3D プリントは私たちの生産と生活にどのような影響を与えるのでしょうか?

出典：新華社通信

おもちゃの印刷、食品の印刷、車の印刷...インテリジェント製造技術の向上により、3D プリントは私たちの生産と生活に急速に統合されつつあります。国家統計局のデータによると、わが国の3Dプリンター機器の生産量は今年初めから2桁の成長を維持しており、今年上半期は前年比51.6%増加した。

新華社記者はこのほど、陝西省、広東省、江蘇省などを訪問し、3Dプリント技術の応用シーンが継続的に拡大・深化しており、実体経済とデジタル経済の高品質な融合を促進し、わが国における新たな高品質生産性の育成と成長の重要な原動力となっていることを発見した。

ファッション玩具、食品、頭蓋骨模型などはすべて印刷可能
7月15日、黒龍江省ハルビン市の張凱翔さんはハルビン工業大学から入学許可書を受け取りました。この通知は「本」の形をしており、宇宙金属材料を使用して3Dプリントされ磨かれた「金色の」鍵が含まれています。

3D プリントは入学許可書にテクノロジー感を加え、学生の間で非常に人気があります。この新しい製造技術は、付加製造とも呼ばれ、米国で最初に開発されましたが、主にデジタルモデルファイルに基づいて動作し、粉末金属やプラスチックなどの結合可能な材料を使用して、層ごとに印刷することでオブジェクトを構築します。
「物体が多数の薄い層に切断される場合、3Dプリンティングはこれらの薄い層を1つずつ印刷し、上の層が下の層を覆い、物体全体が印刷されるまで結合します」と中国社会科学院工業経済研究所の研究員、李剛氏は述べた。

陝西省では、記者が西安康托医療科技有限公司を訪問した。そこでは、生産ラインに10台以上の3Dプリンター装置が整然と並べられ、整然と稼働していた。層ごとのスキャンと累積的な形成により、カスタマイズされた頭蓋骨モデルを 5 時間以内に完成させることができます。

「各デバイスは同時に6つの頭蓋骨モデルを生成できます。」同社の研究開発エンジニアである趙鋒氏は、各モデルはオーダーメイドで、ユーザーの頭部構造を正確に表示し、医療機関の診断と治療を効果的に支援できると述べた。

△西安康托医療科技有限公司のエンジニアが3Dプリンター設備の稼働状況を確認している。撮影：新華社記者張博文。現在、さまざまな流行のおもちゃが多くの若者の間で人気を集めており、伝統的な労働集約型産業であるおもちゃ製造業に新たなビジネスチャンスが生まれている。「中国のファッション玩具の首都」である広東省東莞では、3Dプリント技術が流行の玩具製品の研究開発と設計に広く活用されています。

「設計段階では、主に3Dプリント技術を使用して、外観や構造などの側面の実現可能性を検証します。たとえば、当社が発売した流行のIP『Fat Da』は、数十回の3Dプリント技術検証を経て、市場の需要に最も適した製品形態で設計されました」と、東莞順林模型ギフト株式会社の劉学申会長は述べています。

△東莞順林模型ギフト有限公司が発売したトレンド玩具IP「Fat Da」（写真提供：インタビュー対象者）
河南省では、信陽博物館が3Dプリント技術を使用して、「ポケット版」の「文昭皇后拝仏」を1:3の比率で仮想的に復元し、多くの観光客を魅了して立ち寄らせました。上海では、No.1 Food Storeが3Dプリント技術を使用して製造した月餅が多くの消費者に好評でした。江蘇省では、南京初のコンクリート製3Dプリントカーポートが江北新区産業技術研究イノベーションパークに設置されました...

中国機械工学会付加製造（3Dプリント）技術支部の事務局長で西安交通大学教授の李迪塵氏は、わが国の3Dプリントは医療、航空宇宙、民生用電子機器などの分野で大規模な応用を実現していると語った。 2023年末までに、中国の国内3Dプリンター設備所有率は世界の設備の11.5％を占め、世界第2位となる。また、中国の消費者向け非金属3Dプリンター設備の市場シェアは世界第1位となる。

従来の製造業の強化<br /> モンデリーズ食品（蘇州）有限公司の滬東工場では、毎時何万個ものサンドイッチビスケットが焼きたてで作られ、自動包装によってさまざまな場所に配送されています。このような効率的な生産方法は、3D プリント技術のサポートと切り離せません。

「3Dプリンターを購入してから、以前は6万元かかっていた食品加工機械の部品が数百元で印刷できるようになり、食品加工の効率が大幅に向上した」とモンデリーズ・ホドン工場の製造責任者、李雲龍氏は語った。

