重慶日報：人材不足は800万人！ 3D プリントの「魔術師」が「世界」を創り出す様子をご覧ください

出典：重慶日報

3Dプリントされた「金色の」鍵、3Dプリントされた飛行機のブラインドボックス、3Dプリントされた「松山虎」...今年は、いくつかの大学の入学許可書が3Dプリント製品の形で驚くほど登場し、テクノロジーに満ち、学生に深く愛されています。

3Dプリンティングは積層造形とも呼ばれ、新しいタイプの生産性技術であり、中国の製造業の高品質化に新たな推進力を注入するとともに、徐々に私たちの生活に入り込んできています。

これにより、付加製造装置の設置、試運転、修理、保守、および生産業務と運用管理に従事する付加製造装置オペレーターという新しい職業が生まれました。彼らは「マジシャン」のように、大胆な想像力を製品に変え、材料に新しい「命」を与え、航空宇宙、医療、金型、自動車製造、さらにはジュエリーやアートの創作に応用することができます。

重慶機械電機付加製造有限公司の付加製造装置オペレーターである徐永傑氏もその一人です。

▲重慶機電付加製造有限公司の付加製造設備オペレーター徐永傑氏（左）が3Dプリントを行っている。写真はインタビューを受けた部隊から提供された
すべてを20ミクロンの精度で印刷できます

重慶機電付加製造有限公司の巨大な金属3Dプリント工場に足を踏み入れると、伝統的な鋳造工場のように溶接の火花が飛び散る光景も、設備が稼働するゴロゴロという音も聞こえない。その代わりに、3Dプリンター、ワイヤーカット機、熱処理設備が静かに稼働している。

徐永傑はコンピューターの画面を見つめながら、指でマウスをそっと動かした。プリンター内部では、レーザー光線が粉末の広がりに向かって反射しました。かすかな「シューッ」という音を伴い、レーザービームは事前に設定された走査経路とパラメータに従って粉末に素早く照射されます。瞬時に、粉末が溶けて鮮明な模様を描くのがわかります。

▲積層造形装置のオペレーターが3Dプリンターを操作している様子。写真はインタビューを受けた部隊から提供された
3Dプリンティングを専攻した22歳の徐永傑さんは、同社で4年間働いている。

「これは顧客のニーズに合わせて設計されたモデルです。製品を印刷するには、関連データをプリンターに転送するだけです。」徐永傑氏は、自分が印刷していたのは、金型を冷却するために使用されるランナー形状のノズルであり、高さ219.5mm、直径35mmであると述べた。プリンターは一度に16個の作品を印刷でき、それぞれの作品の重さは0.3kgで、印刷には約72時間かかります。

徐永傑氏は記者団に対し、レーザー光線で溶解した各層の厚さはわずか0.05ミリで、肉眼ではまったく見えないと語った。製品全体の印刷を完了するには、レーザー光線を往復させて 4,392 層の金属粉末を溶かす必要があります。レーザービームが金属粉末に当たると、そのエネルギーによって金属粉末は瞬時に融点以上に加熱され、粉末粒子が溶けて融合します。

「モデリングと計算を通じて、レーザーを使用して金属粉末を堆積させて形を作ります。溶接やCNCマシンによるフライス加工などの製造プロセスと比較すると、私たちが行っているのは「追加」であるため、「付加製造」と呼ばれています」と、重慶機械電気付加製造株式会社の副ゼネラルマネージャー、Duan Huming博士は述べています。

段虎明博士は、積層造形工学と技術者は学際的な分野であるため、材料、熱処理、機械加工を理解するだけでなく、コンピューター操作に習熟し、2次元画像認識と3次元ソフトウェアに精通している必要があると述べました。

3Dプリント製品は簡単ではありません。 Xu Yongjie 氏は、初心者にとって最も難しいのは複雑なモデルに直面することだと述べました。印刷された製品は歪んで不良品になる可能性があります。「3D モデルを見るときは、まず印刷の難しさがどこにあるか観察する必要があります。中が空洞になっている場合は、歪むのを防ぐためにコンピューターパターンにサポートを追加する必要があります。場合によっては、経験に基づいて印刷パラメータを修正する必要があります。」

段虎明博士は、同社の3Dプリントは20ミクロンの精度が可能で、複雑で精密な機械部品から本物そっくりの製品モデル、幻想的な建築プロトタイプからパーソナライズされた日用品まで、あらゆるものをプリントできると述べた。思いついたものはすべて手に入り、あらゆるものがプリントできると言える。

