쾌속 조형 재료 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

신속 조형(Rapid Prototyping) 재료 시장 개요 및 전망 (2026-2031)

# 1. 보고서 개요 및 시장 규모

신속 조형(Rapid Prototyping) 재료 시장은 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 8.15%를 기록하며 크게 성장할 것으로 전망됩니다. 2025년 59억 5천만 달러 규모에서 2026년 64억 4천만 달러, 그리고 2031년에는 95억 3천만 달러에 이를 것으로 예측됩니다. 이러한 성장은 제조 공정이 절삭 가공(subtractive workflow)에서 적층 제조(additive workflow)로 꾸준히 전환되는 추세에 힘입어 가속화되고 있습니다. 적층 제조는 제조업체가 설계부터 출시까지의 주기를 단축하고, 재료 낭비를 최소화하며, 부품을 대규모로 맞춤 제작할 수 있도록 지원합니다. 동시에, 지속 가능성 규제는 바이오 기반 폴리머에 대한 수요를 촉진하고 있으며, 금속 및 합금은 항공우주 분야에서 고온에 견디고 부품 무게를 줄이는 데 기여하며 주목받고 있습니다. 지역적으로는 북미가 강력한 항공우주 및 방위 예산을 바탕으로 시장을 선도하고 있으며, 아시아 태평양 지역은 중국의 급성장하는 적층 제조 생태계를 통해 성장을 가속화하고 있습니다.

주요 시장 지표 (2020-2031):
* 시장 규모 (2026년): 64억 4천만 달러
* 시장 규모 (2031년): 95억 3천만 달러
* 성장률 (2026-2031): 8.15% CAGR
* 가장 빠르게 성장하는 시장: 아시아 태평양
* 가장 큰 시장: 북미
* 시장 집중도: 높음

주요 보고서 요약:
* 재료 유형별: 2025년 기준 플라스틱(폴리머)이 신속 조형 재료 시장 점유율의 44.12%를 차지했으며, 금속 및 합금은 2031년까지 10.03%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다.
* 최종 사용자 산업별: 2025년 자동차 부문이 매출의 27.24%를 차지했으나, 의료 분야는 2031년까지 10.55%의 가장 높은 CAGR로 성장할 전망입니다.
* 지역별: 2025년 북미가 신속 조형 재료 시장의 31.21%를 점유하며 선두를 유지했으며, 아시아 태평양 지역은 2031년까지 10.31%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예측됩니다.

# 2. 시장 동향 및 주요 동인

신속 조형 재료 시장의 성장을 견인하는 주요 동인들은 다음과 같습니다.

* 항공우주 및 방위 산업의 적층 제조 채택 확대 (+2.1% CAGR 영향): 항공우주 및 방위 산업은 설계 반복 주기를 단축하고 복잡한 내부 형상을 구현하기 위해 적층 제조 기술 도입을 가속화하고 있습니다. 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 복잡한 마이크로 전자 시스템의 현지 생산을 위한 AMME 프로그램을 시작하여 공급 주권을 확보하고 있습니다. GE의 단일 부품 3D 프린팅 LEAP 연료 노즐은 기존 제품 대비 25%의 무게 감소와 5배의 내구성 향상을 입증했습니다. 1,300°C까지 견딜 수 있는 세라믹-매트릭스-복합재 부품은 터빈 경로에 통합되어 열 효율을 높이고 배출량을 줄이는 데 기여합니다. 보잉과 에어버스 또한 비행 인증을 받은 폴리머 및 금속 부품을 수용하기 위해 사내 프린팅 시설을 확장하고 있으며, 이는 항공사 운영 비용 절감으로 직결됩니다.

* 생체 적합성 재료를 필요로 하는 의료용 임플란트 및 해부학적 모델 수요 급증 (+1.8% CAGR 영향): 의료 시설은 환자 맞춤형 장치의 현장 프린팅으로 전환하고 있습니다. 2025년 3D Systems는 병원 환경에서 직접 MDR(의료기기 규정)을 준수하는 PEEK 안면 임플란트를 최초로 생산했습니다. 이 솔루션은 긴 외부 가공 대기 시간을 없애고 외과 의사가 수술 직전에도 설계를 조정할 수 있도록 합니다. 탄탈륨 및 니오븀과 같은 대체 합금은 특정 환자 그룹에서 티타늄 거부 반응 문제를 해결하기 위해 시험 중입니다. 업데이트된 FDA 지침은 적층 장치에 대한 검증 경로를 명확히 하여 승인 주기를 단축하고 있습니다. Evonik은 척추 케이지에서 향상된 하중 지지 성능을 약속하는 탄소 섬유 강화 PEEK 필라멘트를 상용화했습니다. 이러한 발전은 스캐폴드 기반 조직 공학의 발전과 함께 신속 조형 재료 시장 내에서 개인 맞춤형 의료 솔루션의 급속한 성장을 뒷받침합니다.

