3Dプリンティングの産業化への道はどこにあるのでしょうか?精密鋳造は画期的な技術となるかもしれない

3Dプリント業界の垂直メディア「南極熊」は年初から、2017年の業界情勢を更新する準備を始めました。つい最近、パターンのリリースをそれに応じて延期する必要があることが発表されました。実際、1年も経たないうちに、多くの企業が静かに変化を遂げ、あるいは進歩の途中で倒産したのです。これを「適者生存」モデルの再現と言うよりは、むしろバブル崩壊後の長く暗い夜の到来に例えたい。その夜は、血みどろの「適者生存」の粛清スタイルの流血事件で満たされているだけでなく、旗手たちの忍耐力や理性的な熟考、そして「どこへ行くべきか」という困難な探求も隠されている。

レビュー | 3D プリントバブル全盛期
2007年、世界的に有名なハードウェアオープンソースプロジェクトReprapは、PrusaMendel 3Dプリンターモデルのすべての図面とプログラムコードを発表しました。2009年には、世界最大の3Dプリンター企業であるStrataSysのFDM特許が失効し、3Dプリント技術のオープンソース運動への扉が開かれました。かつては、数え切れないほどの技術愛好家と新興企業がこの分野に殺到しました。 2012年にアメリカの雑誌『エコノミスト』が「3Dプリンティングは第三次産業革命になる」という特集記事を掲載し、2013年にはアメリカ政府がホワイトハウスの一般教書演説で「3Dプリンティングは私たちが作るあらゆるものに革命を起こす可能性がある」という発言を盛り込み、「3Dプリンティング」という概念に火が付きました。

国内メディアと政府はすぐにこれに追随し、新しいラピッドプロトタイピング技術を使用して従来の製造業を覆すという大流行を生み出しました。 3Dプリンティングは現在、技術革新の頂点に達しています。しかし、3D プリンティングは、他の新しいテクノロジーの応用と同じ「運命曲線」から逃れることはできません。 2007年からその後の5年足らずの間に、イノベーションのきっかけを経て、2013年に過大な期待のピークから落ち込み、今日では幻滅の谷に達しました。
3D プリント企業は多数倒産し、業界全体ではまだこの技術が広く応用されておらず、前述の素晴らしいシナリオはほとんど実現されておらず、以前は熱心に追求していた投資家もずっと前に姿を消しています。暗闇は脱出方法を考える暇もない多くの人々を溺れさせるだろう。一方、生き残った夜警たちは深淵の淵を歩き、絶えず反省しながら不安を抱えながら前進するだろう。

繭から抜け出す｜精密鋳造業界への3Dプリント推進 業界全体が低迷する中、国内3社は最近、「3Dプリント＋精密鋳造」という新たなアプリケーションを共同で発表し、世界中の顧客に小ロット、複雑な構造の金属部品製造サービスを提供した。これは、3D プリンティングの業界監視団体 2 社が主導する革命的な変革であり、プロトタイプの作成から最終部品の製造、単一プロトタイプの生産から小規模の複数バッチの生産、さらには大量生産まで、3D プリンティング技術によってもたらされる新たな飛躍の先駆けとなります。
ビデオ: 鋳造で 3D プリントはどのように使用されるのでしょうか?

この新しいアプリケーションは、3社の長年の努力の成果です。南京1001号の統合クラウド製造プラットフォームからデータがアップロードされ、1001号コア工場の工業グレードのFDM（FFF）コア生産ラインに送信されます。PolyMakerの最新のPolyCast材料とPolySmoothテクノロジーを使用して、工業用ワックス部品が印刷され、その後、Xinyu Precisionの自動化された精密鋳造生産ラインに送られ、最終的に工業基準を完全に満たす金属部品が得られます。近い将来、3社は共同で国内最先端の無塵精密鋳造工場を立ち上げ、新技術と従来のプロセスを密接に組み合わせて、3Dプリント技術の新たな「ブルーオーシャン」を模索します。

反省 | 青い海はどこにあるのか？甘い水の井戸はどこにありますか？
FDM 技術の応用により、ここ数年で 3D プリンティングが繁栄しました。ここ数年で、デスクトップレベルのデバイスが大量に社会に登場し、この新しい技術が世間の注目を集め、3D プリントの科学カーニバルが生まれました。
しかし、国内市場では依然として消費者市場におけるデスクトップレベルの3Dプリンター設備の爆発的な発展について熱心に議論されている一方で、3Dプリンターデスクトップ業界の先駆者であるMakerbotは、2013年に業界大手のStrataSysに買収され、2015年には再び従業員を解雇し、設備の生産を停止しました。さらに、別の大手3DSystem傘下のデスクトップブランドCubeシリーズの生産中止など、一連の現象は「氷と火」と形容することができます。深センの小さな工場では、一般的なデスクトップ3Dプリンターの引き取り価格は1,000元未満であり、この分野は現在、価格競争の泥沼に陥っています。

