3Dプリント材料の重要性はますます明らかになっている

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-2-23 09:45 に最後に編集されました。

3D プリントの嵐が世界を席巻しており、その中で最も重要な部分である材料が間違いなくこの嵐の焦点になりつつあります。 3D プリンティングは、世界のハイエンドのインテリジェント製造産業の基本的な設備となっている一方で、人間の社会生活のあらゆる側面にもその影響を広げています。 3Dプリンティング技術が徐々に成熟・発展するにつれ、3Dプリンティングも工業製造分野からバイオメディカルなどの生活分野へと広がりつつあります。新たな産業革命は3Dプリンティングにとっての「チャンス」となりつつあります。
3Dプリント技術を用いた生体医療用ポリマー材料の製造に関する研究の進歩

2010年、中国は世界最大の製造国となった。中国の経済発展が「新常態」に入るにつれ、過去の高投資、高エネルギー消費、高成長は永遠に消え去り、中高速成長、経済構造の最適化とアップグレード、要素駆動型と投資駆動型からイノベーション駆動型への移行が中国の経済発展の主流となっている。3Dプリントなどの革新的なデジタル生産モデルは、世界中の多くの国の政府や企業に支持されている。中国工程院の院士である陸炳恒氏は、第2回3Dプリント産業会議（上海）と第1回SAMA国際フォーラムでの演説で、「世界ではデジタル製造の新たな波が生まれている。製造競争力の低下に対処するため、先進国は『再工業化・再製造』を積極的に提唱しており、その鍵となるのは3Dプリントなどの高度な製造技術だ」と述べた。
習近平氏は「3Dプリントや人工知能などの新技術は引き続き登場しているが、まだ新たな経済成長のポイントを形成していない」と述べた。

3Dプリンティングに代表される先進的な製造業は、世界中の政府が獲得しようと躍起になっている戦略的な優位性となっている。
3D プリンティングは、積層造形とも呼ばれ、粉末金属やプラスチック、その他の接着可能な材料や感光性材料を使用してデジタルモデルファイルに基づいてオブジェクトを構築するラピッドプロトタイピングテクノロジの一種です。従来の減算製造法と比較して、付加製造法では、試作品や金型を必要とせずに材料を追加することで、コンピューターグラフィックスデータに基づいて任意の形状のオブジェクトを直接生成できるため、製品の製造プロセスが簡素化され、効率が向上し、コストが削減されます。

統計によると、3Dプリンティングの複合年間成長率は2010年から2014年にかけて30.9%に達しました。2014年、世界の3Dプリンティング製品およびサービスの生産額は41億300万米ドルに達し、前年比35.2%増加し、18年間で最も高い成長率を達成しました。 2015 年、世界の付加製造および 3D プリンティング市場の売上高は 51 億 6,500 万米ドルに達し、2014 年と比較して 10 億米ドル以上増加し、成長率は 25.9% でした。

データソース: Wohlers、New Materials Online がまとめた。市場調査会社 Wohlers が発表した 3D プリント業界のレポートによると、世界の 3D プリント市場は昨年、複合成長率 25.9% を記録し、市場規模は 10 億米ドル近く増加し、現在は 52 億米ドル近くに達している。技術システムが徐々に改善し、応用分野が拡大を加速し、産業チェーンが形成し続けるにつれて、世界の3Dプリンティング市場は爆発的な成長を迎える可能性があります。

「今年の国際および国内の3Dプリント市場の発展から、3Dプリントが急成長を遂げ始め、社会のあらゆる分野が3Dプリントのコンセプト段階から応用段階へと急速に移行し始めたことは明らかです。」中国3Dプリント技術産業連盟の執行会長で世界3Dプリント技術産業連盟のCEOである羅軍氏は記者とのインタビューで、中国の3Dプリント企業の総数は中国国外の世界の3Dプリント企業の総数に近いか、それを上回っていると語った。

神湾宏源証券の研究員であるQu Wei氏は、国内の3Dプリント市場は過去4年間で2倍に成長したと考えている。2015年の中国の市場規模は約78億元だった。3Dプリント業界はすでに爆発的な成長期にあり、中国は最も急速に成長している市場の一つである。政策レベルでは、2015年2月に工業情報化部、国家発展改革委員会、財政部が検討し、「国家付加製造産業発展促進計画（2015-2016年）」を策定した。

工業情報化部、国家発展改革委員会、財政部が共同で発表した上記計画では、2016年までに中国はまず比較的完成度の高い付加製造産業システムを確立し、全体的な技術レベルを国際基準に合わせ、航空宇宙などの直接製造分野で国際的に先進的なレベルに到達し、国際市場で大きなシェアを占めるという目標を掲げている。世界4大会計事務所の一つであるデロイトのポーランド支社は最近、3Dプリンティング業界の展望レポートを発表し、世界の3Dプリンティング市場の現在の規模は約48億ドルで、2020年までに205億ドルに達すると予測している。

