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2015年5月8日、国務院は「中国製造2025」を正式に発表した。この発展計画は中国版「インダストリー4.0」とも言われ、新たな科学技術革命と産業変革を背景に、世界的な産業競争の新たな状況と将来の産業競争の新たな課題に積極的に対応するための中国の発展戦略を明確にしている。中国製造業の大規模から強力への転換を実現するために、9つの戦略任務、5つの重点プロジェクト、10の戦略分野、いくつかの主要な政策イニシアチブが提案され、中国製造業の段階的な発展のロードマップと、今後30年間の製造強国構築の壮大な青写真が概説されました。この計画では、代表的な新興技術である3Dプリンティング（付加製造）が重要な位置を占めており、全文に6回登場し、背景紹介、国家製造イノベーション能力の向上、情報化と工業化の深い融合、重点分野の画期的な発展などの重要なセクションを網羅し、インテリジェント製造を推進する主軸に組み入れられています。これは、一方では我が国が3Dプリンティングを重視していることを反映しています。他方では、我が国が戦略レベルで製造業の発展が直面している状況と環境を深く理解していることも示しています。
3Dプリントは計画の最初の部分で初めて登場しました。世界の製造業の状況を分析すると、製造業は大きな調整に直面していると考えられます。新世代の情報技術と製造業の深い融合により、3Dプリント、モバイルインターネット、ビッグデータなどの新興技術が既存の製造技術システムを再構築し、製造生産方法の変革を促進します。インテリジェント製造は反復的かつ一般的な熟練労働に取って代わり、一般的なトレンドになります。
続く第一の戦略課題「国の製造業革新能力の向上」では、完全な国家製造業革新システムの構築を支援するため、積層造形などの製造業革新センター（産業技術研究拠点）を多数建設することを提案している。これらの国家イノベーションセンターは、産業基盤技術や共通キー技術の研究開発、成果の産業化、人材育成などの業務に重点を置くことになります。 「情報化と工業化の深い融合を推進する」という戦略課題の中で、3Dプリントは2度言及されました。インテリジェント製造設備と製品の開発を加速するという点では、付加製造やインテリジェント生産ラインなどのインテリジェント製造設備の研究開発を組織することが提案され、製造プロセスのインテリジェント化を促進するという点では、生産プロセスにおける付加製造などの技術と設備の応用を加速することが提案されている。 最後の 2 回は、10 の主要エリアの開発レイアウトに登場しました。ハイエンドCNC工作機械やロボットの分野では、積層造形などの最先端技術や設備の研究開発を加速することが提案されています。また、バイオメディカルや高性能医療機器の分野では、生物学的3Dプリントなどの新技術のブレークスルーと応用を実現することが提案されています。 実際、「中国製造2025」が発表される前の2015年に、わが国はすでに3Dプリントに関する数々の有利な政策を発表していました。
2015年2月、工業情報化部（MIIT）、国家発展改革委員会（NDRC）、財政部は共同で「国家付加製造産業発展促進計画（2015～2016年）」を発表した。2年かけて慎重に策定されたこの促進計画により、3Dプリント産業の発展は国家戦略レベルにまで引き上げられた。
3月の「両会」で、李克強首相の政府報告は「中国製造2025」、「インターネットプラス」行動計画、「大衆起業とイノベーション」という3つの具体的な措置を提案し、新常態の下での中国の経済発展を促進するための新しい理念を形成しました。これら3つの具体的な措置は、3Dプリントと密接に関係しています。
5月、国務院は「中国製造2025」計画を正式に発表し、その中で3Dプリントはインテリジェント製造の実現を加速する重要な技術手段となっている。6月、国務院は「大衆の起業とイノベーションを強力に推進するためのいくつかの政策措置に関する意見」を発表し、その中の第6の主要分野「起業とイノベーションプラットフォームの構築によるサポート機能の強化」に3Dプリントが関わった。
この技術は、一般大衆の創造性やアイデアをすぐに製品に変えることができるため、起業に人気の分野となっています。現在、「インターネット＋」アクションプランも積極的に策定中です。 3D プリントは、インターネットの遺伝子を内在しているため、注目される分野になることも予想されます。
