3Dプリント技術の将来に関するビジョンと懸念

2018年3月9日、フォーブスは中国の3Dプリント産業の発展に関するレポートを発表し、その中で中国の3Dプリント企業である連泰科技、西安ポリライト、湖南華樹高科技、上海銀創などについて言及しました。アメリカの3Dプリントメディア3ders.orgはかつて、上海のエンジニアリング会社が200平方メートルの3Dプリント住宅10棟を建設したと報じました。住宅の建設者である上海銀創装飾設計エンジニアリング株式会社はかつて、わずか4,800米ドルでコンクリート構造の3Dプリントを開始しました。

統計によると、中国の3Dプリント産業の規模は2015年には7億7,800万米ドル、2016年には9億2,600万米ドルでした。市場調査会社IDCは、中国が2017年に3Dプリンティングに11億ドルを費やしたと述べ、同国を「アジアの3Dプリンティング成長の原動力」と呼んだ。市場調査会社Markets and Marketsは、2023年までに世界の3Dプリンティング業界の市場総額は327億8,000万米ドルに達し、年間複合成長率は25.76%になると予測しています。調査会社は報告書の中で、生産コストの低下、製品のカスタマイズの容易さ、政府投資が成長を牽引していると述べた。中国の成長の大半は政府支援による投資によるもので、補助金によって半導体や電気自動車の開発がすでに促進されている。現在、中国は先進的な3Dプリンターを支援する政策を推進している。

また、中国政府は教育分野に3Dプリント技術を導入することで「将来の人材を育成」しようとしているが、これは現在中国には革新的な3Dプリント人材が不足しているため重要なことだ。 3D プリントされた自動車部品、建築模型、さらには料理教室用のゼラチンは、大学生の学習に役立ちます。また、バリューチェーンの上位に進むと、ヘルスケア、造船、航空宇宙でも 3D プリントされたアイテムが必要になります。

本当に専門家の予測通りになるのでしょうか？どれくらい自信がありますか？以下のメリットとデメリットを読んだら、メッセージを残してみんなと共有してください〜
有利な要因

政策支援<br /> 近年、3Dプリントは国内外で広く注目を集めており、国家ハイテク研究開発計画（863計画）に組み入れられています。また、全国の重要な工業都市も3Dプリントに関する支援や優遇政策を導入し、イノベーションを奨励し、このビジネスを積極的に発展させています。

国務院が発表した「中国製造2025」は、わが国が製造強国戦略を実行する最初の10年間の行動計画です。「中国製造2025」では、有利かつ戦略的な産業の急速な発展を促進するために、付加製造などの最先端技術や設備の研究開発を強化する必要があると言及されている。

2017年12月、工業情報化部、国家発展改革委員会など12の部門は「付加製造（3Dプリント）産業発展行動計画（2017～2020年）」を発行した。

計画では、2020年までに付加製造業界の年間売上高が200億人民元を超え、年間平均成長率が30％を超えると述べられています。主要なコア技術は国際同期開発のレベルに達し、プロセス設備は基本的に業界の応用ニーズを満たし、生態系システムの構築が大幅に改善され、一部の分野で大規模な応用が実現され、国際開発能力が大幅に向上しました。

いくつかの技術は世界をリードしています<br /> 現在、我が国の3Dプリント技術の一部は世界最先端のレベルにあります。その中で、レーザー直接金属加工技術は急速に発展し、特殊部品の機械的性能要件を基本的に満たしています。

この点に関して、西北工業大学の黄衛東氏のチームは、この種の技術を使用して金属部品を直接製造し、航空機エンジンブレードの再製造と修理に成功しました。

同時に、北京航空航天大学の王華明教授が主導する「航空機用チタン合金の大型で複雑な一体型部品のレーザー成形技術」により、わが国は高性能金属材料の3Dプリントで世界をリードする存在となり、現在ではわが国の航空宇宙分野で広く利用されています。