伝統的な製造業の強化
新素材、ハイエンド機器など、大きな応用可能性を秘めている

エコノミスト誌は、3D プリント技術が第 3 次産業革命を推進すると考えています。

なぜそんなことを言うのですか？

3D プリント技術は、形状の複雑さや材料の複雑さに関する従来の製造技術の限界を打ち破り、パーソナライズされたカスタマイズされた複雑な工業部品を効率的に製造することを可能にします。3D プリントは、短時間、低コスト、軽量の製品という特徴があります。

Duan Huming 博士は、ロケットエンジンのノズルを例に挙げて説明しました。ニッケル基合金ノズルは、122個のノズルを含む合計248個の部品で構成されており、伝統的な鋳造技術を使用して製造されています。プロセスには鋳造、溶接、穴あけが含まれ、製品の品質を管理するのは困難です。

従来の製造方法を使用すると、作業員は銅スリーブに何千もの十字穴を開け、銅スリーブを 122 個のノズルに固定する必要があります。組み立ては複雑で時間がかかり、組み立て品質の制御が難しく、製造時間は 3 か月かかります。製品のアップグレードには約半年かかります。 3Dプリントを活用すれば、設計が簡素化され、248個の部品を1つの部品として印刷できるため、壁厚が大幅に削減され、重量が25％軽減され、印刷時間も35時間と短くなり、製品交換期間が半年から数日に短縮されます。

さらに、データによると、新エネルギー車の同じ軽量フレームの場合、従来の生産サイクルは40日ですが、3Dプリントを使用すると、完成したアルミ合金鋳物を6日で納品でき、コストは30％削減され、砂型の精度管理も±1mmから±0.3mmに向上します。

「3Dプリンティングは新素材、新エネルギー、ハイエンド設備などの分野で大きな応用可能性を秘めており、伝統的な製造業の変革とアップグレードを促進する重要な力となる」と業界関係者は語った。

近年、欧米では3Dプリンティングを活用してロケットやエンジンなどの完成品を生産し、新興産業の急速な発展を牽引しています。わが国の3Dプリント設備の生産量は近年2桁の高速成長を維持しており、今年上半期は前年比51.6%増となった。3Dプリント産業は集積化の傾向が顕著で、基本的に環渤海、長江デルタ、珠江デルタを核とし、中西部の一部地域を結び付ける産業空間の発展パターンを形成している。 3D プリント製品は、主に産業機械、航空宇宙、自動車の分野に集中しており、次いで消費財/電子機器、医療、科学研究、政府/軍事、建設の分野となっています。

人材不足は約800万人
さまざまなレベルの人材の育成を加速

スポーツシューズ、入れ歯、大型建築用サンドテーブル、3D肖像画…重慶機械電機付加製造有限公司の展示ホールには、あらゆるサイズの3Dプリントオブジェクトが並んでいます。プリントされた金属部品は精巧に作られており、小さくて繊細で、動物のモデルは本物そっくりです。

段虎明博士は、現在、伝統的な産業分野における3Dプリントの普及率は比較的低く、初期段階にあると述べた。今後10年間で、世界の3Dプリント業界は急成長期を迎え、アプリケーションの深さと幅が拡大し続け、単純な概念モデルから機能部品の直接製造へと発展すると予想される。

同社はこのチャンスを捉えるため、3Dプリント製品の規模を拡大し、レーザープリント設備の購入や積層造形エンジニアリングおよび技術者の導入を開始した。そうなれば、製品の印刷効率は2倍以上に向上し、製品の生産能力も2倍になるだろう。

重慶の3Dプリント産業も急速に発展しているとみられる。 3D プリンター機器の製造、材料供給、ソフトウェア、データサービスに注力している企業はすでに数十社ありますが、全般的に人材が不足しています。国家製造情報化訓練センターの3Dオフィスのデータによると、3D応用人材の不足は約800万人です。

人力資源社会保障部が「付加製造工学技術者」を新たな職業として挙げたことで、付加製造工学技術者の養成が段階的に発展していることは喜ばしいことです。専門学校に加えて、3Dプリンティングを専攻する大学も増えています。

段虎明博士は、我が国は戦略的人材の構築を強化し、国家人材育成計画に3Dプリントの分野を別途設定し、さまざまなレベルで3Dプリント技術の革新と業界のリーダーを誘致・育成すべきだと提案しました。専攻を提供する学校は、実験室の建設、教育設備、教師のトレーニングへの投資を増やし、学生が在学中にスキル証明書を取得し、より多くの大胆な想像を現実に変えることができるようにする必要があります。 '

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