1. 生産モデルが新たな変化をもたらした<br /> 過去 2 世紀にわたり、人間の生産パターンは多くの変化を遂げ、そのたびに生産性は大きく向上し、人間の生活は変化しました。現在、新たな一連の変化が起こっています (図 1 を参照)。 1850年頃、「手作り」の時代が初めて到来しました。その最大の特徴は、顧客の要望に応じて熟練した職人が一つ一つ生産することです。このワークショップ形式の生産モデルは、主に小ロットとカスタマイズ生産に基づいています。しかし、生産効率は低く、製品ひとつひとつの品質は職人個人の技術レベルや経験に依存します。第一次産業革命の到来とともに、蒸気機関に代表される機械が徐々に手作業に取って代わり、生産性が大幅に向上しました。その後、フォード・モーター社が組立ライン生産に革命を起こし、人類は「大量生産」の時代に入り、1955年頃にピークを迎えました。この段階では、大量生産によって個々の製品の製造コストは削減されますが、製品の多様性も減少します。
1980年代以降、多様化した消費財に対する一般大衆の需要が徐々に高まるにつれ、「マスカスタマイゼーション」が登場し始めました。このモデルは、コンポーネントのモジュール化とユーザーの参加を通じて、低コストの生産と顧客のニーズのバランスをとります。その結果、製品の種類が増え、個々の製品の生産規模が縮小しました。 2000 年以降、グローバル化のプロセスが加速し、製造業はより複雑かつ個別化されました。製品の更新とアップグレードのペースが加速し、カスタマイズの需要がますます強くなり、製造業の生産モデルは「パーソナライズ製造」の段階に入り始めています。現在、インターネットと現代の製造業は深く融合しつつあります。3D プリント、モバイル インターネット、ビッグ データなどの新しいテクノロジーが、製造業をデジタル化、ネットワーク化、インテリジェンス化へと導いています。デジタル技術とインテリジェント技術の統合により、「物理的」な意味での製品がより多くの「情報」機能を搭載できるようになり、全体的なパフォーマンスが本質的に向上しました。
将来の製造業における競争の中心は、もはや「物理的な」意味での品質ではなく、製品の全体的な機能性になります。これにより、製造業の生産モデルは、バッチ、大規模、標準化された製造から、カスタマイズ、パーソナライズ、分散化された製造へと移行することになります。この新しい生産方法は、より柔軟性が高く、多品種少量生産の需要を満たすことができ、徐々に大量生産に取って代わり、将来的には製造業の主流となるでしょう。製造生産モデルの発展の歴史をみると、円を描いて原点に戻るような感じがします。
機械の応用により、製造業は生産モデルを手作業から大規模製造へと変革することができ、3Dプリンティングやロボットに代表されるインテリジェント製造技術はパーソナライズされたカスタマイズの時代を先導し、世界の製造業に大きな革命をもたらすでしょう。生産モデルが発展し変化するにつれて、製造業の設計コンセプト、ビジネスモデル、バリューチェーンもそれに応じて変化します。産業バリューチェーンの焦点は徐々に生産から研究開発設計、ブランドマーケティングなどのリンクに移行し、製造業は生産指向からサービス指向へと変化しています。オンラインクラウドソーシング、共同設計、相互接続された製造、ビッグデータなどのインターネット情報技術も、製造業のバリューチェーンを変え、新しいシステムを構築するでしょう。
新世代の情報技術とインターネットの継続的な発展により、将来の製品はよりインテリジェントでネットワーク化されたものになるでしょう。製造企業は、工場のインテリジェント化と情報化を通じて大量の生産情報を収集し、会社の運営効率を向上させる必要があるだけでなく、外部ネットワークを通じて製品のフィードバック情報や顧客ニーズのビッグデータを取得し、膨大なデータの分析と処理を通じて、迅速かつ動的にリソースを構成し、ソリューションを提供し、製造企業の新しい経営意思決定方法を形成する必要があります。 3D プリンティングは、その独自の利点により、製造業界における新たな生産モデルの変化を促進する重要な技術の 1 つとなっています。まず、3D プリントは製造と設計のリンクを結び付け、「リーン設計」モデルに統合します。 3Dプリントは「無限の設計」を持つデジタル製造技術として、非常に複雑な形状の製品を直接生産することができます。これにより、製品設計が大幅に簡素化され、コンポーネントの統合が改善され、製品開発サイクルが加速されます。同時に、従来の加工方法の制約によりこれまで不可能だった複雑な構造の製造も可能になります。