* 폴리머 및 금속 분말 가격의 지속적인 하락 (+1.4% CAGR 영향): 원료 가격 하락은 중소기업의 적층 제조 워크플로우 접근성을 높이고 있습니다. 알루미늄 및 강철 분말의 광범위한 재활용은 처리량과 가시성을 개선하여 2025년까지 세계은행이 예고한 금속 가격 인플레이션을 상쇄합니다. 특히 금속 와이어 및 사출 성형 펠릿과 같은 대체 원료 형태는 인쇄 가능성을 유지하면서 부품 비용을 15%에서 40% 절감합니다. Continuum과 같은 순환 경제 선도 기업은 Desktop Metal 바인더 젯 시스템과 호환되는 재활용 초합금을 공급하여 항공우주 분야의 요구 사항을 충족하면서 재료 비용을 낮추고 있습니다.

* 경량 자동차 부품에 대한 OEM의 요구 (+1.2% CAGR 영향): 규제 당국은 브레이크 디스크와 같은 비배기원에도 배출가스 규제를 확대하여 자동차 제조업체가 차량 섀시의 모든 그램을 재평가하도록 강제하고 있습니다. ArcelorMittal의 적층 전용 강철 분말은 주철보다 열전도율이 우수하면서도 질량을 줄이는 격자 강화 브레이크 캘리퍼를 가능하게 합니다. 글래스고 대학의 연구원들은 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 매트릭스를 탄소 나노튜브와 결합하여 높은 충격 흡수력과 낮은 밀도를 동시에 나타내는 메타물질을 개발했습니다.

* 바이오 기반 폴리머를 선호하는 정부 지원 순환 경제 의무 (+0.9% CAGR 영향): 유럽과 북미를 중심으로 정부는 순환 경제를 촉진하기 위해 바이오 기반 폴리머 사용을 장려하는 정책을 시행하고 있습니다. 이는 지속 가능한 제조 관행에 대한 전 세계적인 요구와 일치하며, BASF의 60개 이상의 제품이 ISCC+ 인증을 획득하는 등 기업들의 친환경 재료 개발 및 채택을 유도하고 있습니다.

# 3. 시장 제약 요인

시장 성장을 저해하는 주요 제약 요인들은 다음과 같습니다.

* 티타늄 및 고성능 폴리머 원료 가격 변동성 (-1.6% CAGR 영향): 2024년 12월 티타늄 밀 가격은 전년 대비 4.48% 상승하여 미국 PPI(생산자 물가 지수) 219.99를 기록하며 항공우주 조달 예산에 부담을 주었습니다. 러시아-우크라이나 긴장으로 증폭된 지정학적 위험은 스펀지 공급을 제한하며, 중동 및 북미의 신규 진입자들은 수년간의 규모 확장이 필요합니다. 제조업체들은 비행 또는 임플란트 등급 수지의 자격 인증 주기가 빠른 재료 대체를 불가능하게 하므로 재고를 비축하거나 낮은 마진을 감수해야 합니다. 따라서 가격 변동성은 신규 적층 제조 라인에 대한 자본 할당에 제동을 걸고 있습니다.

* 대규모 적층 제조 설계 및 재료 가공을 위한 기술 격차 (-1.2% CAGR 영향): 적층 제조의 급증은 인력의 기술 향상 속도를 앞지르고 있습니다. SME(Society of Manufacturing Engineers)는 24개월 동안 금속 프린터 출하량이 80% 증가했음에도 불구하고 운영자 인증량이 정체되어 있음을 지적했습니다. MIT와 펜실베이니아 주립대학은 위상 최적화 및 분말 처리 과정을 정규 학기 커리큘럼으로 운영하고 있지만, 졸업생 배출량은 여전히 채용 수요에 미치지 못하고 있습니다. ASTM과 EOS는 기계 운영자 인증을 공동으로 시작했지만, 다중 재료 하이브리드로의 빠른 진화는 많은 기업이 유지하기 어려운 지속적인 학습 루프를 요구합니다. 이러한 역량 격차는 신흥 시장에 가장 큰 타격을 주어 기업들이 전문 지식을 수입하게 만들고 프로젝트 비용을 증가시킵니다.

