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유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장 개요
시장 규모 및 전망
Mordor Intelligence 보고서에 따르면, 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장은 2025년 95억 6천만 달러 규모에서 2030년까지 128억 7천만 달러에 이를 것으로 예상되며, 예측 기간(2025-2030) 동안 연평균 성장률(CAGR) 6.12%를 기록할 전망입니다. 3D 프린팅 산업이 빠르게 발전함에 따라, 프린터 기술의 진보에 발맞춰 유연 레진, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 기타 탄성 필라멘트와 같은 혁신적인 소재들이 적층 제조 분야에서 새로운 가능성을 제시하고 있습니다.
시장 성장 동력
이러한 유연 필라멘트 소재는 본질적인 장점으로 인해 주목받고 있습니다. 엘라스토머 및 TPU와 같은 유연 필라멘트를 3D 프린팅에 활용하면 상당한 충격 저항성, 탄력성, 내구성을 제공하여 외부 힘과 기계적 스트레스를 견디면서도 구조적 무결성과 형태를 유지하는 부품을 만들 수 있습니다. 이는 부품의 수명과 안전성을 연장하고 교체 및 수리 필요성을 최소화하며, 자동차, 항공우주, 스포츠 장비와 같이 부품이 일상적으로 충격과 스트레스를 받는 산업에서 특히 중요하게 평가됩니다.
시장을 견인하는 주요 동력은 다음과 같습니다:
* 연구 개발 및 3D 프로토타이핑 활성화: 다양한 산업 부문에서 연구 개발이 활발해지면서 3D 프로토타이핑 및 산업별 제품 혁신의 인기가 급증하고 있습니다. 디자이너들은 유연한 소재를 활용하여 실제와 같은 유연성으로 제품 기능을 테스트할 수 있습니다.
* 맞춤형 제품 수요 증가 및 디지털 제조 강조: 제조, 헬스케어, 자동차, 항공우주와 같은 분야에서 맞춤형 제품에 대한 수요 증가와 디지털 제조에 대한 강조는 3D 프린팅에서 유연 필라멘트 소재의 중요성을 부각시킵니다. 아디다스가 퓨처크래프트 4D(Futurecraft 4D) 신발에 3D 프린팅 기술을 활용하여 개별 착용자에 맞춰 중창을 맞춤 제작한 사례는 개인 맞춤형 제품에 대한 수요를 명확히 보여줍니다.
* 인더스트리 4.0 및 산업용 로봇 수요 증가: 산업계가 인더스트리 4.0의 진화를 수용함에 따라 산업용 로봇에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이는 전 세계적으로 유연 필라멘트 소재 시장의 중요성을 더욱 증폭시키고 있습니다.
주요 과제
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장은 소재 비용 상승이라는 주요 과제에 직면해 있습니다. 원자재 조달 비용의 상승은 제조업체의 생산 및 유통에 어려움을 초래하며, 경쟁력 있는 가격 유지를 어렵게 하여 궁극적으로 산업 성장을 저해하는 요인으로 작용하고 있습니다.
주요 시장 동향
1. 항공우주 및 방위 산업의 상당한 성장 예상
항공우주 및 방위 산업은 항공기 수주 잔고가 최고 수준에 달하고 제조업체들이 생산율을 높일 것으로 예상됨에 따라 성장이 전망됩니다. 방위 부문에서는 전 세계적인 긴장, 지정학적 위험, 회복 중인 미국 국방 예산, 그리고 중국, 인도, 일본과 같은 지역 강대국들의 지출 증가가 향후 몇 년 동안 전 세계 방위 부문을 강화할 것으로 예상됩니다. 에어버스(Airbus)는 향후 20년 동안 항공 교통량이 2.4배 증가하고, 42,000대 이상의 신규 항공기 수요가 발생할 것으로 예측하며, 이는 항공우주 및 방위 산업이 인더스트리 4.0, 디지털 제조와 같은 첨단 제조 공정을 채택하는 것을 가속화할 것입니다.