3Dプリンティングによって、ものづくりの敷居も大幅に下がりました。「大規模製造」に必要な大規模な工場や多数の機械、多数の専門家といった生産要素は、もはやものづくりの普及を阻むことはできなくなります。 3D プリントはインターネットの助けを借りて、誰でもデジタル設計を通じて製品を製造できるようにします。そのため、製造業の重点は生産から設計へと移り、リーン設計による製造の柔軟性の向上が開発トレンドになるでしょう。この変化はまさにインターネットと情報技術の急速な発展に応えたものであり、マイクロイノベーションと製品の迅速な反復が新たな開発モデルとなりつつあります。第二に、3D プリンティングはサプライ チェーンを大幅に圧縮できるため、従来のオフショア経済モデルを変えることができます。
デジタル ファイルの共有と交換により、消費される場所の近くで制作を行うことが可能になります。これにより、従来のサプライ チェーンを迂回し、製品の「分散製造」を実現し、従来のサプライ チェーン内の企業を転覆させることができます (図 2 を参照)。最後に、3D プリントとインターネットの組み合わせにより、一般の人々が製品のライフサイクル全体に直接参加する機会が得られます。初期設計から製造、アフターメンテナンス、そして関連サービスまで。このモデルは、社会全体の知恵を解き放ち、パーソナライズ化とデジタル化が両立した製品とサービスを構築し、より柔軟でダイナミックなビジネスモデルを進化させ、産業チェーンにおける分業体制を再構築し、新たな収益モデルとバリューチェーンシステムを生み出します。製品の製造方法を変えることで、世界の経済情勢が変わり、最終的には人々の生活様式も変わります。
2. 3Dプリントの台頭の背景
2008年の国際金融危機以降、米国や欧州連合に代表される西側先進国は、国家経済発展における製造業の役割を再検討し、製造業の再生による経済回復を狙った「再工業化」戦略を提唱し始めた。米国は2012年に国家先進製造戦略計画を発表し、先進製造を正式に国家戦略に昇格させました。その後、オバマ大統領は「国家製造業イノベーションネットワーク」計画の実施を発表した。これは、幅広い応用価値を持つ先進的な製造技術を選別し、イノベーションセンターを設立して、米国製造業の競争力を総合的に強化するものである。最初に選ばれた技術は3Dプリンティングであり、そのイノベーションセンターの建設もモデルプロジェクトとして位置付けられている。
米国の国家イノベーションセンター設立の進捗状況から判断すると、先進技術の選択は比較的厳格である。当初計画されていた15から最終45に数は増加したものの、2014年末までに設立されたのは8つだけで、4つは立ち上げ中だった。しかし、米国における「国立積層造形イノベーションセンター」の設立時期は、ホワイトハウスが「国立製造イノベーションネットワーク」を発表した時期よりもさらに早く、後者の3つのイノベーションセンターの設立時期よりもずっと早く、米国政府がこの技術を重視していることを反映している。同時に、3D プリントを推進する米国の政策は単独で存在しているわけではなく、マテリアルゲノム プロジェクトなど、米国政府の他の重要なタスクと内部的に関連しています。米国は、これらの取り組みの交差により、学際的・分野横断的な協力が促進され、イノベーションの新たな道が開かれ、「Made in America」の次の波の可能性が支えられ、将来の戦略的ニーズやさまざまな課題に対応できることを期待しています。
この動きは瞬く間に世界中で注目を集め、イギリス、ドイツ、カナダ、日本、オーストラリア、シンガポールなどの先進国も追随し、3Dプリンティングブームが世界を席巻しました。 表面的には、米国政府は市場志向の生産・製造を実現するために、3Dプリント技術の開発を積極的に推進しています。新興の先進製造業として、3D プリント業界の市場規模は将来、航空業界に匹敵し、数千億ドルに達する可能性があり、非常に魅力的です。
しかし、より深いレベルでは、この技術を他のデジタル生産モデルと組み合わせることで、新たな産業革命を共同で推進することができます。 3D プリンティングの独自の機能の中には、将来的に製造業に広範囲かつ深く浸透して影響を与えるものがあり、他の高度な製造技術 (フレキシブル ハイブリッド エレクトロニクス、次世代パワー エレクトロニクスなど) では実現できない効果をもたらすものもあるでしょう (図 3 を参照)。同時に、3Dプリンティングは防衛・軍事産業においてもさまざまな用途があり、米国の国家安全保障を確保する上で重要な支援的役割を果たしています。現在、米国の 3D プリンティングに関する戦略的レイアウトは非常に将来を見据えています。これは、一方では米国の戦略政策策定における先見の明を反映しているが、他方では、米国に続いて欧州やその他の地域の国々が3Dプリンティングを積極的に推進し、この技術の戦略的優位性を競い合ってきた理由も説明できる。
