3D および 4D プリンティング技術はスマート工業化にどのような影響を与えるでしょうか?

▲水にさらされると自動的に変形するシンプルな4Dプリント構造
知能ロボット、ドローン、3Dプリンターなどの製品が人々の伝統的な概念を徐々に変えつつあり、「中国製造2025」の時代が到来しようとしています。しかし、3D プリンティングが製造業にもたらした新たな活力に私たちがまだ驚いている一方で、4D プリンティング技術が静かに登場しました。 4D プリンターの未来の時代では、ほとんどの製品の製造に工場の助けは必要なくなります。より多くの民生用 4D プリンターが私たちの生活に入り込むでしょう。必要な製品を作るのに必要なのは、コンピューター、プリンター、そしていくつかの原材料だけです。

情報化時代の発展は人々の認識を超え、知能ロボット、ドローン、3Dプリンターなどの製品が次々と登場し、人々の伝統的な概念を徐々に変えています。「中国製造2025」の時代が到来しようとしています。製品製造の分野では、3Dプリントが人類の製品生産にさらなる活力をもたらしたと喜ばれている一方で、4Dプリント技術が静かに登場しています。 4D テクノロジーの独自性は、事前に設定されたモデルプログラムに従って 3 次元空間で時間次元の変化を実現し、固定形状の製品を生産する能力にあります。

4Dプリント
4D プリンティングの鍵は、3D プリンティングに基づいて「D」次元、つまり時間「T」を追加することです。次のように理解することもできます。3D 印刷技術は、形状が固定されたオブジェクトです。時間が経っても、その形状は完全に固定され、形状を変えることはできませんが、4D 印刷は、特定の環境要因 (水、光、電気など) の刺激を受けて変化することができます。つまり、4D プリントは自己変形する能力があり、製品の組み立て工程を省くことができます。

▲水にさらされると自動的に変形する、より複雑な4Dプリント構造
4D テクノロジーをまだよく知らない人はたくさんいます。実際、3D と 4D の概念はほぼ同時に提案されましたが、誰もが 4D 印刷テクノロジーを無視して、ほぼ完全に 3D テクノロジーに焦点を当てています。実際、実際の応用価値の観点から見ても、将来の発展の見通しの観点から見ても、4Dプリントは製品のアップグレードにおいてより革命的であり、ビジネスモデル全体の変化を引き起こし、製造業全体に破壊的な影響を及ぼす可能性があります。

4D プリント技術は米国で最初に提案されましたが、2014 年 10 月 8 日に米国の隔月刊誌「フォーリンアフェアーズ」が「4D プリント革命への準備」と題する記事を掲載するまで、あまり注目されていませんでした。それ以降、より多くの国が 4D プリントに注目し始め、医療、軍事、産業の分野でこの新しい技術を実践し始めました。

4Dプリンティング技術の発展は、産業再発展を目指す欧米先進国にとっても、産業構造転換の重要な時期にある中国にとっても、またとないチャンスであり、挑戦でもある。

▲熱湯の刺激を受けて自己組織化する別の4Dプリント構造
産業革命の継続的な進展に伴い、人的資源はもはや工業生産において必須の要素ではなくなりました。人間は事前にプログラムを入力するだけで、4Dプリンターを使用して部品の自律生産を実現できます。自動車や工作機械など、さまざまな工業生産プロセスに適用できます。産業発展は、3Dおよび4Dプリント技術を中核とする新たな技術革命に直面しています。

同様に、中国にとっても大きなチャンスです。この新しい技術はまだ登場したばかりで、各国、各企業はまだ同じスタートラインに立っています。中国が産業革命の勃興に参加したのは歴史上初めてのことだと言えます。わが国は3Dプリント技術において欧米諸国に劣らず、一部の分野では西側諸国よりも優れています。

しかし、中国の3Dプリント技術企業は依然として伝統的な企業のビジネスモデルを採用しており、コア技術の購入に依存して設備を生産・販売しているため、中国における3Dプリントの工業化と市場での受け入れは低い水準にあります。同時に、わが国には3Dプリント技術の研究と生産を行う機関が比較的少なく、スター級の企業や専門的な製品生産クラスターが存在せず、全体的な科学研究レベルは依然として諸外国に遅れをとっています。現在の産業モデルは依然として人力を中心とした工業化生産が主流であり、新製品生産技術は従来のモデルの限界を打ち破ることができず、大規模な工業生産を実現できません。製品生産プロセスにおける革新の欠如も、3Dプリント技術の発展を妨げる重要な要因となっています。

将来的には、より多くの民生用 4D プリンターが私たちの生活に入り込むようになるため、ほとんどの製品は工場で生産する必要がなくなります。コンピューター、プリンター、原材料があれば、欲しいものを自分で作ることができるようになります。高度で複雑な製品であっても、IoTビッグデータプラットフォームを通じて自社のニーズを提唱し、パーソナライズされたカスタマイズを実現できます。従来のビジネスモデルは完全に価値を失い、世界市場の発展モデルは新たな段階に入ります。

さらに読む:
"ショック！ 3Dプリントはまだ使われていないが、4Dプリントがやってくる》
《ブラックテクノロジー：4Dプリントが登場、熱刺激で自動的に変形可能》
ハーバード大学、水にさらされると自動的に変形する新しいハイドロゲル4Dプリント構造を開発

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出典：中国機械工具ビジネスネットワーク

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