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4D 프린팅 시장 규모는 2025년에 6억 5,000만 달러로 추정됩니다. 예측 기간(2025-2030년)의 CAGR은 44.75%로, 2030년에는 41억 4,000만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
바이오 패브리케이션 기술의 진보가 예측 기간의 4D 프린팅 시장을 견인합니다.
주요 하이라이트
압력, 열, 에너지 등의 외부 에너지원을 이 3D 프린팅된 스마트 소재에 접촉시키면, 미리 주어진 프로그램의 지시에 따라 변화합니다. 이러한 방식으로, 4D 프린팅 기술은 프린트된 물체가 시간에 따라 자기 변형될 수 있게 합니다.
4D 프린팅의 기술적 진보는 의료 및 방어 분야에서 기술 개발로 이어지고 있습니다. 예를 들어, 수술을 할 때 절차를 최소화하기 위해 의사는 4D 프린팅을 사용하여 자기 변형 부품을 환자의 몸에 넣습니다.
게다가 군사 응용 분야에서 4D 프린팅은 더 중요한 의미를 가지고 있습니다. 군인은 다양한 환경과 금속에 적응할 수 있는 위장을 가질 수 있습니다. 이것은 환경 변화에 따라 탱크와 트럭의 성능을 향상시킵니다. 총, 기계 및 기타 방어 기술을 제조하는 데 도움이 됨으로써 4D 프린팅은 군에 의해 점점 더 연구되고 있습니다.
미국에서는 미국 공군과 미군이 4D 프린팅에 투자하여 인프라를 강화하고 미래에 미국 항공 전력이 우위를 유지하도록 태세를 정하고 있습니다.
COVID-19의 확산에 따라, 특히 건강 관리는 다양한 의료기기 및 장비의 제조 및 요구 사항을 충족하기 위해 보다 정교한 기술을 채택할 것으로 보입니다. 예를 들어, 라이탓트 테크놀로지 센터는 3D 기술을 도입하고 시장에 있는 다른 부품을 통합하여 인공 호흡기를 설계했습니다. 조립은 매우 빠르며 현재 하루에 약 100대의 인공호흡기를 제조할 수 있습니다.
4D 프린팅 기술의 주요 과제는 하드웨어 부분과 소프트웨어 부분을 모두 포함하는 구조 설계입니다. 하드웨어 부분을 설계하려면 특별한 조치가 필요합니다.
4D 프린팅 시장 동향
인더스트리 4.0 수요 증가와 인더스트리 5.0의 출현이 4D 프린팅 시장을 견인
3D 프린팅이라고도 하는 라미네이트 모델링은 Industry 4.0의 일부입니다. 최근 이 기술의 개발로 이어지는 많은 자금 조달 활동이 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 3D 프린팅 기업인 Essentium은 Materialise와 Genesis Park가 주도하는 시리즈 A 라운드에서 2,200만 달러를 조달했습니다.
적층 제조 기술은 여전히 급속히 발전하고 있기 때문에 기업은 "서비스로서의 제조"가 현명한 접근법임을 알고 있습니다. 또한 적층 제조의 미래는 저비용, 적은 에너지 소비, 적은 재료 폐기로 개인화된 제품을 생산할 수 있는 능력이며, Industry 5.0이 제공하는 것입니다.
Industry 5.0은 제조 공정보다는 설계 공정에 집중하는 데 도움이 되므로 4D 프린팅을 장려하는 것으로 보입니다. 디자인의 자유도는 더 맞춤화되고 개인적인 제품의 창조로 이어질 것으로 보입니다.
Industry 5.0은 설계에서 물리학의 한계를 확대할 것으로 예상됩니다. 예를 들어 차세대 항공기 제조에서 Industry 4.0에서는 제조 능력에 제약이 있습니다. 반면 Industry 5.0에서는 인간이 주로 항공기 설계에 집중하기 때문에 제조 공정이 더욱 자동화될 것으로 보입니다.
북미가 4D 프린팅 시장에서 최대 점유율을 차지
북미, 특히 미국은 적층 제조 기술의 혁신과 도입의 선구자입니다. 이 지역은 예측 기간 동안 시장 리더로서의 지위를 유지할 것으로 예상됩니다.
미국에 본사를 둔 Autodesk는 선구성 연구, 확장 가능한 교육 플랫폼, 실행 가능한 전략적 인사이트 및 산학 생태계를 기반으로 하는 적층 조형 컨소시엄 ADAPT를 시작했습니다.
미시간에 위치한 EnvisionTEC은 특허받은 3D 신속한 프로토타이핑 및 제조 솔루션을 세계 기업을 위해 제조 및 판매하는 선도 기업 중 하나입니다. 자동차, 항공우주 및 의료 산업에서 강력한 고객과 파트너 기반을 통해 회사는 가까운 미래에 4D 프린트 프로토타입의 도입을 계획하고 있습니다.