我が国も3Dプリント技術に大きな注目を寄せており、1990年代初頭から国立自然科学財団、科学技術部、工業情報化部などの省庁を通じて関連研究を支援してきました。米国は2012年に3Dプリンティングの開発を積極的に推進し始めたとき、関連するトレンドにも密接に追随しました。米国の関連経験を活用し、我が国の2.0レベルの製造業の発展の実情と組み合わせることで、3Dプリンティングに関する関連政策がタイムリーに導入されました。 「中国製造2025」計画は、マクロとメソの観点から3Dプリントの発展の理由、方向、道筋を示し、わが国が3Dプリント分野で国際的な技術的優位を獲得し、新たな産業革命における製造強国を築くための行動計画を提供している。また、米国の「再工業化」戦略とドイツの「インダストリー4.0」に対応して、中国が製造業を発展させるための戦略政策も提案している。
3. 3Dプリンティングの開発成熟度
3D プリント技術は 20 年以上前に始まりましたが、近年の急速な発展により、近年になってようやく一般の人々の注目を集めるようになりました。米ガートナー社が発表した「新興技術のハイプ・サイクル」レポートによると、2009年のレポートには3Dプリンティングは含まれていなかった。この新興技術は2010年の報告書で初めて登場し、成熟するまでに5年から10年かかると考えられていました。しかし、2012年には、この技術はすでに初期段階から期待インフレ期のピークへと発展し、ビッグデータとともに、2012年の市場で最も人気のある新技術の1つになりました。
2014年までに、3Dプリンティングは急速に拡大期を過ぎ、実用化の段階に入り始めました（図4参照）。技術の急速な発展により、ガートナーは最新のハイプサイクルチャートでエンタープライズレベルの 3D プリンティングとコンシューマーレベルの 3D プリンティングを別々に区別して評価しました。エンタープライズレベルの3Dプリンティングは徐々に成熟に向かっており、市場は急速に拡大しており、実際の製品生産の段階にほぼ入っています。対照的に、消費者向け 3D プリンティングはまだ盛り上がりのピークにあり、主流の商業分野に入るまでには 5 ～ 10 年ほどかかるでしょう。
3D バイオプリンティング システムはまだ初期段階ですが、成熟期間は 2012 年の 10 年以上から 5 年から 10 年に短縮されました。 3D プリンティング分野では、サンプルプロトタイピングが成熟段階に入り、企業は製品開発中の設計、成形、機能設計のリスクを軽減できるようになりました。 2～5年後には、3Dスキャン機器と3Dプリントソフトウェアがより早く成熟し、より多くの企業が3Dプリントを採用するようになるでしょう。 3D プリント医療機器のメリットは人々の生活を変えるほど大きく、世界中で義肢や医療用インプラントの製造に 3D プリント技術が利用されるようになるでしょう。
消費者向け 3D プリントは、企業向け 3D プリントとはまったく異なります。さまざまなソフトウェア、ハードウェア、材料を含む複雑なシステムになります。「クリックして印刷する」だけの 2D ペーパー プリンターほど単純ではないため、主流になるまでには時間がかかります。同様に、3D プリンティングが主流の製造プロセスとなり、工業製造の分野に参入するには、長い時間がかかるでしょう。大型構造物の大規模3Dプリントや教育目的の3Dプリントが主流になることには明るい未来がありますが、それはまだ始まったばかりで、10年以上かかるでしょう。 Wohlers Associatesが発表した最新の3Dプリンティングレポートによると、2014年の世界の3Dプリンティング生産額は41億米ドルに達し、年間成長率は35%で、過去18年間で最高水準となった。
このうち、製品（3Dプリント設備や材料を含む）とサービス（ソフトウェア、製造、サービス部品を含む）の生産額は、基本的にそれぞれ半分ずつを占めています。機器販売面では、2014年にエンタープライズレベルの3Dプリンター（1台あたり5,000米ドル以上）の販売台数が12,000台を超え、成長率は30％を超えました。この市場は主にストラタシス、3Dシステムズ、ドイツのエンビジョンテックによって占められており、この3社で市場シェアの約80％を占めています。消費者向け3Dプリンター（1台あたり5,000米ドル未満）の販売台数は14万台を超え、成長率は90%を超えました。
4. 3Dプリント業界の分析