「3Dプリンティング」は科学研究から産業へ
2017年12月8日、南京国際青年会議センターで2017年世界インテリジェント製造会議 - 製造+付加製造技術フォーラムの特別イベントが開催されました。多くの業界専門家や大手企業のトップが、積層造形（通称「3Dプリンティング」）技術の最新の成果をその場で紹介しました。3Dプリンティングは徐々に科学研究から産業へと移行しつつあります。

3D プリンティングは現在、高性能な大型金属部品の製造に応用されています。 3D プリントは熱処理プロセスであるため、特に大型部品の製造では破損などの問題が発生しやすい欠陥が依然として多くあります。

大型金属部品積層造形国家工程研究室の張樹全副所長は、長年の科学研究を経て、ついに多くの材料の3Dプリントにおける問題を克服したと紹介した。3Dプリントできる最大の高性能金属部品は12平方メートルで、航空、原子力、自動車などの分野で広く使用されている。

モノのインターネット + 3D プリント<br /> ユビキタスなインターネット技術と成熟度が増す 3D プリンティングを組み合わせることで、強力なスマート製造エコシステムが形成され、設計者から消費者へのチャネルが開かれ、工場が消滅する可能性があります。

「Made in China」を「Smart Manufacturing in China」に変革するプロセスにおける3Dプリントの役割について言えば、3Dプリントはスマート製造の発展のための中核技術の一つであり、かけがえのない役割を果たしています。特に、3D プリンティング技術を、モノのインターネット、ビッグデータ、クラウドコンピューティング、ロボット工学、スマートマテリアルなどの他の先進技術と組み合わせることで、インテリジェントな産業エコシステムが形成されます。

デザイナーはデータベースプラットフォームにさまざまな革新的なデザインを配置し、ユーザーはモノのインターネット技術を通じて必要な製品を自由に選択し、自宅で印刷することで、あらゆるものの相互接続と印刷を実現します。

主要国との差は大きい<br /> 私の国は3Dプリントの分野で多数の特許を保有していますが、その品質は先進国に比べるとまだはるかに劣っています。私の国の 3D プリンティング分野では頻繁に引用される特許が大幅に少なく、特許請求の数も比較的少ないです。

出願件数は、技術の進歩性と複雑さをある程度反映するものであり、特許の質も反映します。中核技術と人材の不足は、中国における 3D プリンティングの発展を制限する主な要因です。

大量生産ができない 生産効率、材料不足、コア技術の欠如などの問題により、国内の3Dプリント企業は短期間で大量かつ大規模な生産を実現できない可能性があります。 3Dプリントされた携帯電話を例にとると、携帯電話は製造できるが、見ることはできるが使用できないことを意味します。そのため、3Dプリントされた製品に電子部品を追加することはできず、電子製品の大量生産が不可能になります。

その理由は、一方では、3D プリントで使用される消耗品が非常に限られているためです。現在、3Dプリントの原材料は主に石膏、無機粉末、感光性樹脂、プラスチック、セラミックなど10種類以上あり、特に金属は価格が比較的高価です。

国内の3D機器に対応する消耗品が不足している主な理由は、メーカーが利益が出ないため安価なものを生産したがらないことと、既存の技術が高価な消耗品に追いつけないことの2つです。政策支援や補助金がないため、メーカーは研究開発に資金と人件費を投入したがりません。

一方、3Dプリンターは非常に高価です。デスクトップ3Dプリンターのほとんどは10,000元前後です。中国には2,000元程度の機械もありますが、品質を保証するのは困難です。

さらに、3Dプリンティングには、製品の精度や生産時間などの生産効率に一定の制限があり、これも大量生産を妨げる主な理由の1つになっています。まとめると、今後 5 年間の 3D プリンティングの発展に自信はありますか?

出典: Secrets of the Rich in the Internet of Things、Little Geek、資料 + 編集。

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