OECD에 따르면 미국의 건강 관리 지출은 GDP에서 차지하는 비율이 다른 어느 국가보다 높다고 합니다. 4D 스캐너는 인체 부품의 4D 모델 개발에서 건강 관리에 활용할 수 있으며 의지 장비를 제조하는 데 사용할 수 있습니다.
4D 프린팅 산업 개요
4D 프린팅 기술의 주요 공급업체는 자체 조직 연구소 : 매사추세츠 공과 대학, 휴렛 팩커드, 오토데스크, 스트라타시스, ARC 센터 오브 엑셀런스 포 일렉트로머티리얼즈 사이언스(ACES), 엑손 등입니다. 이 시장은 경쟁이 심하고 지배적인 기업은 존재하지 않습니다. 적층 성형 및 3D 프린팅 기업은 4D 프린팅의 연구 개발에 투자함으로써 능력을 확대하고 있습니다. 따라서 시장은 세분화됩니다.
2023년 5월 - i-Seed는 공기와 토양의 질을 평가할 수 있는 4D 인쇄 로봇입니다. 이 생분해성 로봇은 이탈리아의 토렌트 대학과 공동으로 개발되었습니다. 이 프로젝트의 전문가에 따르면 로봇 시드는 토양과 공기의 온도와 습도를 결정할 수 있습니다. 또한 수은과 대기 중의 CO2 수준과 같은 오염물질의 존재도 감지할 수 있을 것으로 보입니다. 연구자들은 생물역학적 매개변수를 사용하여 종자와 유사한 로봇을 개발하고 만들었습니다. 연구원에 따르면,이 로봇은 4D 프린터로 만들어졌습니다.
2023년 3월 - 마드리드 카를로스 3세 대학(UC3M)의 연구자들은 바이오메디컬 분야에서 사용 가능한 4D 프린터를 개발했습니다. 외부 자기장에 반응하여 형상이 변하거나 기계적 변형에 반응하여 전기적 특성이 변하도록 재료의 반응을 프로그래밍할 수 있습니다. 이 기계는 이러한 추가 기능을 제어할 수 있습니다.
기타 혜택 :
엑셀 형식 시장 예측(ME) 시트
3개월의 애널리스트·지원
목차
제1장 서론
조사의 전제조건과 시장 정의
조사 범위
제2장 조사 방법
제3장 주요 요약
제4장 시장 역학
시장 개요
업계의 밸류체인
업계의 매력도 - Porter's Five Forces 분석
공급기업의 협상력
소비자의 협상력
신규 진입업자의 위협
대체품의 위협
경쟁 기업 간 경쟁 관계
시장 성장 촉진요인
인더스트리 4.0 수요 증가와 인더스트리 5.0의 출현
시장의 과제
높은 개발 비용과 숙련된 전문가의 부족
특허 분석
시장에 대한 COVID-19의 영향 평가
제5장 시장 세분화
프로그래머블 재료 유형별
프로그래머블 탄소섬유
프로그래머블 텍스타일
프로그래머블 바이오 소재
프로그래머블 목재
최종 사용자별
의료
항공우주 및 방위
자동차
기타 최종 사용자
지역별
북미
유럽
아시아태평양
세계 기타 지역
제6장 경쟁 구도
기업 프로파일
Autodesk Inc.
Stratasys Ltd
Hewlett Packard Enterprise Company
CT CoreTechnologie Group
EnvisionTEC, Inc.
Organovo Holdings Inc.
Materialise NV
Dassault Systemes SA
The ExOne Company
Major Initiatives by Research Agencies
제7장 투자 분석
제8장 시장 기회와 앞으로의 동향
KTH
영문 목차
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The 4D Printing Market size is estimated at USD 0.65 billion in 2025, and is expected to reach USD 4.14 billion by 2030, at a CAGR of 44.75% during the forecast period (2025-2030).
The advancement in bio-fabrication technology will drive the 4D printing market in the forecast period.
Key Highlights
When external energy sources, such as pressure, heat, energy, etc., are brought in contact with this 3D printed smart material, it alters based on the instructions in the previously given program. In this way, 4D printing technology enables the printed objects to self-transform over time.
The technological advancements in 4D printing are resulting in the development of technologies in the medical and defense sector. For instance, to minimize the procedures involved in carrying out the surgery, doctors use 4D printing to put self-transforming components into the patient's body.
Furthermore, in military applications, 4D printing has more significance. Soldiers can have a camouflage that can adapt to different environments and metals. This is increasing the performance of tanks and trucks, according to the changes in the environment. Owing to their benefits in producing guns, machinery, and other defense technologies, 4D printing is being increasingly explored by the military.
