鋳造用3Dプリントに10億元以上を投資、他者支配から世界をリードへ

南極熊紹介：中国には、鋳造3Dプリントに注力するために10億人民元以上を投資した企業があります。

「わが国の伝統的な鋳造産業は、一般的に『粗雑で重労働』と形容される肉体労働が主流です。私はメンテナンス工場で9年間働いてきましたが、常に心の中に夢がありました。私たちの労働環境は改善できるのです。」 - 36歳の劉毅氏は、寧夏シェアリンググループ株式会社（以下、シェアリンググループ）の産業イノベーションセンター副ゼネラルマネージャーであり、インテリジェント製造研究所の所長です。

鋳造工場の労働者が白衣を着て空調の効いた環境でまともに働けるようにすることは、1990年代からシェアリングに携わるすべての人々が懸念してきたことだった。グループは産業の転換とアップグレードの問題点に焦点を当て、 10億人民元以上を投資して鋳造3Dプリントの産業応用技術とスマート工場の構築に注力しました。国内初を達成した後、その総合的な統合技術は世界をリードしています。

先日、CCTVで「大国の重機」シーズン2が放送され、その中でシェアリンググループの鋳造砂型コア3Dプリンターも紹介されました。このドキュメンタリーは、わが国の設備製造業の発展の見通しを期待するとともに、人々の「夢の共演」も続いています。

業界の現状を変える
ターゲット鋳造3Dプリント

Sharing Groupに入ると南側にある建物がラピッドプロトタイピングエンジニアリング技術研究センターです。

高さ5メートルを超える鋳造3Dプリント産業機械14台が整然と並んでいる。機械が稼働している音以外には騒音はなく、操作パネルの前で監視している数人のスタッフと、商品を配送するために行き来する1、2台のロボット以外には人影はない。

工房全体にクレーンや模型はなく、重労働もなく、温度差もなく、廃棄砂や粉塵の排出もなく、完全に常識を覆すものとなっています。

「鋳造所は以前はこんなふうではありませんでした」と劉毅さんは言う。

鋳造は設備製造業の基幹産業であり、我が国の鋳造生産量は16年連続で世界第1位を維持しており、まさに鋳造大国です。しかし、従来の鋳造設備は主に砂ミキサーであり、労働集約的で非効率的です。最も苛立たしいのは、劣悪な労働環境です。労働者は往々にして、良い顔で出勤しても、悪い顔で出勤します。時間が経つにつれて、第一線の技術者が大量に失われます。

30年以上鋳造に携わってきた会社の会長、彭凡さんは、この業界を立て直す方法をずっと考えてきた。 2012年にドイツで鋳造3Dプリント実験装置を見たとき、彼はこの技術がうまく利用されれば業界に大変革をもたらすだろうと気づきました。

3D プリントとは何ですか? 「実際、これは層を重ねる技術であり、3次元から2次元、そして3次元へと進むプロセスです。」劉毅氏は、この技術はまずスライスソフトウェアを使用して、物体を高さ方向に沿って薄い層に切り分ける、と述べた。このステップは、大まかに言えば、平面を層ごとに印刷し、それを積み重ねて3次元形状を形成すると見なすことができます。 3Dプリント技術には、鋳造分野における3DPと呼ばれる分野があり、現在、業界内で生産効率が最も高く、コストが比較的低く、産業的に推進するのが最も簡単です。

シェアリングの人々は、この方向に集中することにした。「以前は、鋳造品を作るには、まず同一のモデルを作る必要があり、完成までに2か月かかりました。」と劉毅氏は言う。しかし、鋳造3Dプリントではモデルは不要だ。ネガティブ膜を直接プリントアウトし、その上に溶けた鉄や鋼を注ぐのだ。鋳造品は手作業による組み立てが不要で、完成品は約1週間で生産できます。

困難を乗り越えるために全力を尽くす
外国の技術独占を打破する

鋳造3Dプリント技術を固めた後、彭凡はすぐに1億元近くを投資してドイツ製のプリンターを購入し、50人のチームを組織して「点」からの突破口を開き、プロトタイプの実験作業を正式に開始しました。

予想外に、すぐに問題が起こった。「材料やスペアパーツはすべて輸入しなければなりません。設備が故障したら、外国人に修理してもらわなければなりません。私たちにはそんな余裕はありません」と彭凡さんは嘆いた。