3D プリンティング産業チェーンには、「ソフトウェア、材料、設備、製造、アプリケーション」という 5 つのリンクが含まれます。ソフトウェア開発: 物理スキャン、逆分析、コンピュータ ソフトウェア設計を通じて 3 次元データ モデルを構築します。材料の研究と製造: さまざまな種類の製品の性能要件を満たすために、金属、ポリマー、無機物、その他の特殊な 3D プリント材料を開発します。装置の開発と製造: レーザーや電子ビームなどの高エネルギーイオンビーム処理コンポーネントの開発、およびさまざまな製造プロセス要件を満たす完全な機械の開発。製造: 3D データ モデルに基づいて、材料を層ごとに積み重ねて製品を製造し、製品の性能と寸法が基準を満たしていることを確認するために後処理と製品テストを実行します。応用推進：航空宇宙、バイオメディカル、クリエイティブ製品などの応用分野での製品の普及と活用を推進します（図5参照）。
5 つのリンクに関連する重要な技術要件には、専用の 3D 印刷材料、対応する製造プロセス、および関連するハイエンド 3D 印刷装置の開発が含まれます。産業チェーン全体においては、デジタルリンク、科学技術サービス、持続可能な開発という、さらに3つの非常に重要な部分が存在します。中断のないデジタルデータリンクは、製品の設計、加工、製造、最終組み立て、テストの全プロセスにおける自動化とインテリジェンス化を可能にし、「デジタル製造」の中核となります。科学技術サービスは、3Dプリント関連企業に教育・研修、コンサルティング、アフターサービス、宣伝など必要なサポートサービスを提供し、3Dプリント業界の発展を促進します。材料のリサイクル、エネルギーの効率的な使用、そして発生源からの生態環境の保護により、3D プリント製品とシステムのライフサイクル全体を通じて、グリーン、低炭素、調和のとれた、調整された、持続可能な開発が実現します。
3Dプリントには5つの分野が含まれますが、業界の発展は実際には設備分野が主導しています。これらの設備メーカーは、3Dプリント業界における最初の主流企業タイプを形成しています。 3Dプリント製品の品質は、原材料が設備によって製品に加工された後にのみ確認できるためです。そのため、初期の 3D プリンティング企業はすべて、機器に頼ってスタートしました。一方、3D プリント製品の性能は、材料の選択とソフトウェアの最適化に大きく依存します。そのため、ユーザーエクスペリエンスを向上させるために、これらの機器メーカーは、徐々に原材料の製造段階に事業を拡大し、さらにソフトウェア、製造、アプリケーションの段階へとさまざまな程度に拡大してきました。
現在、ほとんどの 3D プリント企業の主な事業は機器製造です。不完全な統計によると、これらの企業は世界の 3D 印刷業界の生産額の半分を占め、2014 年の収益は約 20 億米ドルに達しています。この特徴は短期的には変化しないと予想され、他のリンクの 3D プリント企業が目立って業界をリードするメーカーになることは困難になるでしょう。 3D プリント業界に関連するもう 1 つのタイプの企業は、従来の製造大手です。これらの企業は 3D プリンティング業界チェーンには属していませんが、業界チェーンと水平方向に交差しています。これらの大企業は製造業そのものを深く理解しており、世界の製造業において巨大な市場とリソースを占めています。彼らは、高度な製造技術である 3D プリントを既存の製造プロセス システムに統合し、従来の製品を改善およびアップグレードしようとしています。
もちろん、これは新興の専門的な 3D 印刷会社にはできないことですが、3D 印刷業界の将来の発展にとって非常に重要です。つまり、これらの伝統的な製造大手の関与の度合いは、さまざまな応用分野における 3D プリントの浸透に大きく影響し、彼らはこの分野における別のタイプの企業になります。 インターネットの発展とともに出現した別のタイプの企業があります。それは、3D プリント クラウド プラットフォーム企業です。一方で、これらのプラットフォームは 3D プリント製品の電子商取引プラットフォームです。顧客は「オンライン注文・オフライン製造」方式により、要望に応じて製品をカスタマイズできます。一方、クラウド プラットフォームは、世界中の 3D プリント実践者を集めます。 3D プリント デザイナーは、クリエイティブなデザインをクラウド プラットフォームにアップロードして印刷し、最終的にこれらのクリエイティブな製品を好む一般ユーザーに販売することができます。これらの 3D プリント クラウド プラットフォームは、インターネットを利用して世界中の 3D プリント愛好家を集め、非常に大規模なコミュニティを構築します。
オンライン クラウドソーシングやリモート共同設計などの新しいビジネス モデルがここに反映され、3D プリントの生産からサービスへの変革が促進されています。 最後のタイプの企業は、現在、数が非常に少なく、3D プリント業界全体のごくわずかなシェアを占めるに過ぎませんが、大きな可能性を秘めています。これらの企業の主な事業は、3D バイオプリンティングです。 3D プリンティングが製造技術におけるブラック テクノロジーであるならば、3D バイオプリンティングは 3D プリンティング技術におけるブラック テクノロジーです。