In the United States, the USAF and the US military are investing in 4D printing to bolster infrastructure and posture American airpower for continued dominance into the future.
With the outbreak of Covid-19 industries, particularly healthcare will employ more advanced technology to manufacture and meet the requirements of various medical devices and equipments. For instance, Leitat Technology Centre designed the ventilator by incorporating 3D technologies and incorporating other parts found on the market. Assembly is very fast, so currently about 100 ventilators can be produced per day.
A major challenge for 4D printing technology is the structural design that includes both the hardware section and software section. To design the hardware part, special measures need to be addressed.
4D Printing Market Trends
Increase in Demand for Industry 4.0 and Emergence of Industry 5.0 to Drive the 4D Printing Market
Additive Manufacturing, also called 3D printing, is a part of Industry 4.0. Lately, there have been many funding activities which are led to developments in this technology. For instance, previously Essentium, a 3-D printing firm, raised USD 22 million in a Series A round, led by Materialise and Genesis Park.
Additive manufacturing technology is still developing rapidly so companies have realized that 'manufacturing as a service' is a smart approach. Also, the future of additive manufacturing is the ability to produce personalized products with lower costs, less energy consumption, and less material waste, which is what exactly Industry 5.0 has to offer.
Industry 5.0 will encourage 4-D printing since it will help in concentrating on the design process, rather than the manufacturing process. The freedom of design will lead to the creation of products that are more bespoke and personal.
Industry 5.0 is projected to push the boundaries of physics in design. For instance, in the creation of next-generation aircraft, there is a constraint in manufacturing capabilities when it comes to Industry 4.0. On the other hand, with Industry 5.0, the manufacturing process would be better automated, since humans will mainly focus on the design of the aircraft.
North America to Account for Largest Market Share in 4D Printing Market
The North American region, particularly the United States, is among the lead innovators and pioneers, in terms of adoption, for additive manufacturing. It is expected to retain its position as the market leader, over the forecast period.
US- based Autodesk previously launched ADAPT, which is an additive manufacturing consortium that identifies visionary research, scalable education platforms, actionable strategic insights, and academic-industry ecosystem as the basis of its platform.
EnvisionTEC in Michigan, is one of the leading manufacturer and distributor of patented 3D rapid prototyping and manufacturing solutions for global organizations. Due to their strong customer and partner base in automotive, aerospace and medical industry, the company is planning to introduce 4-D printed prototypes in near future.
According to OECD, The healthcare expenditure of the United States, as a percentage of GDP, is higher than any other country. 4D scanners can be brought into use in healthcare in developing 4-D models for human body parts, which can then be used for producing prosthetics.
4D Printing Industry Overview
The key profiles of the leading suppliers of 4D printing technology are self-assembly lab: Massachusetts Institute of Technology, Hewlett Packard Corporation, Autodesk Inc., Stratasys Ltd, ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES), Exone Corporation, and others. The market is highly competitive without any dominating players. Companies in additive manufacturing and 3D printing are expanding their capabilities by investing in R&D for 4D printing. Therefore, the market is fragmented.
May 2023 - The I-Seed is a 4D-printed robot that can assess air and soil quality. These biodegradable robots were developed in cooperation with Trento University in Italy. According to the project's experts, the robot seed can determine the temperature and humidity of the soil and air. Additionally, it would be able to detect the presence of contaminants like mercury or atmospheric CO2 levels. The researchers used the biomechanical parameters to develop and create a robot resembling a seed. The robot, according to the researchers, was created using 4D printing.
March 2023 - A 4D printer with potential in the biomedical sector has been developed by researchers at Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). The material's response can be programmed to change shape in response to an external magnetic field or its electric characteristics in response to mechanical deformation. This machine can control these additional functions.
Additional Benefits:
The market estimate (ME) sheet in Excel format
3 months of analyst support
TABLE OF CONTENTS
1 INTRODUCTION
1.1 Study Assumptions and Market Definition
1.2 Scope of the Study
2 RESEARCH METHODOLOGY
3 EXECUTIVE SUMMARY
4 MARKET DYNAMICS
4.1 Market Overview
4.2 Industry Value Chain
4.3 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis
4.3.1 Bargaining Power of Suppliers
4.3.2 Bargaining Power of Consumers
4.3.3 Threat of New Entrants
4.3.4 Threat of Substitutes
4.3.5 Intensity of Competitive Rivalry
4.4 Market Drivers
4.4.1 Increase in Demand for Industry 4.0 and Emergence of Industry 5.0
4.5 Market Challenges
4.5.1 High Development Cost and Lack of Skilled Professional
4.6 Patent Analysis
4.7 Assessment of the Impact of COVID-19 on the Market
