出典：中国科学技術
科学技術の急速な発展の波の中で、レーザー技術は先進的な製造業の中核的な原動力となり、さまざまな産業の生産構造を大きく変えました。中でも、高速レーザークラッディング技術は、その大きな利点により、材料表面改質および修復の分野における重要な技術となり、大きな注目を集めています。この技術競争において、中国科学技術中米レーザーテクノロジー株式会社は、その深い科学研究の背景とたゆまぬ技術的努力で際立っており、レーザー積層造形産業技術の発展をリードする中核的な力となっています。
1. 高速レーザークラッディング技術：先端製造業の革命的原動力<br /> 高速レーザークラッディング技術は、高エネルギー密度のレーザービームを熱源として使用し、金属基材の表面に特殊な金属合金粉末を精密にクラッディングします。レーザーエネルギーの作用により、粉末は急速に溶融して固化し、基材の表面にコーティングを形成します。このコーティングは基材に冶金的に結合し、緻密で均一で、厚さを制御できます。このコーティングは、ワークピースの耐摩耗性、耐腐食性、耐高温性、耐酸化性を大幅に向上させるだけでなく、摩耗したり不適切に加工されたワークピースのサイズを修復し、ワークピースの性能を大幅に向上させ、その耐用年数を効果的に延ばします。
従来のTIGアーク添加剤、超高速フレーム溶射、プラズマ溶射、硬質クロム電気めっき技術と比較して、高速レーザークラッディング技術には明らかな利点があります。単一のコーティングが薄いため、微細な表面処理を実現できます。冶金結合により、コーティングと基材の間の高強度結合が保証されます。熱影響部が小さいため、基材材料の特性への影響が最小限に抑えられます。表面の平坦性が高く、後続の処理手順を減らすことができます。無公害で、現代のグリーン製造の概念に沿っており、当然の高度な表面改質技術です。
中科中美レーザーテクノロジー株式会社は、2012年に中国科学院西安光学精密機械研究所で設立され、設立以来科学技術革新の使命に取り組んでいます。同社の創業者、段凱良氏は四川大学で光学の博士号を取得し、中国科学院西部光学研究所の研究員であり、国家863「第11次5カ年計画」の先進的な人材でもある。2013年、彼はチームを率いて中国初のキロワット級産業用ファイバーレーザーの発売に成功し、中国のレーザー産業の発展に確固たる基礎を築いた。
中国科学技術中美は設立以来、自主革新の道を堅持し、高出力レーザーの産業化と応用の分野で研究を深め続け、合計50件以上の特許を申請しました。これらの特許の成果は、同社の技術力の強力な証明であり、業界の技術進歩を促進する重要な力となっています。
高速レーザークラッディングは2017年末に登場した新しい技術です。 2018年、中国科学技術中美は国内初の高速レーザークラッディング装置の開発と発売に成功し、初めて外国製品の技術独占を打ち破り、同様の外国製品の価格を80％急落させ、国内企業の調達コストを大幅に削減し、中国における高速レーザークラッディング技術の広範な応用を促進しました。長年の開発を経て、我が国では高速レーザークラッディング技術が成熟し、数十社の企業が参加していますが、その出力レベルはほとんどが 10,000 ワット未満です。 10,000ワットを超える出力では、主要コンポーネントである高速レーザークラッディングヘッドの耐久性と信頼性が低下し、寿命が短くなるため、産業用途の要件を満たすことができなくなります。
2022年から、中科中美は10,000ワットの高速レーザークラッディング設備を独占的に発売しました。林州重機（銘柄コード002535）のシリンダー油圧サポートの内壁と外壁のレーザークラッディングには、中科中美の10KW高速レーザークラッディング設備が十数台使用されています。 6000W高速クラッディング装置と比較して、10KW高速クラッディング装置は、高効率、強力なコーティング接着、およびクラック制御の容易さの利点があります。しかし、冶金業界では、重いローラーの表面には厚いコーティング、高い硬度、および高い耐摩耗性が求められることが多く、10KWクラッディング装置ではまだこの要件に対応できません。この目的のため、中国科学技術中美は2025年に15KWと20KWの高速レーザークラッディング装置を発売する予定です。
また、現在市販されている高速レーザークラッディング装置はすべて粉末溶融装置であり、工業用レベルの高出力ヒューズ装置は存在しません。ドイツや国内の一部メーカーは6000W以下のヒューズ機器を開発していますが、被覆効率や機器の信頼性は産業レベルには程遠く、市場に出回っているワイヤアプリケーションはすべてアーク技術を使用しています。このため、中科中美は長年の技術研究を経て、2024年後半に10KWヒューズ設備を発売し、業界の空白を埋めました。 2025年には15KWのヒューズ装置が発売されました。国産設備技術の国際的リーダーとしての地位を確立しています。