将来的には、3Dプリント人工臓器は移植臓器不足を解決する実現可能な技術の一つとなり、医療研究や医薬品開発を促進することになるでしょう。これにより、現在のバイオ医療業界に大きな変化がもたらされるでしょう。 ある意味、専門的な 3D プリント企業と従来の製造企業は、技術開発と市場の需要という 2 つの方向から 3D プリント業界の発展を促進してきました。 3D プリント クラウド プラットフォーム企業は、情報、人、機械の相互接続を通じて、グローバルな 3D プリント インターネット ネットワークを構築しています。 3D バイオプリンティング企業は生体組織の製造への扉を開き、「バイオ製造」の礎となっています。これら 4 つのタイプの企業は、伝統的な製造業をさまざまな方向から変革し、生産をインテリジェンスとサービスへと推進しています。
1.3D プリンター機器製造会社<br /> 国際的には、3D プリント機器メーカーとしては、アメリカの企業である 3D Systems と Stratasys が代表的です。これら 2 つの 3D プリント大手はどちらも NASDAQ に上場しており、世界の 3D プリント業界の総生産額の 3 分の 1 を占めています。2014 年、3D Systems は 6 億 5,000 万ドルの収益を達成し、2012 年より 27% 増加しました。同社の創設者チャールズ・ハル氏は、有名な3Dプリント光硬化プロセス（SLA）を発明し、2014年に全米発明家の殿堂入りを果たした。
同社は、設備、材料、プロセス、ソフトウェア、教育とトレーニング、アプリケーションサポートを含む、3Dプリントソリューションの「ワンストップ」フルセットを顧客に提供しています。そのソリューションは、金型、医療、教育、宝石、建設などの業界をカバーしています。 Stratasys は 2014 年に 7 億 5,000 万ドルの収益を達成し、2013 年より 55% 増加しました。同社は、最も広く使用されている 3D プリント プロセス技術である熱溶解積層法 (FDM) の創始者であり、この技術の最大手メーカーでもあり、現在もこの技術の開発をリードしています。同時に、同社は数百種類のフォトポリマーや熱可塑性プラスチックを含む、業界で最も包括的な材料ポートフォリオを保有しています。 3位のドイツのEOS社は、2014年に約2億2000万ドルの収益を上げました。
同社は選択的レーザー焼結（SLS）プロセスのリーダーであり、航空宇宙、医療、自動車産業向けの高性能精密部品の製造に主力を置いています。顧客には、エアバス、ボーイング、ポルシェ、フォルクスワーゲンなど多くのトップメーカーが含まれます。その他の有名な 3D 印刷機器企業としては、スウェーデンの Arcam AB、ドイツの ExOne、ドイツの SLM solutions、ドイツの Voxeljet などがあります。これらの企業の 2014 年の収益は 2,000 万～4,000 万米ドルでした。国内の状況は基本的に国際状況と一致しており、北京ティアタイムズテクノロジー株式会社、西安瑞特ラピッド製造エンジニアリング研究株式会社、西安ポリライトレーザー成形技術株式会社、北京龍源自動成形システム株式会社などの3Dプリント設備企業が業界の主流の地位を占めています。一部の優秀企業の生産額は1億元に達しているが、ほとんどの企業の生産額はまだ数千万元または数百万元にとどまっている。
2. 伝統的な製造業大手<br /> 3D プリンティングを導入している伝統的な製造業大手としては、ゼネラルモーターズやボーイングなどのアメリカ企業が代表的です。オバマ大統領が「再工業化」戦略の実施を発表した2012年以降、ゼネラルモーターズは早くも「インダストリアル・インターネット」というコンセプトを提唱し、一連の計画を実行した。 「インダストリアルインターネット」とは、ソフトウェアとビッグデータ分析を組み合わせたインテリジェントマシン間の接続、そして最終的には人間とマシンの接続を通じて、世界の産業の再構築、生産性の刺激、そして世界をよりクリーンで経済的なものにすることを意味します。その中で、3Dプリンティングはスマートファクトリーの重要な部分となっています。
