3Dプリンティングはインテリジェントな製造へと向かうが、パーソナライズされたカスタマイズは課題である

3Dプリンティングはかつて非常に人気があり、自動車部品の3Dプリンティング、航空機エンジンのプリンティング、さらには人間の臓器のプリンティングなどのアプリケーションが登場し、市場の注目を集めました。現在、国内の3Dプリント産業は形を整えています。3Dプリント技術は、航空、軍事から医療、文化創造まで幅広い業界で活用でき、伝統的な製造業の革新を推進しています。 3Dプリントを研究する専門家は、3Dプリントは製造業の対極ではなく、「製造業の革新をリードする共通技術」であると述べています。現在、伝統的な製造業がインテリジェント製造業に転換するためには、3Dプリント技術と人工知能、ビッグデータなどの技術との融合を強化する必要があります。

エンパワーメント
伝統的なものづくりの「華麗なる変革」を推進
ヘッドフォン、宝石、飛行機、車、さらには人間の歯や心臓までも印刷できます。今日、3D プリントは実現不可能な想像を可能にしています。これは、デジタルモデルファイルをベースに、粉末金属やプラスチックなどの結合材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築する技術であると理解されています。

記者はインタビューから、新興企業である佛山国恒科技が3Dプリント技術を自動車、航空、宇宙、造船、設備製造などの市場に応用し、主に工業用アプリケーションの顧客にサービスと設備を提供し、2017年に700万元以上の売上高を達成したことを明らかにした。例えば、自動車分野では、自動車会社が独自に開発した単品・小ロットの部品を提供しています。「従来の技術では、生産工程を完了するのに3～6か月かかっていましたが、現在では3Dプリント技術により、必要な部品をわずか15～30日で提供できるようになり、研究開発サイクルと生産コストを大幅に節約できます。」国恒科技のゼネラルマネージャーである陳耀波氏は、今日の自動車産業の急速な発展もこの技術の推進と切り離せないものだと語った。

陳耀波氏は10年以上にわたり3Dプリント業界に携わっています。同氏は記者団に対し、3Dプリント技術は主に電子消費財のデスクトップ3Dプリントに反映されており、教育やメーカーに深く応用され、実践的なトレーニング教育の重要なテーマとなっている、産業への応用は企業が個性的なカスタマイズを開発し実現するための主な手段となっていると語った。「現時点では、効率とコストがまだ大量生産サイクルに組み込まれていません。材料が普及し、設備サイクルが効率的である限り、3Dプリンティングは主流の工業生産における先進技術になると信じています。」

中国証券の分析によると、3Dプリントの核心価値は2つの側面に反映されている。第一に、従来の生産方法では生産できないパーソナライズされた複雑で難しい製品を、3Dプリント技術で直接製造できるということ。第二に、従来の方法で生産できるものの、投資コストが高すぎてサイクルが長すぎるということ。3Dプリント技術は、スピード、利便性、サイクルの短縮、コスト削減という目標を達成できる。

「3Dプリントは伝統的な製造業の対極ではなく、製造業の革新をリードする共通技術です。」中国の機械製造と自動化の分野の専門家である陸炳衡氏はかつて、例えば航空宇宙分野では、3Dプリント技術によって材料利用率が5％から85％に向上し、生産サイクルが数ヶ月から数日に短縮されると語った。「3Dプリンティング技術は製造業に役立ちます。製造業の需要は大きいので、3Dプリンティング技術は確実に急速に発展するでしょう。」

応用
医療分野は業界から好まれている<br /> 3D プリント技術は、当初の華やかな概念から脱却し、主に家電、自動車、航空宇宙、医療分野を中心に、徐々に産業に応用されつつあることが分かっています。その中でも、医療業界がほとんどの起業家の選択肢となっています。

広州のHeige Technologyは、3Dプリントアプリケーションとデジタルインテリジェント製造技術を中核とする技術革新主導型企業であり、口腔医療はその主要な方向性の1つです。記者が調べたところ、Heige Technology には創立メンバーが 7 名おり、全員が米国のトップ 3 公立大学の出身者であるという。留学中、桂培燕氏が率いる7人の留学生がチームを結成し、3Dプリント技術を独自に開発し始めた。彼らが開発した最初の製品は3Dプリントされたカスタムヘッドフォンで、半年以内に利益を上げました。その後、北米のスタートアップコンテストに参加し、1位を獲得し、ベンチャーキャピタル機関の注目を集めました。しかし、90年代以降に中国に留学した数人の留学生は、2015年に中国に戻り、自らのビジネスを始めることを選択しました。