이러한 기술 변화의 핵심에는 가볍고 내구성이 뛰어나며 고성능을 자랑하는 3D 프린팅 필라멘트가 있습니다. 2023년 11월, 마크포지드 홀딩 코퍼레이션(Markforged Holding Corporation)은 항공우주 제조용 고성능 필라멘트 ‘베가(Vega)’를 공개하여 중량 감소, 비용 효율성, 리드 타임 절감 효과를 제공하며 3D 프린팅의 적용 범위를 확장했습니다.
2. 아시아 태평양 지역의 높은 성장률
아시아 태평양 전역에서 제조 시설의 증가는 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재에 대한 수요를 촉진했습니다. 이러한 급증은 특히 중국과 인도와 같은 개발도상국의 급속한 산업화에 크게 기인하며, 인도의 ‘메이크 인 인디아(Make in India)’와 중국의 ‘메이드 인 차이나 2025(Made In China 2025)’와 같은 정부 이니셔티브가 국내 제조 역량 강화를 지원하고 있습니다.
중국은 2023년 산업 생산량이 거의 40조 위안(약 5조 5,700억 미국 달러)에 달했으며, 14년 연속 세계 최대 제조국 지위를 유지하고 있습니다. 인더스트리 4.0으로의 명확한 전환과 함께 중국의 제조 부문은 급속한 확장을 앞두고 있습니다. 일본 또한 오래된 전통과 최첨단 기술을 융합하며, 사물 인터넷(IoT) 및 AI와 같은 인더스트리 4.0 요소를 통합하여 제조 혁신을 이끌고 있습니다.
아시아 제조 기업들은 신속한 프로토타이핑 및 재료 낭비 최소화와 같은 3D 프린팅의 장점을 인식하고 적층 제조를 적극적으로 도입하고 있습니다. 특히 엘라스토머 및 TPU와 같은 유연 필라멘트 소재는 기능성 프로토타입, 복잡한 파이프 및 매니폴드, 인체공학적 핸들 및 그립, 씰 및 개스킷 등 다양한 응용 분야에서 그 뛰어난 유용성이 부각되고 있습니다.
경쟁 환경
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장은 Höganäs AB, 3D Systems Corporation, Stratasys, Ltd., ExOne, Protolabs, Formlabs와 같은 글로벌 및 지역 주요 기업들이 경쟁하고 있습니다. 이들 기업은 시장에서의 입지를 강화하기 위해 파트너십, 합병, 인수 및 투자 등 전략적 움직임을 활발히 전개하고 있습니다.
헬스케어 부문은 적층 제조를 빠르게 수용하여 보철물, 보조기, 맞춤형 수술 장치 등에서 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재의 적용이 증가하며 상당한 시장 기회를 창출하고 있습니다. 향후 소재 혁신, 특히 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 향상된 제형은 우수한 탄성, 내구성 및 내마모성을 제공할 것이며, 새로운 전도성 필라멘트의 등장은 유연성과 전기 전도성을 결합하여 웨어러블 전자 제품 및 소프트 로봇 공학 분야에서 획기적인 발전을 이끌 것으로 기대됩니다.
최근 산업 동향
* 2024년 7월: 밤부 랩(Bambu Lab)은 고속 PETG HF 필라멘트를 출시하여 품질 저하 없이 프린팅 속도를 향상시켰습니다. 이 필라멘트는 특히 강도와 내구성이 요구되는 다양한 응용 분야에서 성능을 향상시킬 것입니다.
* 2023년 10월: 에보니크(Evonik)는 3D 프린팅 의료용 임플란트에 맞춰진 새로운 탄소 섬유 강화 PEEK 필라멘트를 공개했습니다. 이 혁신적인 생체 재료는 표준 압출 기반 3D 프린팅 방법과 호환됩니다.
다음은 ‘유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장’ 보고서의 주요 내용을 요약한 것입니다.
본 보고서는 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재는 적층 제조(additive manufacturing)에 활용되어 3차원 물체를 생산하며, 주로 ABS, PLA, PETG와 같은 열가소성 폴리머로 제작되지만 나일론 및 탄소섬유와 같은 특수 소재도 포함됩니다.