ゼネラルモーターズは2011年に付加製造研究所を設立し、2012年には専門的な3Dプリント企業であるモリステクノロジーズとラピッドクオリティマニュファクチャリングを買収しました。同時に、同社は3Dプリント製造能力を拡大するため、アラバマ州オーバーンの工場に1億2,500万ドルを投資した。現在、同工場では新世代LEAPジェットエンジンに必要な3Dプリント燃料ノズルの生産を開始しており、今後3年間で累計生産量を2万個に増やす計画だ。同社は2014年に、主に3Dプリント技術の開発と実際の製造への活用を目的として、米国ペンシルベニア州ピッツバーグに新しい3Dプリント工場を建設するためにさらに3,200万ドルを投資しました。 2015年、同社初の3Dプリント商用ジェットエンジン部品である高圧コンプレッサー温度センサー（T25）ハウジングが連邦航空局（FAA）の認定を受けました。この拳ほどの大きさの 3D プリント部品は、ボーイング 777 用の 400 基の GE90-94B ジェット エンジンを改造するために使用されます (図 6 を参照)。
最近、ゼネラルモーターズが3Dシステムズを買収するかもしれないという市場の噂が流れている。時価総額が3000億ドル近いゼネラル・モーターズにとって、時価総額が30億ドル未満の3Dシステムズを買収することは、同社のキャッシュフローに大きな影響を与えることなく、この分野で極めて有利な立場を築くことになる。噂が本当であれば、この買収は 3D プリント業界全体に大きな影響を与えることになるだろう。ゼネラルモーターズに加えて、他の製造業の巨人も3D印刷を展開し始めています。
たとえば、ボーイングは、航空機の非構造部品には1990年代半ばに3D印刷されたコンポーネントの使用を開始しました。ボーイングは現在、16種類の民間航空機および軍用航空機に200種類、2万点を超える3Dプリント航空機部品を使用している。その中には、787のドリームライナーには32の3D印刷部品が含まれています。エアバスは、3D印刷された重量節約着陸装置、キャビン、冷却システムを含む、次世代の商業航空機での3D印刷の適用を研究するために、ほぼ100の科学研究プロジェクトを設置しました。国内では、3D印刷分野に関与する伝統的な製造ジャイアントは比較的少ないです。 Jinyun Laser、Sunshine、Avic Precision Machinery、Zhonghaida、Sudawei、Yinbang Co.、Ltd.、Huazhong Numerical Control、Huagong Technology、Nanfeng Chemicalなど、3Dプリントの概念に関連する約30の上場企業があります。
3.3Dプリンティングクラウドプラットフォーム企業
Shapewaysは、世界をリードするオンライン3D印刷市場とコミュニティであり、顧客に彼らが設計したカスタマイズされた製品を提供し、デザイナーと3D印刷愛好家が独自の3Dデザインと製品を販売するのを支援しています。現在、このプラットフォームには、世界中の130か国以上から50万人以上のメンバーがおり、20,000を超える3Dストアがあり、さまざまな斬新で興味深いオリジナルの3Dデザイン作品で満たされており、3Dプリント製品の平均月間数は180,000に達しました。 Amazonなどの他のeコマース企業も3Dプリントモールを発売しました。
Amazonは、カスタム3D印刷できる200を超えるアイテムを提供しています。ユーザーが注文した後、AmazonはSculpteo、Mixee Labs、3DLTなどのサードパーティ3D印刷サービスプロバイダーを通じて制作を完了します。 3Dハブは、3D印刷クラウドプラットフォームのもう1つの代表です。 Shapeways Platformは、独自の3Dプリンターを使用して、顧客にB2Cサービスを提供しています。ただし、独自のマシンを使用して世界中のさまざまな地域のユーザーにサービスを提供するため、印刷の品質は比較的保証されていますが、ユーザーは長時間待つ必要があります。 3Dハブプラットフォームは、3Dプリンターを所有していませんが、3Dプリンターのグローバル分散ネットワークを確立し、C2Cサービスモデルを形成しています。
わずか2年で、ネットワークは150を超える国と地域に1.7以上の3Dプリンターを持ち、世界の合計3Dプリンターのほぼ5％を占め、30,000を超える3D印刷注文を処理しました（図7を参照）。プラットフォームは、製造を完了するために顧客の場所に基づいて、分散ネットワークの最寄りの3Dプリンターにタスクを割り当てることができます。したがって、その出荷速度はShapewaysよりもはるかに高速です。 3Dハブは2日以内に発送できますが、Shapewaysには1週間かかります。さらに、これらの17,000の3Dプリンターの情報を収集および整理することにより、3Dプリンターモデル、品質、メーカーのランキング、3D印刷製品アプリケーションエリア、カラーランキング、3D印刷都市ランキングなど、権威ある3D印刷ビッグデータ分析が形成されました。
