글로벌 3D 프린팅 가스 시장 규모는 2032년까지 연평균 성장률(CAGR) 13.3%로 1억 9,200만 달러에 도달할 것입니다.

글로벌 3D 프린팅 가스 시장 규모는 2023년에 6,240만 달러에 달했습니다. Vantage Market Research는 시장이 2032년까지 1억 9,200만 달러에 도달하여 2024~2032년 동안 13.3%의 성장률(CAGR)을 보일 것으로 예상합니다.

목차

 소개

3D 프린팅의 세계에서 가스는 두 가지 역할을 합니다. 한편으로는 인쇄 중에 유해한 방출을 방출하는 역할을 합니다. 이러한 배출물에는 건강에 위험을 초래하는 휘발성 유기화합물(VOC)과 초미세 입자가 포함되어 있습니다. 방출되는 특정 가스는 사용되는 필라멘트 또는 분말의 유형에 따라 다릅니다. 반면, 가스는 인쇄된 물체의 품질을 향상시키거나 인쇄 프로세스를 돕기 위해 의도적으로 3D 프린팅에 사용됩니다. 예를 들어, 불활성 가스는 무산소 환경을 조성하고 지원 가스는 인쇄된 부품을 제거하는 데 도움이 됩니다. 3D 프린팅 시 가스 배출을 고려하는 것이 필수적이며, 적절한 환기 및 낮은 VOC 필라멘트 사용과 같은 전략은 가스 배출에 미치는 영향을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.  

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불활성 가스의 중요한 역할

금속 3D 프린팅이나 금속 적층 가공을 사용할 때 최종 제품의 품질을 보장하려면 깨끗한 환경이 필수적입니다. 이 공정은 불활성 가스 보호 하에서 용융 금속이 산소와 반응하는 것을 방지하기 위해 수행됩니다. 아르곤 및 질소와 같은 이러한 가스는 산소 및 이산화탄소와 같은 반응성 공기 가스로부터 금속 분말을 보호하는 안정적인 환경을 만듭니다. 특히 아르곤은 고온으로 가열해도 티타늄 합금과 같은 활성 금속과 반응하지 않기 때문에 금속 적층 가공에 흔히 사용됩니다. 또한 아르곤은 폐쇄된 인쇄 환경 내에서 정제 및 재사용이 가능하므로 비용 효율적이므로 이 분야에서 신뢰할 수 있는 선택입니다. 

불활성 분위기의 이점

불활성 가스를 사용하면 금속 적층 가공에 다음과 같은 여러 가지 이점을 제공합니다.

산화 감소: 인쇄 중 산소 함량을 낮추면 불활성 대기가 인쇄된 부품의 산화를 줄입니다.

안전 강화: 불활성 대기는 분말 취급 및 체질 중에 가연성 먼지를 불활성화하여 전반적인 안전성을 향상시킵니다.

안정성: 인쇄 챔버의 일정한 압력은 안정적인 인쇄 환경을 유지합니다.

파우더 처리: 피드 튜브의 파우더 뭉침을 완화하여 원활한 인쇄 프로세스를 보장합니다.

열 응력 제어: 열 응력은 냉각을 통해 제어되어 부품 변형을 방지합니다. 

항공우주 및 자동차 산업의 적층 제조

AM 수익의 33%를 합친 항공우주 및 자동차 부문이 AM 기술 채택을 선도하고 있습니다. 연간 성장률이 1~2%에 달하는 이 부문에서는 탁월한 성능, 강도, 내열성 및 내구성을 갖춘 소재가 필요합니다. AM은 폐기물과 에너지 소비를 줄이고 UN의 지속 가능한 개발 목표(SDGs)에 부합하여 보다 지속 가능한 제조 공정을 육성합니다.

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자동차 산업의 응용

적층 제조는 자동차 산업의 다양한 측면에 혁명을 일으켰습니다.

디자인 모델: 3D 축소 모델은 설득력 있는 프로토타입으로 제품 범위를 정의하는 데 도움이 됩니다.

프로토타입: 미러부터 대시보드까지 매우 세부적인 프로토타입이 효율적으로 제작됩니다.

의사소통: 정확한 모델은 설계 의도를 명확하게 전달하는 데 도움이 됩니다.

생산 툴링: 3D 프린팅을 통해 지그 및 고정 장치를 비용 효율적이고 빠르게 생산할 수 있게 되었습니다.

인체공학적 평가: 위험 및 개선 사항을 식별하기 위한 평가 프로세스가 더 짧은 시간 내에 수행됩니다.