まとめると、中科中美の10,000ワット粉末溶解設備と10,000ワットヒューズ設備は、どちらも国際的にトップレベルにあります。特に、10,000ワットヒューズ装置は、レーザークラッディングやレーザーサーフェシングだけでなく、レーザー溶接やレーザー3Dプリントにも使用できます。中国・科学・中国・米国の協力は、わが国、さらには世界における付加的（再）製造産業技術の発展を促進する上で大きな役割を果たすでしょう。
2. 中米科学技術協力と中米付加技術協力：3つの核心的優位性が業界の障壁を築く
（１）独自の中央粉末供給技術<br /> 中科中美は、10,000ワットレーザークラッディング（粉末溶融）の分野で、優れた自主革新能力を頼りにレーザー出力やビーム成形などの技術的困難を克服することに成功し、欧米とは全く異なる技術開発の道を歩み、独自の中央粉末供給技術の採用を先導しました。この技術的躍進は、中科中美の長期にわたる技術的蓄積と深い専門的背景の結果であり、業界における同社の技術的リーダーシップを十分に実証しています。市場に出回っているほとんどのメーカーは、欧米の同軸粉末供給技術（環状または多チャンネル粉末供給）を採用しています。この技術は、実用上、特に10,000ワットの電力レベルでは明らかな欠点があり、その限界はより顕著になります。通常、6,000Wの電力レベルでしか動作できず、粉末の固着や粉末の詰まりなどの問題が発生しやすく、機器の正常な動作に影響を与え、機器の主要部品の耐用年数を短くします。側軸粉末供給クラッディングヘッドは、通常、数か月の有効動作寿命しか維持できません。そのため、多くの機器メーカーの12000Wクラッディング機器は、従来のワイドスポット通常レーザークラッディングのカテゴリーに戻っています。中科中美が独自に開発した中央粉末供給レーザークラッディングヘッドは、粉末と光の経路の特殊性により、合理的な構造と効率的な冷却効果を備えており、10,000ワットレベルでも、その安定性と信頼性は依然として非常に高いです。実際のアプリケーションでは、クラッディングヘッドは頻繁に交換することなく長年にわたって安定して動作できるため、設備のメンテナンスコストが大幅に削減され、生産効率が向上します。
中科中美が独自に開発した中央粉末供給技術は、10,000ワットを超える高速レーザークラッディングの唯一の選択肢です。現在、国内の多くの企業の中で、このコア技術を習得できたのは中科中美だけです。この独自の優位性により、中科中美は10,000ワットレーザークラッディング（粉末溶融）装置市場で際立った存在となり、業界のリーダーとなっています。その技術力は、会社自身の発展に役立つだけでなく、わが国におけるレーザークラッディング技術の活発な発展と広範な応用に強固で強力な技術サポートを提供し、業界が継続的に新たな高みへと進むよう推進しています。
（２）最先端の10,000ワット中心線供給レーザークラッディング技術<br /> 10,000ワットのセンターワイヤ供給レーザークラッディング技術の分野では、中科中美がリーダーです。海外の類似技術のほとんどは、まだ6000Wの電力ボトルネック期にあり、被覆効率が低く、1時間あたり約1〜2kgしか溶融できません。中科中美は、その深い技術蓄積と革新的努力に頼って、10,000ワットヒューズのさまざまな技術問題をうまく解決しました。2024年後半には、10KW工業用センターワイヤ供給レーザークラッディング装置を成功裏に発売し、2025年には工業用15KWセンターワイヤ供給レーザークラッディング装置を発売しました。これらの溶断設備は、安定したクラッディング工程、強力な耐煙性、耐粉塵性、高いクラッディング効率を備えており、1時間あたり約10キログラムの溶接ワイヤを溶かすことができ、国内外の同様の技術よりも数倍効率的です。
コスト効率の観点から見ると、レーザーヒューズ技術は従来の粉末溶融技術に比べて大幅なコスト上の利点があります。中科中美レーザーヒューズ技術の使用により、顧客は粉末コストを 30% ～ 50% 削減できると計算されており、これはコスト管理と利益の最大化を追求している企業にとって非常に魅力的です。
パイプラインの被覆やオイルシリンダーの内壁などの特殊な応用シナリオでは、市場で主流となっているレーザー粉末溶融技術の欠点が完全に露呈します。クラッディング工程では大量の廃粉と煙が発生し、光学レンズの摩耗を悪化させます。レンズの頻繁な交換はコストを増加させ、コーティングに気孔が生じやすく、製品の品質に重大な影響を及ぼします。中科中美のレーザーヒューズ技術は、煙や廃粉末の問題を引き起こさず、パイプやシリンダー内壁のレーザークラッディングに適したソリューションを提供します。
市場の既存のレーザーヒューズ技術と比較すると、中米センターのワイヤ供給技術には大きな利点があります。現在市販されているヒューズ装置には明らかな制限があります。適用可能なワイヤ径の範囲は、一般的に 1.2mm 未満のワイヤしか溶かすことができないため、アプリケーションの柔軟性が制限され、粗いワイヤの処理タスクに対応できません。中国科学技術中米センターのワイヤ供給技術は業界の革新者です。そのハイライトの1つは、ワイヤがレーザーエネルギーを均一に吸収できるようにすることです。適用可能なワイヤ径の範囲は広く、1.2mm〜3.2mmをカバーしています。従来の細線加工と特殊な太線操作を簡単に処理でき、さまざまな複雑な生産ニーズに完璧に対応し、企業に材料選択の自由度を高めます。