ある日、印刷中に突然機械が故障し、作業ボックスが開けられなくなり、そのまま「ストライキ」を起こしてしまいました。ドイツの供給業者に連絡したところ、相手側は、料金はエンジニアが飛行機に搭乗した瞬間から計算され、1時間あたり165ユーロになるよう要求した。

1週間後、エンジニアたちはようやく銀川に到着しましたが、古い問題が解決される前に、新たな問題が発生しました。共有グループが状況を報告すると、相手側は実際に首を横に振り、以前の障害を解決する責任のみがあり、新しい障害は手順を繰り返して解決する必要があると述べました。

ドイツのエンジニアたちは、機能しない機械と怒ったシェアラーたちを残して去っていった。

この状況はその後も何度も起こったため、2013年に彭凡は他者による制限という技術的な問題を具体的に解決することを決意した。この頃、劉毅は材料、プロセス、ソフトウェア、ハードウェアの総合的な研究開発を担当する重要な任務を託されました。

2年以上の探究と研究を経て、試作品がインクを噴射したとき、誰もが興奮して飛び上がりました。彼らは国産初、そして世界で最も効率的な鋳造3Dプリント試作品を構築し、ドイツの技術の多くの問題を改善したのです。

エンジンのシリンダーヘッドの鋳造品を例に挙げます。もともと砂型の部品は金属の型を使って20個近く作る必要があり、それを精密に組み立てるには熟練の作業員が必要で、上級技術者が半年間の研修を受けなければできない仕事でした。 3Dプリント技術の採用により、一回で印刷が完了でき、誤差は従来の1mmから0.3mmに減少し、生産効率は約3～5倍、歩留まりは20～30％向上しました。

鋳物の生産は複雑なものから単純なものへと変化し、伝統的な鋳物生産方法は「黒」から「緑」へと変化しました。生産がゼロエミッションを達成するにつれて、以前の砂型鋳造作業場は空調完備の工場に変わり、手作業による多品種少量生産の砂型鋳造生産方式が完全に覆されました。

業界の発展をリードする
強い国家の建設を促進する

「私の目標は産業のグレードアップです。『三部作』と表現するだけでは不十分です。現時点では『五部作』です」と彭凡は笑った。

主要なソフトウェアとハードウェアの技術で画期的な進歩を遂げた後、彼らはそれらを「ライン」に統合し、インテリジェントな生産ユニットの応用を実践することを決定しました。シェアードグループは、鋳造プロセスに基づいて、鋳造インテリジェントユニット向けのモジュール式およびプロセスベースのインテリジェント製造ソリューションを革新的に提案し、10を超えるインテリジェント生産ユニットの構築と改修を行ってきました。

シェアリングの人々は懸命に戦いました。劉毅はチームを率いて、鋳造3Dプリントの材料、プロセス、ソフトウェア、設備などの困難を次々と克服し、四川省に9つの設備を投資して生産ラインを設立しました。これは世界初の鋳造3Dプリントの産業応用生産ラインです。また、寧夏回族自治区銀川に世界初の1万トン鋳造3Dプリントスマート工場を建設して生産を開始し、鋳造3Dプリントの産業応用における国内初と鋳造業界の「グリーンでスマート」な変革を真に実現しました。

2016年2月、首相は寧夏を訪問し、シェアリンググループが「大きくて愚かで荒々しい」企業から「ほっそりとした優雅な女性」へと変身したことを称賛しました。これは新旧の運動エネルギーの転換を鮮やかに体現しています。

劉毅さんの夢は実現しましたが、Sharing People の夢はそれをはるかに超えています。

「この統合イノベーションを通じて、鋳造3Dプリント技術の利点を実証し、市場に投入し、業界にとって手頃な価格にしたいと考えています。棚の上の花瓶に過ぎないべきではありません。」彭凡氏は、次は他社のスマート工場の設計と構築を支援すると述べた。 2018年には合計10のデジタル実証工場が設計・構築され、これまでに3つが建設された。

現在、分享グループは全国初の46社のスマート製造パイロットモデル企業の一つであり、「大型高効率鋳造砂型付加製造設備」など国家重点研究開発計画の重点プロジェクトを担当している。また、国家スマート製造標準化総合グループの13の企業会員ユニットの一つでもある。

今後5年間で、年間成長率約20％で、企業発展の推進から産業発展の先導への変革を目指します。「2030年ごろ、新たな産業エコシステムを共同で構築し共有することで、我が国の鋳造産業が国際的リーダーの仲間入りを加速できるよう支援できることを期待しています」と彭凡氏は述べた。

これが分民の最大の夢であり、その名は「強い国づくり」です。

出典：科技日報