D printing technology will significantly enhance the evaluation of HPDs by enhancing personalization, enhancing cost-effectiveness, and speeding up the process. Therefore, these research endeavors have increased the healthcare expenditure and expected to augment the market growth during the forecast period.
The VAT photopolymerization 3D printing technology market for the photopolymers segment
Photopolymerization is a 3D printing technology that uses liquid resins that are cured by UV light to create solid parts. Photopolymers are a type of resin that can be used in this process, and they have become increasingly popular in the VAT photopolymerization 3D printing technology market due to their ability to produce highly detailed and intricate parts with high resolution, accuracy, and precision.
Photopolymers can be formulated to have specific material properties, such as rigidity, flexibility, or transparency, making them ideal for a wide range of applications in various industries. For example, in healthcare, photopolymerization can be used to produce customized dental implants or prosthetics with high accuracy and precision, while in aerospace and automotive industries, it can be used to produce complex parts with intricate geometries for lightweight and efficient designs.
Some of the key players in the VAT photopolymerization 3D printing technology market includes Stratasys Ltd., 3D Systems Corporation, EOS GmbH, Materialise NV, EnvisionTEC GmbH, Formlabs, Inc., and Carbon, Inc. Alongside the established players, there has been a surge of startups in recent years. These companies are bringing innovative ideas and technologies to the market and are playing a significant role in driving the industry's growth. Some of the notable startups in the market include Nexa3D, Sisma, Nanofabrica, Velo3D, and RPS among others.
Such a dynamic and rapidly evolving market landscape demands continuous efforts by the stakeholders to stay abreast of the latest developments and advancements and align their strategies accordingly. The companies are also investing in collaborations, partnerships, and acquisitions to bolster their research and development capabilities, expand their market reach, and gain a competitive edge. It is evident that the market is poised for further growth and is expected to witness a surge in demand from various industries seeking advanced and cost-effective 3D printing solutions.
The use of all types of materials has grown by significantly in about two years. Plastics and polymers continue to sit at the top of the leaderboard, but in 2019, 74% of respondents said their companies used plastics/polymers (Source: 3D Printing Technology Trends Report, Jabil)
Photopolymerization-based 3D printing techniques have revolutionized various fields, including microfluidics, dentistry, biomedical devices, tissue engineering, and drug delivery. However, despite the rapid growth of this technology, there are still challenges that need to be addressed to enable its further progress. These challenges include the development of more diverse biocompatible materials for 3D bioprinting applications, 3D printing technologies with higher speed and resolution, the production of 3D materials with living features, expanding the physicochemical and mechanical properties of 3D printed materials, and addressing environmental concerns related to the production of thermosets. Collaboration among multidisciplinary researchers is crucial to overcome these challenges and bring about new applications for industries. This research area is expected to continue to evolve and hold promise for advanced studies and applications.
The market is projected to grow in the North American region.
The market growth is being driven on account of increasing demand for customized and complex products across various industries, including aerospace, automotive, healthcare, and architecture. This is because VAT photopolymerization 3D printing technology allows for the production of highly detailed and intricate designs that cannot be produced using traditional manufacturing methods. In the healthcare industry, VAT photopolymerization 3D printing technology is being used to produce highly customized medical devices and implants that fit the specific needs of individual patients. This has revolutionized the field of prosthetics, allowing for the production of prosthetic limbs and other devices that are comfortable, functional, and aesthetically pleasing. For instance, in April 2021, Evonik launched two photopolymers under their brand names INFINAM(R) TI 3100 L and INFINAM(R) ST 6100 L which are compatible with both SLA and DLP VAT polymerization technologies.
Additionally, the development of advanced materials has enabled VAT photopolymerization 3D printing to be used in a wider range of applications which is a key factor driving the growth of the VAT photopolymerization 3D printing technology market in the United States. For example, the use of biocompatible resins has enabled the production of customized medical implants and prosthetics, while the use of high-strength resins has enabled the production of aerospace and automotive parts.
The decreasing cost of 3D printing technology in the United States is driving the adoption of VAT photopolymerization 3D printing solutions. In the past, 3D printing technology was considered expensive and was primarily used by large corporations and research institutions. However, over the years, advancements in technology and economies of scale have resulted in the cost of 3D printing technology coming down significantly. This has made it possible for small and medium-sized businesses as well as individual hobbyists to invest in 3D printing technology. The reduced cost of VAT photopolymerization 3D printing technology is also making it easier for businesses to experiment with new products and designs, as they can quickly and cost-effectively produce prototypes before moving into full-scale production.
Furthermore, the United States government has been actively promoting the growth of the VAT photopolymerization 3D printing technology market growth through funding and grants for research and development. The government has also established partnerships with private industry and academic institutions to support the development and commercialization of 3D printing technologies. The government has also implemented tax incentives and other financial programs to support the growth of the 3D printing industry. For example, the Research and Development Tax Credit provides federal and state tax credits to companies that invest in research and development activities, including those related to 3D printing technology and the purpose should be to create new or improved products relying on hard sciences.