3Dプリントは世界の設計と製造を変える

3D プリントは、ラピッドプロトタイピング技術であり、積層造形とも呼ばれます。この印刷システムは、コンピューターで作成された 3 次元デジタルモデルファイルを受け取り、金属やプラスチックなどの接着材料を原材料として使用し、材料を追加しながら層ごとにオブジェクトを構築します。 3Dプリントの発展は、もはやモデルやサンプルを印刷するだけではなく、機能的な製品を直接製造することに重点が置かれています。3Dプリントが従来の製造分野に参入することは、必然的に従来の産業と激しく競争し、新たな産業革命をもたらすでしょう。人々の3Dプリントに対する理解は概念段階から応用段階に移行しており、3Dプリント業界の発展はすぐそこまで来ています。

6月17日、仏山市南海区大理鎮で開催された「3Dプリンティングが製造業を再定義する」をテーマとした第5回世界3Dプリンティング技術産業会議で、HP 3Dプリンティングのグローバルプレジデントであるスティーブン・ニグロ氏は次のように述べた。「HPのビジョンは世界の設計と製造を変え、次の産業革命のリーダーになることを望んでいます。インダストリー4.0は、すべてを数字で制御し、すべてを自動化することです。3Dプリンティングは需要から生まれ、将来的には世界の12兆ドルの伝統的な製造市場を牽引し、これを基盤として毎年20％から30％の割合で成長すると予測されています。」

3D プリントはモノのインターネットの重要な原動力の 1 つです。<br /> モノのインターネットにより、自動化の余地が広がります。あらゆる生産リンクにインテリジェントな要素が組み込まれ、生産ラインを含むすべての生産設備がクラウドやインターネットに接続される可能性があります。ビッグデータの分析を通じて、どのようなユーザーが何を必要としているかを知ることができます。また、ビッグデータ分析を使用して、新しい市場がどこにあるのか、どのような製品を発売する必要があるのかを正確に定義することもできます。同時に、3Dプリントによる大量生産をより適切に実行するための高度なロボット技術も備えています。大量3Dプリント技術を通じて、3Dプリンター工場を形成できます。このようにして、将来の工場では、ロボットと3Dプリンターが連携して商品を自動的にピックアップし、後処理するのを見ることができます。

インダストリー 4.0 を開始するための重要な要素は 5 つあります。 1 番目は人工知能 (AI)、2 番目はビッグデータ、3 番目はモノのインターネット、4 番目はロボット、5 番目は 3D プリンティングです。モノのインターネットは幅広い概念です。例えば、携帯電話は典型的な例です。携帯電話はクラウドとネットワークに接続されているため、モノのインターネットの一部と言えます。携帯電話だけでなく、クラウドに接続された他の多くの民生用および産業用デバイスも、モノのインターネットの一部と見なすことができます。 3Dプリンティングも重要な原動力の一つです。なぜ人々は 3D プリンティングについてあまり聞いたことがないのでしょうか?特に過去には、3D プリントはプロトタイプの製作も含め、設計ツールとしての側面が強かったため、非常に狭い専門的な産業用途を対象としており、人々の生活からは程遠いものでした。現在、多くの3Dプリントは大量生産や消費者向けアプリケーションに近づいています。コストの削減、速度の向上、さまざまな材料の増加により、消費者の手にどんどん近づいています。たとえば、靴やメガネなどの3Dプリント製品も私たちの生活に近づき始めており、徐々に誰もが目にし、知るようになっています。このように、誰もが3Dプリントの概念を知っており、消費者市場でますます人気が高まっています。

MJF の利点<br /> HP の MJF (Multi Jet Fusion) には、他の 3D 印刷技術に比べて 3 つの主な利点があります。1 つ目は高速性です。熱可塑性 3D 印刷技術と比較すると、HP Thermoplastic は 10 倍高速です。 2 つ目は高品質です。HP 3D プリント部品の品質は、モデル製造に限定されるものではなく、工業グレードの機械アプリケーションにも十分対応できます。 3 つ目は、コストが非常に低いことです。これは従来の製造方法と同等であり、他の 3D 印刷技術よりもはるかに低くなります。印刷の高速化の可能性もあり、カラー化も含めて開発中です。今後はもっと高速化して印刷する方法が増えていくでしょうし、それは将来の可能性です。

3D プリンティング、MJF には、従来の射出成形製造方法に比べて多くの利点もあります。まず、小ロット生産に特に適しています。一般的に、射出成形や熱成形には射出成形機が必要です。一般的に、大型の金型には数百万個または数万個のそのような数量が必要であり、金型ごとに一定のコストがかかります。 3D プリントが小ロットの射出成形に適していない場合、HP の MJF は金型を開く必要がないため、大ロットだけでなく小ロットにも特に適しています。たとえば、複雑なモデルは、サブトラクティブカットや射出成形のいずれの場合でも、金型を使用して複雑な内部キャビティ構造や穴構造を作成することができないため、従来の射出成形方法では実現できません。これらのモデルは、積層造形または MJF 印刷を使用してのみ作成できます。