処理効率とエネルギー利用の面では、中米科学技術センターのワイヤ供給技術は優れています。加工中に予熱する必要がないため、多くの時間とエネルギーを節約でき、予熱工程中のエネルギー消費を回避し、高効率と省エネを実現し、企業の生産効率向上と生産コスト削減を強力にサポートします。
さらに、中米科学技術センターのワイヤ供給技術は、従来の加工方向の制限を打ち破り、無方向性となり、その応用分野が大幅に拡大しました。レーザークラッディングに完璧に適用できるだけでなく、レーザーサーフェシング、レーザー溶接、レーザー 3D プリントでも重要な役割を果たします。この分野横断的な応用能力は、従来の産業の境界を打ち破り、レーザー技術をより幅広い工業製造分野で活用することを可能にし、複数の分野でレーザー技術の徹底的な応用と革新的な開発を促進するための新しい道を切り開きます。
（３）高効率10,000ワットレーザーワイヤー3Dプリント（センターワイヤーフィード）
現在、金属3Dプリントの分野では、粉末レーザー3Dプリント技術が広く使用されています。金属ワイヤ 3D プリントはアーク、電子ビームなどの技術を利用して行うことができますが、これらの技術には次のような一連の欠点があります。
• 精度と表面品質が低い: 成形プロセス中に材料の堆積位置と形状を正確に制御することが困難です。印刷された製品の寸法精度は高い基準に達することが困難です。表面は粗く、線や凹凸が目立ち、研磨や仕上げのために後続の処理ステップが多数必要になることがよくあります。
• 設備コストが高い: 設備には複雑で精密な部品を装備する必要があります。たとえば、電子ビーム 3D 印刷装置には高真空システムと電子銃が必要ですが、これらは製造が難しく、その後のメンテナンス コストも高くなります。
• 作業効率が低い：印刷の安定性と成形品質を確保するために、印刷速度が制限されており、大規模で高効率な生産ニーズを満たすことが困難です。アーク 3D 印刷では通常、アークの安定性と材料の十分な溶融を確保するために、印刷速度を遅くする必要があります。
• 厳しい作業環境要件: アーク 3D プリントでは強い光、高温、飛散が発生し、電子ビーム 3D プリントでは放射線防護などの問題が伴います。専門的な防護施設と換気と遮蔽が十分に整った環境が必要であり、現場の建設と運用コストが増加します。
対照的に、レーザーヒューズ技術は金属 3D プリントにおいて明らかな利点がありますが、現在の市場におけるレーザーヒューズ技術の未熟さのため、レーザーヒューズ 3D プリントはまだ大規模に実用化されていません。中国科学技術中美が発表した10,000ワットのレーザーヒューズ技術は、レーザーワイヤー3Dプリンティングに新たな開発の機会をもたらしました。この技術は、既存の技術的ボトルネックを打破し、印刷の精度、効率、品質を向上させ、印刷条件のコストと環境要件を削減し、金属3D印刷技術の発展に新たな道を開き、業界を新たな発展段階に推進すると期待されています。
中国科学技術中美は、10年以上にわたり、常に自主的なコア技術で企業の発展を推進するという理念を堅持し、技術研究開発、製品の磨き上げ、ブランド構築に注力してきました。現在の市場発展の傾向から判断すると、下流製造業における高性能材料と先進的な製造技術に対する需要は高まり続けており、中国のレーザークラッディング市場の規模も急速に拡大しています。中科中美は今回の機会を捉え、引き続き自社の先進的な技術的優位性を活用し、高品質の製品と完全なサービス体制を頼りに、中国の高速レーザークラッディング技術の産業化をあらゆる面で推進し、市場拡大のペースをさらに加速させていきます。当社は、国内市場における主導的地位を固める一方で、積極的に海外展開を図り、世界の高速レーザークラッディング分野で業界ベンチマークを確立し、世界の技術発展の潮流をリードし、中国のレーザークラッディング技術を世界の舞台で輝かせることを目指します。
DeepseekやNezha Animationなど、中国の一連の革新技術が世界進出に成功し、独自の革新技術力で国際舞台に躍り出る中国のテクノロジー企業がますます増えています。技術の単純な模倣や盗用では、二流企業の窮状から逃れることはできません。イノベーションを通じてのみ、欧米を追い抜くことができます。テクノロジー系企業にとって、揺るぎない技術イノベーションを堅持し、コア技術を継続的に深化させることによってのみ、激しいグローバル競争で頭角を現し、国内外の市場から尊敬と承認を得ることができます。
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