* 첨단 금속 분말용 희토류 합금 원소 공급 병목 현상 (-0.8% CAGR 영향): 첨단 금속 분말 생산에 필수적인 희토류 합금 원소의 공급 병목 현상은 시장에 장기적인 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 항공우주 및 방위 산업과 같이 고성능 재료에 대한 의존도가 높은 분야에서는 이러한 공급 제약이 핵심적인 문제로 작용합니다.

# 4. 세그먼트 분석

4.1. 재료 유형별: 폴리머의 지배력과 금속의 혁신

2025년 플라스틱(폴리머)은 신속 조형 재료 시장 점유율의 44.12%를 유지하며 금속에 비해 다용도성과 비용 우위를 확인했습니다. 파우더 베드 시스템에서 낮은 재생률을 위해 설계된 Victrex의 PAEK와 같은 고온 등급 폴리머는 자동차 엔진룸 및 항공우주 덕트 응용 분야로 폴리머 사용을 확장하고 있습니다.

금속 및 합금은 항공우주 분야에서 피로 저항성이 높은 티타늄 알루미나이드에 대한 수요가 증가하고 정형외과 분야에서 코발트-크롬 임플란트가 보편화되면서 10.03%의 CAGR로 더 빠르게 성장하고 있습니다.

동시에 공정 혁신도 중요한 추세입니다. Foundation Alloy의 고체 상태 야금 기술은 용융 풀 불안정성을 우회하여 단조 제품보다 두 배 강한 합금을 개발하고 개발 주기를 몇 달로 단축할 수 있습니다. 이러한 혁신은 후처리 비용을 줄여 금속이 폴리머와의 비용 격차를 좁히는 데 도움이 될 것입니다. 그러나 UV 경화성 수지 및 엘라스토머의 지속적인 업그레이드로 인해 폴리머는 여전히 가장 큰 점유율을 유지할 것으로 예상됩니다. 전반적으로 재료 다각화는 전체 신속 조형 재료 시장을 확대하고 원료 가격 충격에 대한 헤지 역할을 합니다.

4.2. 최종 사용자 산업별: 자동차의 선두와 의료 분야의 가속화

2025년 자동차 OEM은 신속 조형 재료 시장 점유율의 27.24%를 차지했습니다. 이들은 격자형 브래킷과 공기 흐름에 최적화된 덕트를 사용하여 차량 질량을 줄이고 Euro 7 미립자 배출량 제한을 충족하고 있습니다. ArcelorMittal의 강철 분말 제품군은 추가 가공 단계 없이 제동열을 분산시키는 얇은 벽 구조를 가능하게 하여 적층 부품을 중량 생산으로 확장하고 있습니다.

의료 응용 분야는 연간 10.55%의 성장률을 기록하며 2027년 이후 항공우주 분야의 증분 수요를 넘어설 것으로 예상됩니다. 3D Systems의 EXT 220 MED 프린터를 사용하여 80건 이상의 두개골 재건 수술이 성공적으로 수행되었으며, 이는 임상적 신뢰를 보여줍니다. 건설 분야는 새로운 시장으로 부상하고 있습니다. 그래핀이 주입된 콘크리트 혼합물은 압축 강도를 높이면서 31% 낮은 내재 탄소를 제공하여 광범위한 탈탄소화 요구 사항을 반영합니다.

4.3. 지역별 분석: 북미의 선두, 아시아 태평양의 고성장

* 북미: 2025년 신속 조형 재료 시장의 31.21%를 차지하며 선두를 유지했습니다. 이는 강력한 항공우주 및 의료 인프라에 힘입은 결과입니다. DARPA의 첨단 제조에 대한 누적 350억 달러 투자와 적층 장치에 대한 FDA의 신속 승인 경로는 상업적 규모 확장을 장려하고 있습니다.

* 아시아 태평양: 2031년까지 10.31%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 인도의 대형 교육 병원 내 반복적인 프로토타이핑 문화는 생체 적합성 폴리머에 대한 현지 수요를 견인하고 있습니다. 일본은 소형 가전제품에 적층 솔루션을 적용하고 있으며, 한국의 자동차 제조업체들은 격자 강화 시트 프레임을 모색하고 있습니다.