2017年、同社はデジタル口腔医療業界に参入し、樹脂歯、鋳造歯、目に見えない矯正器具、いびき補助具などのカスタマイズされた歯科製品の3Dプリントに注力しました。「将来、3Dプリンティングは非常に重要な部分の診断と治療をカバーするようになります。例えば、歯科の分野では、口腔スキャナーと3Dプリンターを使用して、現場でデータの分析と処理を行い、それをプリンターでリアルタイムに印刷することができます。」Heige Technologyの創設者兼CEOであるGui Peiyan氏は、同様に他の分野でもパーソナライゼーションの新たな革命が実現すると考えています。現在、独自に開発した3Dプリント技術、デジタル設備、インテリジェントシステムなどを通じて、口腔医療のデジタル変革の産業チェーン全体を深く構築しただけでなく、消費やエレクトロニクスなどの複数の業界を巻き込み、伝統的な産業に力を与えています。

義肢、矯正器具、補聴器から歯、心臓模型、ステント、その他のインプラントまで、3D プリント技術が医療分野に応用されている事例は数え切れないほどあると理解されています。例えば、Guangzhou Huatai 3D は、埋め込まれたトポロジカルフレームメタルを使用して、腰椎、膝関節、股関節などを製造しています。創業者の朱先文氏が以前「広州夜間イノベーションヒーロー会議」で述べたところによると、この方法で作られた骨は、その特殊な構造により、人体の血液や組織と一緒に成長することができるという。 3Dインプラントプリントが登場する前は、損傷した骨には主にステンレス鋼やチタンメッシュが埋め込まれていましたが、これらは人体内で長期間保存することができませんでした。

朱先文氏の見解では、3Dプリンティングは設計と製造の複雑さを大幅に軽減しました。精密な設計により、従来のプロセスでは処理できない複雑な構造を製造できます。また、低コストと短い生産サイクルの利点もあります。特に、電力設備、航空宇宙、自動車、医療機器などのハイエンド製品の主要部品の製造に適しています。

議論
パーソナライズされた生産は課題に直面<br /> 未来産業研究所のデータによると、中国の3Dプリント産業の市場規模は2016年に100.2億元に達し、2017年には約178.8億元でした。しかし、3Dプリンティング業界は現在投資段階にあり、多くの企業が研究開発費の高さと利益サイクルの長さという問題にも直面しています。

南極熊3D印刷の統計によると、2018年上半期、新第三板市場には17社の3Dプリントコンセプト企業があった。そのうち、楽彩科技、光華維業など設備製造に従事する企業が大多数を占め、材料やサービスに従事する企業は比較的少ない。シャイニング3D、リアンタイテクノロジー、天宏レーザーなど黒字企業は7社あり、40％を占めている。残りの60％は赤字状態だ。

Shining 3Dは、3Dプリント産業チェーン全体の中で最も完全なレイアウトを備えたリーディングカンパニーであると認識されており、現在、工業製造、教育消費、バイオメディカルなど、複数の応用方向に向けた3Dプリント製品を開発し、良好な商業収益化を実現しています。 2018年上半期、Xinlin 3Dの売上高は1億4500万元、純利益は651万元だった。

記者は、天元3D、嘉義高科技などが大きな損失を被ったことを突き止めた。そのうち、天元3Dは産業用3Dスキャン設備とサービスを提供する企業で、2018年上半期の損失は352万元で、前年同期比383.37%の減少となった。年次報告書によると、研究開発への投資は329万5100元増加した。嘉義ハイテクはスキャナーやアプリケーションなどのサービスも手掛けており、2018年上半期に263万元の損失を出した。さらに同社は2016年と2017年の2年連続で大きな損失を被った。市場拡大の取り組みが不十分なことに加え、「3D+医療」と「3D+教育」における多額の研究開発投資とビジネスプラットフォーム構築費用も損失の主な原因であると理解されています。

3Dプリント技術の幅広い応用可能性にもかかわらず、企業が利益を上げるのが難しいのはなぜでしょうか？研究開発に多額の投資が必要であることに加え、パーソナライゼーションにも課題があることがわかっています。パーソナライゼーションはもともと3Dプリンティングの大きな特徴でしたが、このため企業が大規模な大量生産を行うことは困難です。この点について、広州星友科技有限公司の総経理である侯潔氏は、効率、スピード、コストの面で、従来の製造業に完全に取って代わる技術ツールは存在しないと述べた。 3D プリントは技術的には可能であっても、すべての業界に適用できるわけではないため、実務者は考え方を変える必要があります。

陳耀波氏の意見では、3Dプリントは基本的に「個別積層」技術に基づいている限り実現可能である。しかし、この技術は応用範囲が広いため、各プロセスには材料と産業を統合する独自の方法もある。したがって、材料において画期的な進歩や革新を起こせる人は誰でも業界のリーダーになれるのです。「産業界も新素材の研究開発に引き続き力を入れていく必要がある」

桂培燕氏はまた、現在の3Dプリントの応用市場は設計段階の試作からカスタマイズツールの生産・製造段階へと高まっているが、本当に大量生産を実現するには、技術と材料の性能向上に加え、生活における応用シナリオの拡大と探求に時間がかかるだろうと認めた。

出典: インフォメーションタイムズ

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