ブロックチェーンは3Dプリントを大規模産業化に導く鍵となるかもしれない

積層造形のデジタル属性は、この製造方法が共有や転送が容易であることを決定し、ブロックチェーンと積層造形の組み合わせには一定の互換性のある属性があります。ただし、積層造形のデジタル属性は、設計知的財産の保護、製造における品質の追跡可能性など、多くの頭痛の種ももたらします。デロイトは、<3D ブロックチェーンのチャンス> の中で、積層造形向けデジタルスレッド (DTAM) の概念について言及し、デジタルスレッドが積層造形に広く導入されておらず、積層造形が工業生産段階に入るのが制限されていると指摘しました。

デロイトは報告書の中で、ブロックチェーンは付加製造に重要な技術とセキュリティ障壁を提供できる可能性があると指摘した。

「積層造形用のブロックチェーンは、DTAM のバックボーンとセキュリティ層として機能する可能性があります。」

3D プリンティングは、情報管理システムを通じた積層造形データフローの管理、プロセスの再現性と部品間の再現性、成熟した認証および品質検査方法など、産業化プロセスにおいて一連の課題に直面しています。積層製造のデジタルスレッドには、設計情報、材料、プロセス、加工、テスト情報が含まれます。科学者たちは、デジタルスレッドによって記録された情報に基づいて、このビッグデータを使用して関連する数学モデルを確立し、効果的な相関分析を実施することで、部品の品質管理と処理の安定性を向上させることを望んでいます。

デロイトが言及したブロックチェーンは、この点で重要な役割を果たします。ブロックチェーンは、分散データストレージ、ピアツーピア伝送、コンセンサスメカニズム、暗号化アルゴリズムなどのコンピューター技術の新しいアプリケーションモデルです。いわゆるコンセンサスメカニズムは、ブロックチェーンシステム内のさまざまなノードが信頼を確立し、権利と利益を獲得できるようにする数学的アルゴリズムです。

ブロックチェーンはビットコインの基盤技術であり、すべての取引記録を記録するデータベース台帳のようなものであるため、多くの人が知っています。この技術は、その安全性と利便性により、銀行や金融業界の注目を集めるようになりました。

アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) とテネシー工科大学 (TTU) は、A1 から A6 までのデータスレッドを提案しました。

A1: 設計: このプロセスでは、部品が達成する必要のあるコンセプトと性能要件に従って、形状モデルがモデル化されます。この結果、トポロジー最適化、内部格子構造、アセンブリおよび処理許容値の予約など、さまざまな設計手法が使用されます。

A2: 計画プロセス - 機器に依存しない: このプロセスでは、部品の構築方向、サポート構造などを決定します。これらの計画では、必要な部品の表面品質、材料特性、構築方法、サポート構造が必要かどうかを考慮する必要があります。このプロセスでは、トポロジー的に最適化されたサポート構造などの新しいテクノロジーも使用されます。

A3: 計画プロセス - 機器関連: このプロセスでは、スライス、エネルギー入力、スキャン速度、スキャンパスなどのさまざまな処理戦略を考慮します。達成すべき結果の多くはトレードオフであるため、たとえば、品質（表面粗さ）と処理速度は通常矛盾します（処理時間と処理コストを考慮すると）、処理戦略は処理結果を最適化する上で重要な役割を果たし、使用する機器と密接に関連しています。

A4：部品構造：レーザーやその他のエネルギー源を介して金属粉末を層ごとに処理するプロセスでは、溶融池監視方法を通じて処理の状態データを取得できるため、微視的な結晶レベルでの制御を実現し、欠陥の発生を検出し、他のデータとの相関分析を確立して欠陥を回避する能力を向上させることができます。

A5: 部品の後処理: このプロセスは、部品が必要な性能結果を達成できるようにするためのもので、サポートの除去、部品の性能を向上させる熱処理技術(脱焼成、熱間静水圧プレス(HIP)、仕上げ加工、表面テクスチャリング技術(ショットピーニングと研削)など)が含まれます。