* 유럽: 지속 가능성 우선 정책에 기반한 경쟁 우위를 유지하고 있습니다. EU 원자재 예측 연구는 2050년까지 전략적 자율성을 위한 적층 제조를 우선순위에 두고 있습니다. 독일의 EOS와 SGL Carbon은 고온 수지 및 세라믹 포트폴리오를 개척하고 있으며, 영국은 항공우주 연구 개발을 스칼말로이(scalmalloy) 비행 부품의 파우더 베드 퓨전으로 집중하고 있습니다.

# 5. 경쟁 환경 및 주요 기업

신속 조형 재료 시장은 통합된(consolidated) 특성을 보입니다. BASF, Evonik, Arkema와 같은 화학 대기업들은 글로벌 물류 및 심층적인 폴리머 화학 기술을 활용하여 다양한 산업의 수요를 충족하고 있습니다. 한편, 3D Systems, Stratasys, EOS는 프린터-재료 공동 최적화에 중점을 둡니다.

향후 경쟁은 다중 재료 증착(multi-material deposition) 및 통합된 후처리(post-processing) 기술에 집중될 것입니다. 현장 검사(in-situ inspection) 및 AI 기반 매개변수 튜닝을 통합하는 기업들은 고객들이 독립형 분말이나 프린터보다 턴키 솔루션을 선호함에 따라 더 높은 마진을 확보할 수 있을 것입니다. 합금 화학 및 재료 데이터베이스에 대한 지적 재산권의 깊이는 신속 조형 재료 시장 내에서 경쟁력을 유지하는 데 더욱 중요한 역할을 할 것입니다.

주요 시장 참여 기업:
* Arkema
* BASF
* 3D Systems Inc.
* EOS GmbH
* Stratasys Ltd.

최근 산업 동향:
* 2024년 2월: Evonik Industries AG는 DLP 프린터용 난연성, 기계적 내구성이 뛰어난 광중합체인 INFINAM FR 4100L을 출시했습니다.
* 2023년 5월: Model Solution과 PROTOTECH는 신속 조형 서비스 확대를 위한 MOU를 체결하고 고부가가치 3D 프린팅 부품 개발에 나섰습니다.

본 보고서는 신속 조형(Rapid Prototyping) 재료 시장에 대한 심층 분석을 제공합니다. 신속 조형은 제조업체가 제품을 신속하게 개발하고 테스트하며 문제를 해결할 수 있도록 지원하며, 시제품 모델은 정확한 계획 및 일정 수립을 위한 상세한 건설 가이드 역할을 합니다. 시장은 재료 유형, 최종 사용자 산업 및 지역별로 세분화되어 있으며, 각 부문의 시장 규모 및 예측은 매출(USD 백만)을 기준으로 합니다.

신속 조형 재료 시장은 2026년 64억 4천만 달러에서 2031년까지 95억 3천만 달러로 성장할 것으로 전망됩니다. 이는 연평균 성장률(CAGR) 10.03%를 기록할 것으로 예상되는 금속 및 합금 부문의 빠른 성장에 힘입은 바가 큽니다. 특히 항공우주 및 생체의학 분야의 수요가 성장을 견인하고 있습니다.

주요 시장 성장 동력으로는 항공우주 및 방위 산업 시제품 제작에 있어 적층 제조(Additive Manufacturing) 채택 확대, 생체 적합성 재료를 필요로 하는 의료용 임플란트 및 해부학적 모델 수요 급증, 폴리머 및 금속 분말 가격의 지속적인 하락, 경량 자동차 부품에 대한 OEM의 요구 증대, 그리고 바이오 기반 폴리머를 선호하는 정부 지원 순환 경제 의무화 등이 있습니다.

반면, 시장 성장을 저해하는 요인으로는 티타늄 및 고성능 폴리머 원료 가격의 변동성, 대규모 적층 제조 설계 및 재료 가공을 위한 기술 격차, 그리고 첨단 금속 분말에 필요한 희토류 합금 원소의 공급 병목 현상이 지목됩니다.

재료 유형별로는 플라스틱(폴리머), 금속 및 합금, 세라믹, 기타 재료로 나뉘며, 최종 사용자 산업별로는 자동차, 항공우주 및 방위, 의료, 전자, 건설, 기타 산업으로 구분됩니다. 지역별로는 아시아 태평양, 북미, 유럽, 남미, 중동 및 아프리카로 세분화됩니다. 특히 아시아 태평양 지역은 중국의 공격적인 생산 능력 확장과 인도의 급성장하는 의료 기기 부문에 힘입어 10.31%의 가장 높은 지역 CAGR을 기록하며 가장 빠르게 성장하는 지역으로 부상하고 있습니다.

