3D プリンティングには明るい未来がありますが、どのような進化が必要でしょうか?

3Dプリンティングは多くの分野に関わっており、当然「産業革命」という使命を担っています。より基本的な応用分野には金型製造や建築印刷があり、より高度な応用分野にはバイオプリンティングや細胞結合があります。生物学分野における3Dプリンティング技術の究極の目標は、生体材料と生体因子を正確に制御し、それらを正常な構造に組み合わせて活動を生み出し、自然な人体構造と組み合わせて臓器置換の目的を達成することです。

3D プリント、革新的な付加製造技術<br /> 今、OEM王の発言を振り返ってみると、決して衝動的に言ったのではなく、策略に満ちていた。テリー・ゴウが金型から事業を始めたことは、世界中の誰もが知っている。今日まで、生産能力と精度の面でiPhoneフレームのOEM需要を満たすことができるのはフォックスコンだけであり、彼はこれによって多くの利益も上げてきた。残念ながら、3Dプリントの影響を最初に受ける分野はおそらく金型業界であり、破壊的な影響をもたらす可能性が高い。この文脈では、ゴウ社長は常に最初に世論の優位性を獲得しなければならない。

伝統的な金型業界は一種の「減算型製造」です。分解されたiPhoneのフレームを見たことがある人は多いと思いますが、その精度はまさに芸術作品です。そのため、OEMは超高精度のツールと精密成形および研削システムを構成する必要があります。一部の寸法は0.01mmレベルにする必要があります。さらに、iPhoneのフレーム全体がアンテナです。バリやネジ穴のサイズの違いは、信号の問題を引き起こします。初期のiPhone 4の死のグリップは、その不正確な設計によるものでした。この状態での「減算的製造」は非常に骨の折れる作業です。四角い鉄片を薄い鉄片に「切る」場合、成形、リベット打ち、研磨、電気メッキなど、多くのステップを踏む必要があります。プロセス全体を終えると、歩留まりに大きな影響が出ます。しかし、考え方を付加的製造に変えて、事前に精密プログラムを設定すると、3Dプリントされたブラシヘッドは「精密工具」のように大きな抵抗を克服する必要がなくなります。プログラムに従って空気中に材料を蓄積するだけで、余分なバリは発生しません。プロセス全体が非常に簡単になり、歩留まりも良くなります。

もちろん、既存の3Dプリント技術では、iPhoneフレームの精密金型の製造を完成することはできません。まず、精密プログラムの成熟した事例はありません。さらに重要なのは、基本的な原材料を開発する必要があります。粉末に粉砕してプリンターで噴射できる材料を見つける必要があります。最後に、図面の要件に従って瞬時に結合する必要があります。この複雑なプロセスはまだ開発中です。同時に、伝統的な金型業界が「アップグレード」するための時間も残されています。そのため、郭ヘミンは最初に叫びました。これはギミックであり、顧客と競合他社を不注意に陥らせ、密かに研究開発、テスト、量産の進捗を加速させます。よく考えてみると、これは非常に賢いことです。ルーチンに関しては、古いものが依然として最高です。

公平に言えば、iPhoneスタイルの精密金型印刷は、おそらく3Dプリント積層造形の究極の目標と見なすことができます。大量生産にはまだ長い道のりがあるかもしれませんが、現在、精巧なおもちゃや、カップ、ボウル、箸などの家庭用品はすべて3Dプリントで完成できます。より大きな製品は3Dプリント住宅です。比較的成熟したシステムでは、3Dプリンターはわずか24時間で300平方メートルの別荘を完成させることができます。壁の厚さは30cm以上に達し、床構造は2〜3階に積み重ねることができます。相対的に言えば、3Dプリントの建築分野への応用はすでに「大量生産」の夜明けを迎えており、特殊モルタルや特殊コンクリートの配合はすでに比較的成熟しており、機械、制御、動作速度、ノズルの吐出などのシステム協調はますます完璧になっています。さらに重要なのは、一部の楽観主義者と急進主義者がすでに参入していることです。

おそらく、3Dプリントが建築分野で広く応用されれば、世界中の住宅価格の高騰はある程度緩和されるだろう。もちろん、3Dプリント建築技術が量産段階に進化するには、まだ多くの実験が必要だが、結局のところ、これは一般市民の命の節約と生命の安全に関係しており、誰も油断できない。

3Dバイオプリンティング、宇宙は最適な実験場か？
前述のように、3Dプリントの応用分野は非常に広く、さまざまな業界の科学研究神経を刺激しており、誰もこのような革命的な革命を見逃したくないでしょう。前述の積層造形やプリント建築はまだ完全には成熟しておらず、早急に進化させる必要があるが、より先進的な分野である3Dバイオプリンティングも同時に航海を始めており、宇宙に突入する計画もある。研究者たちは宇宙の「微小重力」という特殊な環境に注目している。現在、3Dバイオプリンティング技術は初期段階にあります。その目標は、医学、工学、電子工学、生物学の壮大な統合を実現し、最終的には人間の臓器と全く同じか、より優れた性能を持つ代替品を印刷して、将来、人間が「体の一部」をより簡単に交換できるようにすることです。

現在、研究者は人間の皮膚の断片を印刷することができるが、この技術はまだ臨床段階には入っておらず、臓器の最終的な印刷はさらに困難な作業である。研究者は複数の細胞組成と血管や神経をどのようにして人間のような組み合わせにするかを検討する必要があるからだ。 3Dプリンティングの研究者は、多数の実験と現代の材料科学技術の知識を通じて、微小重力環境では、地球上では作れない材料を生産できることを突き止めました。現在、3Dバイオプリンティングが直面している最大の問題は「材料問題」です。バイオプリンティングに使用される材料は、細胞の活動と組織の機能を保証する必要があり、医療の無菌基準を満たす必要があります。生体材料、細胞、成長因子の最適な組み合わせを知るには、多数の実験が必要です。

さらに、地球には複雑な大気があり、関連する事実により、一部の人間の細胞は「地球環境」では培養できず、ましてや長期間活動し続けることはできないことが証明されています。このような状況において、3Dバイオプリンティングが宇宙に突入することは、ぜひとも試してみなければならない道です。さらに、宇宙では骨や肝臓の働きを観察でき、高強度の紫外線などの過酷な条件下で細胞を選択することもできます。このようにして確立された3Dバイオプリンティングシステムは、本当に「優れた性能」を持つ人間の臓器を生み出し、自然な人間が服を選ぶように選択できるようになるかもしれません。

おそらく、私はあまりにも長い間科学技術の世界に浸りすぎていたため、科学技術に対する私の見方は常に「偉大な人々が革新的な技術を生み出し、革新的な技術はすべての生き物に利益をもたらす」というものでした。現在、最先端の3Dプリント研究者たちは、そのような偉大な人材になることを望んでいます。彼らの努力は、製造、建築、医療の分野で変革の原動力となり、全人類により良い生活をもたらすでしょう。想像してみてください。24時間で家をプリントするのは、テントを張るのと同じです。プログラムに従って自分で肝臓をプリントすれば、脂肪肝を心配する必要はもうありません... 3Dプリントが進化を遂げ、広く普及すると、人類の生産手段、不動産資源、医療技術が質的に飛躍し、生活がより良くなることは間違いありません。

出典：新しい科学的発見コンスタンティン

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