성능 검증: 테스트 실행 결과는 검증 역할을 하여 고비용 운영의 위험을 완화합니다. 

적층 제조 연구 및 개발

3D 프린팅 공정을 최적화하려면 대기 가스가 다양한 금속 분말에 미치는 영향을 깊이 이해해야 합니다. 연구팀은 특정 분말에 맞는 맞춤형 가스 혼합물을 개발하는 데 중점을 두고 3D 프린트의 품질 기대치를 보장합니다. 가스 구성 및 수분 수준 문제를 해결하기 위해 ADDvance O2 정밀 측정 및 분석 장치와 같은 협력 노력이 등장하여 제품 품질에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다. 

경쟁 구도

Heidelberg Materials, Linde, Messer 및 Taiyo Nippon Sanso Corporation과 같은 3D 프린팅 가스 시장의 주요 업체는 혁신을 주도하고 있습니다.

하이델베르그 머티리얼즈와 린데는 첨단 이산화탄소 포집 및 액화 플랜트를 건설하고 운영하기 위해 "Capture-to-Use"(CAP2U)라는 새로운 벤처를 설립하기 위해 파트너십을 맺었습니다. 이번 벤처는 시멘트 업계 최초의 대규모 탄소 포집 및 활용 시설이 될 것이라는 점에서 의미가 크다. 이 공장은 2025년 독일 하이델베르그 머티리얼즈의 렝푸르트(Lengfurt) 공장에서 가동을 시작해 시멘트 생산에서 포집된 CO2를 귀중한 제조 자원으로 변환할 예정이다. 이 시설에서는 연간 약 70,000톤의 CO2를 처리할 것으로 예상됩니다. 

3D 프린팅 가스 분야의 선두 기업인 Messer는 3D 프린팅을 위한 새롭고 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 이러한 솔루션에는 극저온 분쇄, 복합재 분리 및 분말 생산이 포함됩니다. 극저온 분쇄에는 극저온의 액체 질소 또는 이산화탄소를 사용하여 재료를 분쇄하여 미세한 입자 크기와 효율적인 처리가 가능합니다. Messer는 전통적인 응용 분야를 뛰어넘어 비건 식품 제조를 포함한 새로운 기회를 모색합니다. 그들은 고품질 비건 단백질을 추출하기 위해 냉간 분쇄 기술을 사용하여 냉간 압착 오일, 유지 종자 또는 견과류를 가공할 수 있습니다. 이러한 접근 방식을 통해 원하는 제품 특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 분쇄 공정에 포함된 저온으로 인해 성분의 영양 품질도 보존됩니다. 

Taiyo Nippon Sanso Corporation(TNSC)은 "적층 가공 고급실"을 설립하여 3D 프린팅 분야에서 중요한 발걸음을 내디뎠습니다. 이 이니셔티브는 일본의 다국적 산업용 가스 제조업체로서 적층 제조(AM)를 자사 운영에 통합하려는 TNSC의 의지를 보여줍니다. 야마나시 연구소의 중앙 허브는 3D 프린팅 기술 연구 및 개발에 전념하고 있습니다. TNSC는 VELO3D의 Sapphire 시스템, Optomec의 LENS 기계, 3DPro 가스 관리 시스템과 같은 고급 시스템을 설치했습니다. 이러한 시스템은 TNSC의 가스 기술을 활용합니다. 

이탈리아 회사인 SOL SpA와 Bhuruka Gases Limited는 SOL의 입지를 국제적으로 확장하기 위해 전략적 파트너십을 맺었습니다. SOL은 기술 및 의료용 가스를 생산, 연구 및 판매하는 전문 기술로 유명합니다. 이 파트너십은 이탈리아 외무 및 국제협력부 장관을 대신하여 투자를 감독하는 SIMEST와 Venture Capital Fund에 의해 가능해졌습니다. 전세계 시장에서 입지를 강화하려는 조직의 공통 목표는 이번 협력에 반영됩니다. 이는 3D 프린팅 가스 시장의 경쟁 환경을 탐색하는 데 있어 국제 동맹의 중요성을 보여줍니다. 

결론

3D 프린팅 가스의 진화하는 환경은 금속 적층 제조의 우수성을 위해 노력하는 역동적인 산업을 반영합니다. 항공우주 및 자동차와 같은 산업이 계속해서 적층 제조를 채택함에 따라 정밀도와 품질을 보장하는 가스의 역할이 점점 더 중요해지고 있습니다. 협력, 혁신 및 전략적 파트너십은 3D 프린팅 가스의 지속 가능하고 기술적으로 진보된 미래를 형성하려는 주요 업체의 약속을 강조합니다.

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