3D プリンターは製造業に革命をもたらすでしょうか?

2012 年 4 月、エコノミスト誌の記事によって 3D プリンティングが急速に普及し、「第 3 次産業革命」とさえ呼ばれるようになりました。 3Dプリント技術は誕生から20年以上経ち、航空宇宙、自動車、金型、バイオメディカル、エレクトロニクス、建設などの専門分野や、個人消費、オフィス、教育などの一般分野でも幅広く利用されてきました。高度な 3D レーザープリンターは、プラスチック、ワックス、砂を焼結または融合できるだけでなく、金属を直接焼結することもできます。北京航空航天大学の国立航空宇宙研究所には、中国最大の3Dレーザープリンターが設置されている。このプリンターは長さ12メートルで、チタン製の機体フレームや高強度鋼製の着陸装置など、中国の民間航空機プロジェクト向けの大型で複雑な部品の製造に使用されている。

海外の専門家はかつてこう言った。「3Dプリンティングは、私たちが製造するほぼすべてのものに革命を起こす可能性を秘めている。」前述のように、3D プリントは製造業界に破壊的な革命をもたらす可能性を秘めていますが、現時点では、3D プリントの流行は破壊的な革命をもたらすほど普及していません。「3D プリントは第三次産業革命を推進できる」という噂がインターネット上で広まっていますが、今のところ、第三次産業革命の厳密な定義を示した人はいません。第三次産業革命が何であるかさえ理解していないのに、それが革命を推進できるかどうか、どうやって結論づけることができるのでしょうか。

ご存知のように、第一次産業革命は蒸気機関の発明によって代表され、第二次産業革命は電気の使用と内燃機関の発明によって代表されました。この二つの産業革命の後、生産能力は大きく進歩しました。まだ改善の余地は大きいものの、生産能力の進歩は第一次産業革命と第二次産業革命の派生としか考えられません。第三次産業革命を厳密に議論するならば、製品の製造単位を工場から解放し、誰もが工場になれるようにしながら、第一次産業革命と第二次産業革命の成果を完璧に結びつけるのが第三次産業革命であるべきだと考えています。
過去2回の産業革命と比較すると、3Dプリント技術の普及により、現代の製造業はもはや工場を使用するのではなく、人材、資本、設備などの生産要素を大規模に集中させる生産方法ではなく、より少ない投資で済む3Dプリンターをベースにしたより柔軟な生産方法へと変化する可能性があります。この傾向は「社会化製造業」と呼ばれています。このアプローチが広く普及すると、誰もが工場になることができます。

現在の 3D プリンターの開発動向は、過去のコンピューターの開発動向とほぼ同じです。当初は、大きくてかさばり、非常に遅いものでした。しかし、今日のコンピューターの発達により、この傾向は完全に覆され、より軽量かつ高速になりました。今日の 3D プリンターが抱える主な問題の 1 つは、印刷速度が遅すぎることです。しかし、製造業が発展し続ける限り、より優れた材料形成方法が登場したり、既存の 3D 印刷方法に革命的な革新がもたらされたりするかもしれません。

では、3D プリンターは製造業界に破壊的な革命をもたらすのでしょうか? 3D プリントの新しいトレンドはパーソナライゼーションにあります。その力は業界を転覆させることではなく、人々のものづくりの能力を転覆させることにあります。従来の製造業の現在の産業プロセスを置き換えることはできません。材料強度が低い、出力効率が低い、生産精度が低いなどの欠点がありますが、設計プロトタイプの作成に使用でき、人々の設計方法を増やすことができます。従来のプロセスでは、企業が資金調達、設計、生産、販売、プロモーションの責任を負います。おそらく、新しいプロセスは個人によって設計され、クラウドファンディングによって資金が調達され、サードパーティのメーカーによって生産され、インターネットを通じて販売および宣伝されるでしょう。これにより、真の創造性が企業の手から才能ある個人へと移ります。これは人類史上のもう一つの破壊的革命とも言えるでしょう。

個人の創造性を促進する上での 3D プリントの難しさは、人々に自分のアイデアをコンピューター上の仮想モデルに変換させる方法にあります。 2D 空間で 3D モデルを設計するにはどうすればよいでしょうか?コンピュータの 2D ディスプレイ画面の性質上、3D モデルを直感的に作成するのは困難です。将来的には、仮想現実や 3D スキャナーを使用するなど、モデルを作成するためのより優れた方法が見つかるかもしれません。

3D プリント技術は革命的ですが、必ずしも破壊的というわけではありません。それは製造業の魂となるかもしれないが、製造業のすべてではない。 3D プリンティングは、特に複雑な製品の場合、設計から試作、そして大規模製造までのライフサイクルを短縮します。しかし、まだ改善と拡張の余地は大きく残っています。今日の 3D プリント技術は依然として急速に発展しており、小型モデルの印刷に適しています。特に大型の設備や建物などの場合、時間とコストの面で総合的な競争上の優位性が得られない可能性があります。

しかし、3D テクノロジーが今後も最適化され、改善される可能性は否定できません。さまざまな業界や市場セグメントのニーズにより適した、より専門的な製品を発売できれば、この分野で競争力を獲得できるでしょう。同時に、産業構造を大きく変え、製造業を労働集約型産業から技術集約型・資本集約型産業へと徐々に転換させます。設計から製造までのサイクルが短縮されることで、製品に対するユーザーの需要を獲得することが容易になり（コスト効率も向上し）、製品を継続的に改善する能力が大幅に向上します。

このようにして、新製品の開発はより頻繁に反復されることになります。製造業における労働力の需要は減少する一方で、設計人材や製品マネージャーの需要は増加するでしょう。製造業における固定資産投資需要は今後も増加し続けるでしょう。したがって、製造業は徐々に労働集約型産業から技術集約型・資本集約型産業へと変化していくでしょう。

では、3D プリンティングは破壊的な革命をもたらすのでしょうか?重要な問題は、その力が伝統的な製造業を打倒できるかどうかではなく、個人の創造性を高めることができるかどうかです。 3D プリンティング自体は機械製造（機械製造の 3 つの主要カテゴリのうちの付加製造）の一種であり、3D プリンティング技術の成熟は機械製造の成熟も意味します。道具を作るのは人間です。これからのトレンドは、個人の創造性を工場から解放し、イノベーションを起こす力をすべての人に取り戻すことにあるはずです。

出典：中国科学普及ネットワーク

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