1. 연구 범위 및 방법론
본 연구는 전 세계 다양한 기업들의 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 판매 수익을 추적합니다. 또한, 시장 추정 및 예측 기간 동안의 성장률을 뒷받침하는 주요 시장 변수, 근본적인 성장 동인, 주요 공급업체를 분석합니다. 특히, COVID-19 팬데믹의 후유증과 기타 거시경제적 요인이 시장에 미치는 전반적인 영향도 심층적으로 분석하며, 다양한 시장 부문에 대한 시장 규모 및 예측을 포함합니다.
2. 시장 규모 및 예측
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장은 2024년 89억 7천만 달러로 추정되었으며, 2025년에는 95억 6천만 달러에 도달할 것으로 예상됩니다. 이후 연평균 성장률(CAGR) 6.12%를 기록하며 2030년에는 128억 7천만 달러 규모로 성장할 것으로 전망됩니다.
3. 시장 세분화
시장은 크게 두 가지 기준으로 세분화됩니다.
* 적용 분야별: 자동차, 소비재, 헬스케어, 항공우주 및 방위, 기타 산업으로 나뉩니다.
* 지역별: 북미, 유럽, 아시아 태평양(아시아, 호주, 뉴질란드를 포함), 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카로 구분됩니다. 각 세그먼트별 시장 규모 및 예측은 가치(USD) 기준으로 제공됩니다.
4. 시장 동인 및 제약
* 시장 동인: 인더스트리 4.0의 인기 증가와 다양한 산업 분야에서 맞춤형 제품에 대한 수요 증가가 시장 성장을 견인하는 주요 요인으로 작용합니다.
* 시장 제약: 높은 생산 비용은 시장 성장을 저해하는 주요 제약 요인 중 하나입니다.
5. 시장 통찰력 및 경쟁 환경
보고서는 시장 개요, 산업 가치 사슬 분석, 포터의 5가지 힘(공급업체 및 소비자의 교섭력, 신규 진입자의 위협, 대체 제품의 위협, 경쟁 강도) 분석을 통해 산업의 매력도를 평가합니다. 주요 경쟁 기업으로는 Höganäs AB, 3D Systems Corporation, Stratasys, Ltd., ExOne, Formlabs, Protolabs, Markforged Holding Corporation, Evonik, Bambu Lab, Arkema S.A. 등이 있습니다.
6. 지역별 주요 특징
아시아 태평양 지역은 예측 기간(2025-2030년) 동안 가장 높은 연평균 성장률을 보일 것으로 예상되며, 2025년에는 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 전망됩니다.
7. 보고서 구성
본 보고서는 서론, 연구 방법론, 요약, 시장 통찰력, 시장 역학, 시장 세분화, 경쟁 환경, 투자 분석, 시장의 미래 등 포괄적인 내용을 담고 있어 시장에 대한 깊이 있는 이해를 돕습니다.
이 보고서는 유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장의 현재 상태와 미래 전망을 이해하는 데 필수적인 정보를 제공합니다.
1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 통찰력
- 4.1 시장 개요
- 4.2 산업 가치 사슬 분석
- 4.3 산업 매력도 – 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
- 4.3.1 공급업체의 교섭력
- 4.3.2 소비자의 교섭력
- 4.3.3 신규 진입자의 위협
- 4.3.4 대체 제품의 위협
- 4.3.5 경쟁 강도
- 4.4 COVID-19 후유증 및 기타 거시 경제 요인이 시장에 미치는 영향
5. 시장 역학
- 5.1 시장 동인
- 5.1.1 산업 4.0의 인기 상승
- 5.1.2 다양한 산업에서 맞춤형 제품에 대한 수요 증가
- 5.2 시장 제약
- 5.2.1 높은 비용
6. 시장 세분화
- 6.1 애플리케이션별
- 6.1.1 자동차
- 6.1.2 소비재
- 6.1.3 헬스케어
- 6.1.4 항공우주 및 방위
- 6.1.5 기타
- 6.2 지리별
- 6.2.1 북미
- 6.2.2 유럽
- 6.2.3 아시아
- 6.2.4 호주 및 뉴질랜드
- 6.2.5 라틴 아메리카
- 6.2.6 중동 및 아프리카
7. 경쟁 환경
- 7.1 기업 프로필
- 7.1.1 Hoganas AB
- 7.1.2 3D Systems Corporation
- 7.1.3 Stratasys, Ltd.