지속 가능성 의무화는 재료 선택에 큰 영향을 미치고 있으며, 탄소 배출량 감축 목표 및 순환 경제 목표에 따라 ISCC 인증 바이오 기반 폴리머 및 재활용 금속 분말의 채택이 증가하고 있습니다. 그러나 하드웨어 설치 증가에도 불구하고, 고급 설계 최적화 및 재료 가공 분야의 글로벌 기술 격차는 대규모 적층 제조 채택을 제한하는 주요 병목 현상으로 작용하고 있습니다.

경쟁 환경 분석에는 시장 집중도, 전략적 움직임, 시장 점유율 분석 및 3D Systems Inc., BASF, HP Development Company, L.P., Stratasys Ltd. 등 주요 기업 프로필이 포함됩니다. 보고서는 또한 시장 기회와 미래 전망, 특히 미개척 시장 및 충족되지 않은 요구 사항에 대한 평가를 제공합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 현황

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 항공우주 및 방위 산업 시제품 제작에서 적층 제조 채택 확대
  • 4.2.2 생체 적합성 재료를 필요로 하는 의료용 임플란트 및 해부학적 모델의 급증
  • 4.2.3 폴리머 및 금속 분말 가격의 지속적인 하락
  • 4.2.4 경량 자동차 부품에 대한 OEM의 추진
  • 4.2.5 바이오 기반 폴리머를 선호하는 정부 지원 순환 경제 의무
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 티타늄 및 고성능 폴리머 원료 가격의 변동성
  • 4.3.2 대규모 적층 제조 설계 및 재료 가공을 위한 기술 격차
  • 4.3.3 첨단 금속 분말용 희토류 합금 원소의 공급 병목 현상
• 4.4 가치 사슬 분석
• 4.5 포터의 5가지 경쟁 요인
  • 4.5.1 신규 진입자의 위협
  • 4.5.2 구매자의 교섭력
  • 4.5.3 공급업체의 교섭력
  • 4.5.4 대체 제품의 위협
  • 4.5.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치, USD)

• 5.1 재료 유형별
  • 5.1.1 플라스틱 (폴리머)
  • 5.1.2 금속 및 합금
  • 5.1.3 세라믹
  • 5.1.4 기타 재료
• 5.2 최종 사용자 산업별
  • 5.2.1 자동차
  • 5.2.2 항공우주 및 방위
  • 5.2.3 의료
  • 5.2.4 전자
  • 5.2.5 건설
  • 5.2.6 기타 최종 사용자 산업
• 5.3 지역별
  • 5.3.1 아시아 태평양
  • 5.3.1.1 중국
  • 5.3.1.2 인도
  • 5.3.1.3 일본
  • 5.3.1.4 대한민국
  • 5.3.1.5 기타 아시아 태평양
  • 5.3.2 북미
  • 5.3.2.1 미국
  • 5.3.2.2 캐나다
  • 5.3.2.3 멕시코
  • 5.3.3 유럽
  • 5.3.3.1 독일
  • 5.3.3.2 영국
  • 5.3.3.3 프랑스
  • 5.3.3.4 이탈리아
  • 5.3.3.5 기타 유럽
  • 5.3.4 남미
  • 5.3.4.1 브라질
  • 5.3.4.2 아르헨티나
  • 5.3.4.3 기타 남미
  • 5.3.5 중동 및 아프리카
  • 5.3.5.1 사우디아라비아
  • 5.3.5.2 남아프리카
  • 5.3.5.3 기타 중동 및 아프리카

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 3D Systems Inc.
  • 6.4.2 Arkema
  • 6.4.3 BASF
  • 6.4.4 dsm-firmenich
  • 6.4.5 EOS GmbH
  • 6.4.6 Evonik Industries AG
  • 6.4.7 General Electric Company
  • 6.4.8 Höganäs AB
  • 6.4.9 HP Development Company, L.P.
  • 6.4.10 Model Solution Co, Ltd.
  • 6.4.11 Renishaw plc
  • 6.4.12 SABIC
  • 6.4.13 Sandvik AB
  • 6.4.14 Solvay
  • 6.4.15 Stratasys Ltd.
  • 6.4.16 Victrex plc

7. 시장 기회 및 미래 전망