主に3D印刷コミュニティである別のタイプの3D印刷プラットフォームがあります。それらのベストは、Stratasysの子会社Makerbotが所有する世界最大の3D印刷ファイル共有プラットフォームであるThingiverseです。そのトラフィックはShapewaysプラットフォームのトラフィックに匹敵し、年間トラフィックは数千万人に達します。他のアクティブなコミュニティには、Reddit、3Dハブトーク、Tinkercad、Myminifactory、Grabcadが含まれます。 Sandi Spyent-Time、Sandi.com、Amethyst Cube、Antarctic Bear 3D Printing Network、Meijiang.com、China 3D Printing Network、Tiangongsheなど、中国でも多くの3Dプリンティングクラウドプラットフォーム企業も登場しています。 1つの部分は、3D印刷機器製造会社のビジネス拡張です。別の部分は独立した3D印刷サービスプラットフォームであり、一部のWebサイトは3D印刷関連の周辺サービスに従事しています。
4.3Dバイオプリンティング会社<br /> 大まかに言えば、3Dバイオプリンティングには、in vitroモデルデバイス、in vivo補綴インプラント、分解性組織足場、および生活組織印刷の4つのレベルが含まれます。最初の3つのレベルは基本的に従来の製造のカテゴリーに属しますが、第4レベルは画期的で革新的であり、臓器移植におけるドナー不足と免疫拒絶の問題を根本的に解決します。ここで言及している3Dバイオプリンティング会社は、生きている組織の印刷に従事している企業を特に言及しています。アメリカの会社であるオルガノは、これらの会社の中でリーダーです。同社はリビングティッシュ3Dプリンターを開発し、2014年に世界初の市販の3D印刷「リビング組織」 - ミニチュア肝臓 - を発売しました。
この製品には、正確で再現可能な生物学的構造があり、その機能と安定性は42日間維持でき、現在の標準の2次元肝細胞培養システムをはるかに超えています。 最近、同社は別の3D印刷された「Living Tissue」を発表しました。これは、少なくとも2週間にわたって生き残ることができます。同時に、OrganovoはMerck、Johnson＆Johnson、L'Oréal、その他の企業と協力して、生きている組織の3D印刷の関連アプリケーションを開発しています。国内では、生きている組織の3D印刷はまだ研究開発段階にあり、まだ工業化段階に入っていません。
V. 結論 世界3D印刷技術産業アライアンスの創設者であるルオジュン事務総長によって提案された「時代」の概念を借りる著者は、3Dプリントを5つの時代に分けることができると考えています。 「1.0 ERA」は、1984年に3D印刷会社に支配されていました。世界中の産業革命のビッグデータ、ロボット、およびクラウドコンピューティングは、「4.0」の時代が生きている組織の3D印刷の商業化から始まりました。
実際、これらの5つの時代は互いに重複していますが、関係する4つの3D印刷会社は、相互交換または均一な競争の関係を持っていません。それどころか、3D印刷「5.0」の時代でさえ、これらの4種類の企業は独自の市場を持ち、補完的な利点と調整された開発の傾向を形成すると予想されています。したがって、私の国の3D印刷業界の健全な発展を促進するためには、これらの4種類の3D印刷会社に特に注意を払う必要があります。これはまた、国が3D印刷機器、3D印刷生産プロセス、3D印刷プラットフォーム、および生物学的3D印刷の開発に注意を払っている理由を間接的に説明していると思います。 「Made in China 2025」計画の重要なレイアウトコンテンツとして、私の国の3D印刷技術の開発を加速し、3D印刷業界をより強くて大きくするように促進することは、広範な市場で上級製造業界を育成するだけでなく、製造力になるという私の国の夢を促進する上で前向きな役割を果たします。
編集者：南極ベアの著者：Yu Hao北京新材料開発センター拡張読書：産業情報省と情報技術：2017年に「Made in China 2025」を完全に実装して、3D印刷革新能力省産業および情報技術を強化する：中国2025年には完全な実装ステージ、3D印刷イノベーションセンター建設計画の合格実証
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