- 7.1.4 ExOne
- 7.1.5 Formlabs
- 7.1.6 Protolabs
- 7.1.7 Markforged Holding Corporation
- 7.1.8 Evonik
- 7.1.9 Bambu Lab
- 7.1.10 Arkema S.A.
- *목록은 전체가 아님
8. 투자 분석
9. 시장의 미래
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재는 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Elastomer, TPE) 계열의 고분자 물질로, 3D 프린팅 기술 중 FDM(Fused Deposition Modeling) 또는 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식에서 유연하고 탄성 있는 결과물을 제작하는 데 사용되는 필라멘트입니다. 이 소재는 일반적인 경질 플라스틱(PLA, ABS 등)과 달리 고무와 유사한 특성을 지니며, 외부 힘에 의해 변형된 후에도 원래 형태로 복원되는 뛰어난 탄성 및 유연성을 자랑합니다. 높은 내마모성, 충격 흡수성, 그리고 화학적 저항성 또한 주요 특징으로, 다양한 산업 분야에서 기능성 부품 제작에 필수적인 역할을 수행하고 있습니다.
유연 필라멘트의 대표적인 종류로는 TPU(Thermoplastic Polyurethane)와 TPE가 있습니다. TPU는 현재 가장 널리 사용되는 유연 필라멘트 소재입니다. 뛰어난 탄성, 높은 내마모성, 내유성, 내화학성 및 우수한 인장 강도를 가지고 있습니다. 쇼어 경도(Shore Hardness)에 따라 다양한 유연성을 제공하며, 비교적 안정적인 프린팅 특성으로 인해 초보자부터 전문가까지 폭넓게 활용됩니다. TPE는 TPU를 포함하는 더 넓은 범주의 소재입니다. 고무와 플라스틱의 특성을 모두 가지며, 매우 부드러운 촉감부터 비교적 단단한 유연성까지 다양한 스펙트럼을 제공합니다. TPC(Thermoplastic Copolyester) 등 다른 종류의 TPE도 존재하나, 3D 프린팅 분야에서는 TPU가 가장 보편적으로 사용됩니다. 이 외에도 순수한 TPU/TPE만큼 유연하지는 않지만, 기존 PLA나 PETG의 장점(쉬운 프린팅)과 일정 수준의 유연성을 결합한 유연성 PLA/PETG 블렌드 소재도 존재합니다. 이는 프린팅 난이도가 낮아 유연성이 크게 중요하지 않은 경우에 대안으로 사용될 수 있습니다.
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재는 그 독특한 특성 덕분에 광범위한 분야에서 활용되고 있습니다. 웨어러블 기기 및 소비재 분야에서는 스마트워치 스트랩, 신발 깔창, 휴대폰 케이스, 보호 장비, 패션 액세서리 등 개인 맞춤형 제품 제작에 이상적입니다. 의료 및 보건 분야에서는 보철물, 의족/의수 부품, 정형외과용 보조기, 해부학적 모델, 수술 시뮬레이션용 장기 모델 등 환자 맞춤형 의료기기 및 교육용 모델 제작에 기여합니다. 로봇 공학 분야에서는 소프트 로봇의 그리퍼, 액추에이터, 유연한 관절 부품 등 로봇의 움직임을 부드럽고 안전하게 만드는 데 사용됩니다. 자동차 및 산업 분야에서는 개스킷, 씰, 진동 흡수 부품, 덕트, 맞춤형 공구 손잡이, 보호 커버 등 내구성과 유연성이 요구되는 기능성 부품 제작에 활용됩니다. 또한, 제품 개발 단계에서 유연한 시제품이나 최종 기능성 부품을 빠르고 효율적으로 제작하는 데 필수적입니다.