3D プリントを工業用プロトタイプに適用することは、工業生産の分野におけるこの技術の最も密接に統合された応用方向の 1 つです。 Sculpteoが発表した最新のレポート「3Dプリンティングの現状、2017年版」によると、プロトタイプの応用は技術応用全体の34％を占め、コンセプト製品の検証（Proof of Concept）は23％を占めています。この2つを合わせると、3Dプリンティング技術応用全体の50％を超えています。
実際、現在 3D プリント技術が主に使用されている工業用モデルサンプル市場は、常に従来のプロトタイプ業界によって支配されてきました。従来のプロトタイプ基盤を持たない新興の 3D プリント企業にとって、国内のプロトタイプ業界から利益を得ることは極めて困難です。業界統計によると、工業用模型業界の現在の利益率は実際には20％未満であり、工業用模型の生産は0から1までの個人的な試作に過ぎず、大規模生産のための巨大な価値体系を欠いていることがよくあります。規模の分散、不十分な利益、熾烈な競争により、3Dプリントサービスを主力事業とする多くの企業は、存続の危機に直面しています。

業界のコスト圧力は高まり続け、競争環境は悪化しており、コア技術は依然として海外に大きく遅れをとっています。企業が将来生き残りたいのであれば、自らの「甘い水の井戸」を見つけなければならない。筆者は上記企業の経営者にインタビューしたが、全員が次のように同意した。
•3D プリンティングは従来の製造業に足がかりを見つけ、同じ業界を「破壊」するのではなく、「統合」および「改善」する必要があります。スローガンのような考え方は、ビジネスを運営する際には危険です。
• 3Dプリントの本質は製造であり、製造の核心は品質とコストです。規模の経済がなければ生き残ることは困難です。3Dプリントは、サンプル製造の立場から最終製品の製造、小ロットおよび大ロット製造に移行する必要があります。
•テクノロジーの独自の利点を見つけて最大限に活用し、飽和攻撃を開始するための非常に正確なポイントを見つけます。

未来｜鋳造業界は新たなブルーオーシャン 調査によれば、鋳造市場の規模は工業サンプル市場の約1,000倍です。中国鋳造協会の統計によると、2010年に中国の鋳造会社の数は3万社に達し、世界第1位になりました。中国機械工業連合会の統計によると、2010年に中国には5,957社の大規模鋳造会社しかなく、工場あたりの平均年間生産量は3,506トンでした。精密鋳造は、鋳造業界において最も高い技術レベル、最も複雑なプロセス、そして最も高い利益率を誇る分野です。航空機や自動車の複雑な部品の大部分は、このプロセスを使用して製造されています。

各精密鋳造部品はワックス型とシェルに対応している必要があるため、上記記事で現在使用されている3Dプリント材料PolyCastは灰分度が3/100000に達しており、プロセス性能の面で従来の鋳造ワックスを置き換えるのに十分です。 3Dプリントクラスター1001号は、インダストリー4.0時代のMESシステムを全面的に採用し、完全に自動化されており、大規模生産能力が大幅に向上しています。さらに、新素材は室温で変形しないため、大型鋳造品ではさらに明らかな利点があります。

直接金属 3D 印刷プロセス (SLM/EBM/DMLS など) と比較して、新しい「3D 印刷 + 精密鋳造」プロセスは、コストと材料選択の面でも比類のない利点があります。
1) 現在の技術状況では、金属 3D プリントの設備コスト、材料コスト、メンテナンスコストは非常に高く、「3D プリント + 精密鋳造」のコストよりも少なくとも 1 桁高くなります。
2) 直接 3D プリント金属に使用できる材料の種類は、主にチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼、金型鋼などに限定されています。従来の鋳造プロセスでは、金属の種類に特別な制限はありません。
3) 金属直接3Dプリントは現時点ではまだ技術的な「孤島」ですが、「3Dプリント+精密鋳造」は業界の数万社と協力し、成熟した業界がもたらす全体的な利点を十分に活用することができます。

精密鋳造業界への参入は、3D プリント技術の応用の探求に過ぎません。当社は、将来さらに多くの技術応用が登場すると確信しています。これは、業界が技術革新に向けて絶え間なく努力を続けるかどうかにかかっています。新しい製造技術として、品質、コスト、スピードという永遠の課題にどう対処するかは、業界各社が今後も直面し続ける課題です。今後の動向に注目しましょう。

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