積層造形の実践<br /> HP の付加製造は高速、高品質、低コストであり、HP は非常に大規模なオープンマテリアルプラットフォームを備えています。他のパートナー、特に材料分野のパートナーは、HP と協力して何千もの材料を開発することができます。 HP には、さまざまなアプリケーションを指すオンラインリンクが多数あります。医療分野では、3Dプリント技術を利用して人体に合わせて足パッドをカスタマイズすることができ、医療用とスポーツ用の両方に使用できます。欧州の産業用途では、HP は鉄筋の塗装設計を専門とする企業と協力しました。このアプリケーションに基づいて、塗装用途向けの特殊なペイントグリッパー装置が設計され、コストと時間を迅速に節約し、効率を向上させることができます。ツールや固定具を節約する方法は数多くありますが、これらは従来のラピッドプロトタイピングと大量生産の中間にあります。3D プリントでツール、固定具、または金型を印刷することは、大量生産のアプリケーションに相当します。たとえば、車の内装は、特殊な形状の装飾や排気口を備え、より実物に近いものになっています。Go Pro カメラブラケットは非常に頑丈で耐久性があり、迅速かつ低コストで生産されています。さらに、お客様向けにカスタマイズした製品も提供できます。たとえば、お客様やお子様の顔や体を完全にスキャンできるカスタマイズされた人形などです。現在、海外でこれを行っている会社があります。さまざまな衣装を追加したり、ペイントしたりして、お客様やお子様の同じ比率の人形を自宅に届けます。
今後、HP は産業や製造業における 3D プリントのさらなる応用を発表する予定です。将来的には、その応用範囲はさらに広がると思います。

新しいテクノロジーの課題への対応<br /> すべての市場の需要を満たすことができる単一の技術は存在せず、すべてのアプリケーションをカバーしたり、すべての問題を解決したりできる単一の 3D プリント技術も存在しません。 HPの3Dプリント技術MJFは現在、主にプラスチックやナイロンを対象としています。 2つの側面から見ると、まず、HPは自社の印刷技術がまったく新しい破壊的イノベーションであり、3D印刷の状況を一変させる可能性があり、HPも主導的な地位を占めると考えています。第二に、HPの印刷技術が産業レベルで生産できない場合、HPはこの分野に参入しない可能性があります。プロトタイプの製造に限定すると、範囲が狭すぎます。 HPは、3Dプリンティングが将来的に主流の生産方式になる可能性が高いと判断し、3Dプリンティングの分野に参入し、生産レベルにまで推し進めてきました。将来的には、金属プリントが現在のプラスチックプリントと似た形になるかもしれないとも聞きます。これも画期的な技術で、金属の生産方法に革命を起こすでしょう。

現在、3D プリントが最も受け入れられている国が 2 つあります。1 つはドイツです。この国には多くの新しいアイデアがあります。たとえば、新しい 3D プリント会社がたくさんあります。これらの会社は、技術革新というよりも、アイデアにおいて革新的で先導的です。業界に関する洞察とアイデアにおいて、より先進的で先導的です。もう1つの国は、多くのイノベーションを起こしているアメリカです。この2か国は、積層造形法や3Dプリンティングを最も多く活用している国です。

インダストリー4.0自体はドイツが提唱したものです。実はドイツ政府が推進している計画で、産業改革や産業転換を推進するための詳細なタイムラインを持っています。もちろん中国には現在「中国製造2025」があり、他の国も違う名前で呼んでいます。ドイツのインダストリアル製造4.0を採用している人は多いです。アメリカには多くの革新があります。中国は2つの課題に直面しています。1つ目は、中国の現在の製造業があまりにも成功しすぎていることです。中国での生産や製造について話すとき、すべてが中国製であるかのように思えます。最初の課題は、中国の既存の製造業をいかにアップグレードし、中国がいかに新しいものを受け入れるかです。既存の成功した製造業の成果を打ち破り、何か新しいものを受け入れることが必要です。第二に、それは産業チェーンです。実際、中国は既存の成果を超えて、すでに達成した成果のいくつかをどのように変えるかを考える必要があります。たとえば、積層造形に基づくこれらの設計は、完全に革新的な考え方です。また、製造業の小さな部分だけではなく、生産末端だけではなく、産業チェーン全体のより深い上流・下流、あるいはより価値の高いものも存在します。中国の製造業は確かに非常に成功していますが、この成功に基づいてどのように新たな変化を受け入れるか、そして同時に、現在の成功を打破してより大きなレベルを受け入れることができるか、これらが現在私たちが直面している2つの課題です。

まとめると、HPは中国に30年以上進出しており、中国との長い歴史があり、共に発展してきたとも言える。 HPは中国に7,000人以上の従業員を抱えており、同社の製品はPCや印刷を含む中国のさまざまな市場をカバーしています。 HPと中国との協力は非常に深く、大規模です。HPは中国で合弁会社を設立した最初の外国テクノロジー大手です。そのため、現在 HP は藍湾情報局、大理鎮政府、南海区政府などと連携しており、これは HP の中国への注力が高まっていることを別の面からも示しています。これらに加えて、私たちはさらに多くの協力の機会を必要としており、より多くの実践的なプロジェクトを確立し、地域経済の変革を促進し、徐々により多くの協力を確立し、「中国製造2025」計画にさらに貢献するよう努めます。

出典：e-works

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