유연 필라멘트 3D 프린팅의 성공적인 활용을 위해서는 소재 자체뿐만 아니라 다양한 관련 기술의 이해와 발전이 중요합니다. 3D 프린터 하드웨어 측면에서 유연 필라멘트는 압출 과정에서 쉽게 휘거나 꼬일 수 있으므로, 필라멘트를 노즐까지 직접 밀어주는 다이렉트 드라이브(Direct Drive) 방식의 익스트루더가 보우덴(Bowden) 방식보다 유리합니다. 또한, 안정적인 베드 온도 유지 및 정밀한 노즐 제어 기술이 중요합니다. 슬라이싱 소프트웨어는 유연 필라멘트의 특성을 고려한 최적의 프린팅 설정을 제공합니다. 낮은 프린팅 속도, 최소화된 리트랙션(Retraction) 설정, 적절한 노즐 및 베드 온도, 냉각 팬 제어 등이 핵심이며, 내부 채움(Infill) 패턴과 밀도 조절을 통해 최종 출력물의 유연성을 미세하게 조정할 수 있습니다. 소재 과학 및 공학 분야에서는 새로운 유연 고분자 개발, 기존 소재의 물성 개선(예: 내열성, 내화학성, 생체 적합성 향상), 복합 소재 개발 등을 통해 유연 필라멘트의 적용 범위를 넓히고 있습니다. 일부 유연 소재는 특정 후처리(예: UV 경화)를 통해 물성을 더욱 강화하거나 표면 품질을 개선할 수 있습니다.
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재 시장은 맞춤형 제품, 기능성 시제품 및 소량 생산의 수요 증가에 힘입어 꾸준히 성장하고 있습니다. 특히, 의료, 자동차, 소비재 산업에서 유연하고 내구성 있는 부품에 대한 요구가 커지면서 시장 확대가 가속화되고 있습니다. 현재 시장은 TPU 기반의 필라멘트가 주도하고 있으며, 다양한 경도와 색상의 제품이 출시되어 사용자 선택의 폭이 넓어졌습니다. 그러나 경질 소재에 비해 상대적으로 높은 소재 가격, 느린 프린팅 속도, 그리고 프린팅 난이도(스트링 현상, 막힘 등)는 여전히 시장 성장의 제약 요인으로 작용하고 있습니다. 주요 소재 제조사 및 3D 프린팅 필라멘트 브랜드들이 기술 개발과 제품 개선에 적극적으로 투자하며 이러한 한계를 극복하려 노력하고 있습니다.
유연 필라멘트 3D 프린팅 소재의 미래는 매우 밝습니다. 소재 혁신 측면에서는 더욱 향상된 물성(예: 고온 저항성, 생체 분해성, 전도성)을 가진 새로운 유연 소재 및 복합 소재의 개발이 가속화될 것입니다. 다중 소재 프린팅 기술과의 결합을 통해 하나의 부품 내에서 다양한 유연성을 구현하는 것도 가능해질 것입니다. 프린터 기술 발전 측면에서는 유연 필라멘트 전용 프린터 및 익스트루더 기술이 더욱 발전하여 프린팅 속도와 안정성이 크게 향상될 것입니다. 사용자 친화적인 인터페이스와 자동화된 설정 기능이 보편화되어 프린팅 난이도가 낮아질 것으로 예상됩니다. 적용 분야는 소프트 로봇, 웨어러블 센서, 스마트 의류, 맞춤형 임플란트 등 첨단 기술 분야에서의 활용이 더욱 확대될 것입니다. 특히, 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 기술과의 융합을 통해 복잡한 유연 구조물의 설계 및 프린팅 최적화가 가능해질 것입니다. 마지막으로, 생산 규모의 확대와 기술 발전에 따라 소재 및 프린팅 비용이 점차 감소하여 더 많은 기업과 개인이 유연 필라멘트 3D 프린팅 기술을 활용할 수 있게 될 것입니다. 이러한 발전은 유연 필라멘트 3D 프린팅이 단순한 시제품 제작을 넘어 최종 제품 생산의 핵심 기술로 자리매김하는 데 기여할 것입니다.