△モンデリーズ食品（蘇州）有限公司は3Dプリンターを使用して機器の付属品を印刷しています（写真はインタビュー対象者提供）
インタビュー中、記者は、従来の製造技術と比較して、3Dプリントの優れた利点は、テンプレートを必要とせず、直接印刷できるため、材料の消費と人件費を節約できることだと知りました。第二に、3D プリンティングには、任意の複雑な構造を迅速に試作および製造できるという技術的な利点があり、従来の製造業をさらに強化することができます。

浙江省では、記者は杭州世銀科技有限公司の生産工場で、食品3Dプリンターで20種類以上の食品を製造できることを目撃した。「伝統的な焼き菓子はすべて手作りだが、今ではデジタルで提供できる」と同社の李静源最高経営責任者（CEO）は、食品用3Dプリンターはさまざまな形状の製品を印刷できるため、市場のカスタマイズニーズによりよく応えられると語った。

業界関係者は記者に対し、3Dプリント技術は多くのハイテク企業、特に専門性と革新性を兼ね備えた「小さな巨人」企業に新たな競争上の優位性をもたらしたと語った。

「医療用ロボットは小型なので、必要なバッテリーはさらに小型です。現在、3Dプリント技術だけが、3次元寸法が4mm未満のバッテリーの統合製造とパッケージングの問題を解決できます。」高能数字製造（西安）テクノロジー株式会社の最高執行責任者であるLing Qi氏は、3Dプリント技術の助けを借りて、同社が開発した超小型バッテリー「Linglong」シリーズが埋め込み型医療用ロボットの分野でうまく使用され、市場から広く歓迎されていると述べました。

付加製造産業チェーンの構築を提案した「第13次5カ年国家戦略新興産業発展計画」から、製造業の中核競争力と技術転換を強化するための徹底した特別プロジェクトの実施を提案した「第14次5カ年計画」および2035年ビジョン目標概要まで、わが国は付加製造（3Dプリント）を将来の発展計画の重要な分野として位置付けています。

地方レベルでは、広東省、江蘇省、重慶市、浙江省など多くの地域が政策文書の中で積層造形（3Dプリント）の発展を明確に述べていることを記者は発見した。例えば、広東省は行動計画を発表し、2025年までに収益が1,800億元を超えるレーザーおよび付加製造の戦略的新興産業クラスターを構築することを明確に述べています。

「3Dプリンティングは製造業、特に新素材、新エネルギー、ハイエンド機器などの分野で幅広く活用されています。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上で重要な力となっています」とLi Dichen氏は述べた。

いくつかの開発上のボトルネックはまだ突破する必要がある<br /> インタビューを受けた専門家は記者に対し、高性能、高効率、低コストが3Dプリント技術の今後の発展方向であると語った。しかし、我が国の大規模3Dプリント製造業の安定性と経済的適用性には依然としてギャップがあり、技術研究開発と産業支援政策システムをさらに改善する必要があります。

技術面では、李迪塵氏は、3Dプリントチェーン全体にわたる共同イノベーションラボ、パイロットプラットフォーム、イノベーションセンターの配置を加速し、独立した技術に基づく3Dプリントエコシステムと標準化システムを構築することを提案した。戦略的人材力の構築を強化し、国家人材育成計画に3Dプリントの別部門を設け、3Dプリント技術革新と業界をリードする人材を多方面から誘致・育成します。

関連統計によると、現在、わが国には一定規模以上の3Dプリント企業が約200社ありますが、そのほとんどは研究開発力や技術革新力が比較的弱い中小企業です。「全体的な計画と政策指導を強化し、大規模な3Dプリント基幹企業を強化し、中小規模の3Dプリント企業を支援し、産業集積を加速し、産業クラスターを育成する必要がある」と李剛氏は述べた。

インタビュー中、記者は近年、欧米が3Dプリント技術を使って一体型ロケットやエンジンなどの象徴的な製品を生産し、新興産業の急速な発展を牽引していることを知った。「国内の観点からは、新たな産業化を指針とし、象徴的な3Dプリント製品と典型的な応用シナリオの創出を加速し、自動車、電子情報、建設機械などの主要産業への3Dプリントのさらなる応用を推進し、伝統産業の転換とアップグレードを推進する必要がある」と李迪塵氏は提案した。

多くの業界関係者は、わが国は産業システムが完備しており、応用シナリオも豊富であると述べています。関連政策が継続的に改善されるにつれて、3Dプリントはほとんどの製造分野に応用され、人々の生産と生活にさらに利益をもたらすことが期待されています。

「今後3～5年で、わが国の3Dプリント産業の規模は欧米に匹敵し、成長率は世界平均より8～10パーセント高くなると予想されます。」李迪塵氏は、将来、3Dプリントは先進的な航空機、ロボット、臓器薬物スクリーニングモデルなどの産業を全面的にサポートし、1兆元の市場規模を生み出すと予想されると述べた。

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