沈志堅：業界標準が3Dプリントを保護する

最近、清華大学教授でストックホルム大学材料化学学部長の沈志堅氏が人民日報のインタビュールームにゲストとして登場し、業界標準がパーソナライズされた3Dプリント材料の信頼性を確保する上で重要な役割を果たすと語った。 3Dプリント技術は現在、世界で非常に注目されている分野であり、「インダストリー4.0」や「中国におけるスマート製造」の実現にも重要な貢献をしています。この技術は、これまでの製造方法を覆すものであり、積層造形により、従来の方法では製造が困難であったり、不可能であった部品の製造を可能にし、設計の自由度を大幅に高めました。

2017年12月13日、工業情報化部、国家発展改革委員会、教育部、公安部、財政部、商務部など12の部門が共同で「付加製造産業発展行動計画（2017～2020年）」を発表した。これは中国共産党第19回全国代表大会の報告後、付加製造産業に関する最初の国家政策文書であり、付加製造産業の発展に対する国の関心と支持を十分に反映しており、産業の発展を促進する上で積極的な役割を果たすだろう。

「いわゆる積層造形は、ツバメが巣を作るか、ハチが巣を作るかのようで、材料を積み重ねて少しずつ部品を作るものです。切削などの従来の減算型製造とは異なります」と沈志堅氏は強調した。「3Dプリントを産業化するためには、解決すべき技術的問題が数多くあります。主な課題の1つは、印刷された材料の安定性です。簡単に言えば、印刷された部品は信頼性が高く、使用可能で、問題はないのでしょうか？」

積層造形材料の蓄積の過程で、ミリメートルからナノメートルまでの特殊なクロススケールの微細構造が形成され、いくつかの欠陥が現れる可能性があり、それが材料の性能に大きな影響を与えます。一般的に、3D プリントされた材料の性能は、従来の鍛造材料や鋳造材料ほど優れていないと考えられています。沈志堅率いるストックホルム大学のチームは、3Dプリント材料の性能向上において大きな進歩を遂げた。プリントされたステンレス鋼は、鍛造鋼よりもはるかに優れた性能を発揮するだけでなく、材料科学の基本的な問題や、産業化の道で科学研究者を長年悩ませてきた困難を「偶然に」解決する。

材料の強度と可塑性は、互いに競合する一組のライバルです。強度を高める従来の方法は必然的に可塑性を低下させ、逆もまた同様です。 3D プリントされたステンレス鋼は、優れた強度と可塑性を備えています。「それが何であるかだけでなく、なぜそうなるのかも知る必要があります。性能向上の鍵は、微細構造の制御にあります。性能は氷山の一角にすぎません。氷山全体を見るためには、さまざまなバックグラウンドを持つより多くの協力者が協力し、材料科学の基本的な問題を再検討し、学際的な知識の統合を達成する必要があります。」

浙江大学の張澤院士と于謙研究員は、中国の材料科学分野の権威である。彼らのチームの原位置透過型電子顕微鏡技術は、ナノスケールでの構造変化を「見る」ことができる。イギリスの冶金学の伝統的な強豪校であるバーミンガム大学の趙玉龍博士は、ナノスケールでの機械分析において多大な業績を残している。沈志堅氏の調整により、3者はストックホルムで開催されたセミナーで意気投合し、多国籍かつ学際的な科学研究チームを結成した。1年以上のたゆまぬ努力を経て、ついにナノスケールの強化と強化のメカニズムを解明した。

「この成果は、3Dプリント部品の信頼性に関する疑問に答え、積層造形プロセス、構造、性能の関係を確立しました。次の目標は、3Dプリント材料の標準を開発し、この研究方法をより多くの3Dプリント材料の開発に推進することです。」シェン・ジージャン氏は、産業標準はパーソナライズされた材料の信頼性を確保する上で非常に重要な役割を果たすと述べました。「材料の研究開発の観点から、意図的にその長所を発揮し、パーソナライズを強調する必要があります。しかし、工業製品である限り、標準なしに宣伝することは不可能です。統一された測定があり、標準化に準拠している必要があります。」

3D プリント業界では、国境を越えたコラボレーションが数多く行われています。沈志堅氏は、技術、材料、応用を理解する人材は、互いにコミュニケーションを取り、理解し合い、心を開き、融合する必要があると述べた。「互いに協力し、異なる専門家の専門スキルを融合することで、相乗効果が生まれ、1＋1は2よりも大きくなります。」

出典：人民日報オンライン - 科学技術チャンネル

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