A6: 部品の品質: このプロセスには、機械テストや非破壊検査 (NDE) 技術など、さまざまなテスト方法が含まれます。このプロセスでは、すべてのデータが記録され、前のプロセスで記録されたデータとの相関関係が確立され、部品の信頼性と一貫性が向上します。

ブロックチェーン技術は、分散化されており、中央の信頼を必要とせず、改ざん不可能で、暗号化されて安全であるため、A1 から A6 までのデータスレッドを高度に安全にすることができます。ブロックチェーンは、クラウドファンディング、シェアリングエコノミー、電気自動車、分散型太陽光発電、エネルギー貯蔵などの新興産業に混乱をもたらし始めるでしょう。この段階では、アプリケーション指向のブロックチェーンユニコーンが多数出現し、積層造形の開発はブロックチェーンと切り離せないものになるでしょう。

Sohu.com の「ブロックチェーンは 3D 印刷業界の既存の問題点をどう変えることができるか」という記事によると、記事では、ブロックチェーン技術が成熟するにつれて、3D 印刷の分野に完全に適用できるようになると指摘しています。ブロックチェーンの分散ブロックの特性に基づき、ポイント間の情報相互作用とリソース共有を迅速に実現できます。これにより、3D プリントメーカーはオンデマンド生産、即時生産、現地生産を実現し、さまざまなコストを最小限に抑えることができます。これにより、中間リンクでのコスト増加が最終製品に転嫁され、消費者が最終製品の販売価格を受け入れられず製品を放棄してしまうことが効果的に回避されます。

記事では、ブロックチェーンと3Dプリント技術を組み合わせることで、将来の付加製造業界に決定的な変化をもたらすだろうと指摘している。

ブロックチェーン技術の特徴1：スマートコントラクト注文。サプライヤーは注文検証結果に基づいて、製品の設計、生産、物流などのリンクを入力します。サプライヤーが最終的に注文を完了し、スマートコントラクトの規定に準拠している場合、需要者の資金は自動的にサプライヤーに支払われ、一方的な契約違反による製品の納品失敗の状況を効果的に回避できます。

ブロックチェーン技術の特徴 2: 製品識別トレーサビリティ。コンポーネントの一意の識別を使用して、製品のライフサイクル全体を追跡します。一方で、エンドユーザーは偽造品や粗悪品の購入を避け、自身の利益を守ることができます。他方では、ブランド所有者の利益と製品デザイナーの著作権を保護し、市場における偽造品や粗悪品を効果的に排除します。

ブロックチェーン技術の特徴 3: インテリジェントな支払いメカニズムにより、取引の両当事者がポイントツーポイント取引を直接実行し、高額な手数料や煩雑な集中支払いの問題を回避し、取引の効率を向上させます。サプライチェーンの情報が透明化されると、企業の調達および在庫コストが削減され、財務監査がより簡潔になります。

ブロックチェーン技術の特徴 4: ブロックチェーン技術に基づくデータ情報資産は、暗号化アルゴリズムを通じて、サプライチェーン内の各企業のデータ情報を効果的に保護します。需要側と供給側の双方の合意により、適格な製品を業界の成功事例として選択的に共有することができます。

デロイトの調査レポートによると、ブロックチェーンと付加製造の主な融合点には、分散自動化組織特性、ほぼリアルタイム、デジタル侵害の防止、消去不能性、追跡可能性などが含まれます。

したがって、今日の 3D プリント企業にとって、工業生産アプリケーションに 3D プリントを使用する場合、デジタルスレッドとブロックチェーンは不可欠なタスクになります。ブロックチェーン技術の発展により、プラットフォーム企業の役割は、生産手段の管理者、生産プロセスの組織者、生産製品の販売者、生産利益の配分者から、価値ネットワークの後方へと徐々に後退しているというのが業界の共通認識です。企業の役割は、価値を定義し、プロトコルを設計する機関になりましたが、価値ネットワークを定義する権利にある超過利益も獲得します。

参考文献:
- ブロックチェーンの3Dチャンス - 付加製造がデジタルスレッドをリンク / デロイト
- 「ブロックチェーンは3Dプリント業界の既存の問題点をどう変えることができるか」/Sohu.com

出典: 3Dサイエンスバレー

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