工業情報化大臣の苗巍氏は、3Dプリント技術によって、各消費者の個別ニーズを最大限に満たすことができると考えています。もちろん、まだ開発段階にあります。加工が難しく、大量生産を必要としない特に複雑な部品の場合、3D プリントは強力な競争上の優位性を持ちます。この技術革新は、伝統的な生産方法に革命的な変化をもたらす可能性があります。すべての兆候は、3D プリンティングが世界的な競争の焦点になりつつあることを示しています。
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3D プリンティングが本格的に発展する一方で、重要な材料が 3D プリンティング業界の発展の障害となっています。
「3Dプリントの発展の鍵は材料にあります。将来、3Dプリント材料は大きな活力で爆発的に成長し、3Dプリントの生産額の30％以上を占める可能性があります。私たちは3Dプリント材料で良い仕事をし、国際レベルとの差を縮めなければなりません。」中国工程院の院士であり、中国3Dプリント材料評議会の会長である周連氏は、現在3Dプリント業界で使用されているポリマー材料と金属材料は主に輸入に依存しており、それらは他者によって制御されており、価格が高く、わが国での3Dプリントの市場への応用と推進を深刻に妨げていると考えています。人々は3Dプリント設備に注目しすぎて、3Dプリント材料を無視しています。我が国の3Dプリントと海外の格差を縮めるには、材料業界が協力し、早期に計画を立て、チャンスをつかむ必要があります。
中国の航空宇宙産業は画期的な進歩を遂げた。3Dプリント部品の重量は3kgから600gに減り、80%の軽量化に成功した。
羅軍氏はまた、現在3Dプリントの分野で使用されている材料は1,000種類以上あるが、従来の製造業に比べるとまだ十分ではないと考えている。一部のナイロン材料、セラミック材料、感光性樹脂材料、チタン合金、その他の冶金粉末材料は基本的に輸入に頼っており、これが我が国の3Dプリント産業の健全な発展に深刻な影響を及ぼしています。

3D プリント材料の重要性がますます明らかになってきています。
最近、国務院は「国家戦略的新興産業発展のための第13次5カ年計画」を公布し、「第13次5カ年計画」期間中の我が国の戦略的新興産業の発展に向けた配置と手配を明確にしました。中でも、積層造形（3Dプリンティング）は、製造業の高度化を推進する重要な技術の一つとして、「計画」の中で何度も言及され、強調されてきました。「計画」では、「第13次5カ年計画」期間中に、チタン合金、高強度合金鋼、耐熱合金、耐高温高強度エンジニアリングプラスチックなどの積層造形用特殊材料のブレークスルーに重点を置くことを強調している。
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「3Dプリントのラピッドプロトタイピング材料は、基本的にポリマー材料と金属材料の2つのカテゴリに分けられます。感光性樹脂、ABS、PC、ナイロンパウダー、石膏パウダー、ワックスなどのポリマー材料が現在主流のラピッドプロトタイピング材料です。金属材料は、ラピッドプロトタイピング技術と材料自体の制限により、広く使用されていません。」と、3D Systems Chinaのマーケティングディレクター、Zhang Lekui氏は述べています。 3Dプリンターを専門とする企業のトップは、国内の3Dプリンターの需要は主にポリマー材料の研究開発に集中しており、自動車、航空宇宙、家電などの分野に応用されていると語った。しかし、より多くの応用分野とより幅広い材料には、さらなる研究開発が必要です。

国産3Dプリント材料の新たなブレークスルー<br /> 3D プリント市場の急速な成長に伴い、3D プリント分野における主要材料の機会が拡大しています。国内の上場企業や素材企業の多くが、3Dプリント材料分野での進出を加速させている。 12月12日、新達グループは四川省南充市で30万トンのバイオ複合材料プロジェクトと3Dプリント材料プロジェクトの契約を締結した。鑫達グループはこの積層造形（3Dプリント）用複合材料プロジェクトに3億元を投資し、熱溶解積層法の線材生産ライン4本と選択的レーザー焼結積層造形法の粉末材料生産ライン1本を建設する予定だと伝えられている。製品は主に3Dプリント、医療機器、生命科学などの分野で使われる予定だ。
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「3Dプリント材料は過去2年間で特に急速に成長しました。Xindaグループは、現在90％が自動車分野に販売されていますが、今後5年間で製品を高速鉄道、航空機、食品包装、医療消耗品、新エネルギーなどの分野に拡大したいと考えています。」XindaグループのゼネラルマネージャーであるMa Qingwei氏は、New Materials Onlineに対して、ハイエンドであり、製品構造に合致している限り、Xindaは市場に参入すると述べました。これは将来の変化であり、つまり、分野を拡大する必要があるということです。金発科技や銀熙科技などの上場企業も、3Dプリントポリマー材料の分野での展開を加速している。

2015年6月初め、Kingfa Technologyは、世界有数のポリ乳酸メーカーであるNatureWorks社から、アジア太平洋地域で唯一の特殊3Dプリント材料サプライヤーとして正式に推薦されました。 Kingfa Technology は 2013 年から 3D プリント用特殊材料の研究開発に投資しており、現在 NatureWorks IngeoTM をベースにした ECOPOND® 3D プリント用特殊材料の数十グレードを開発しています。このシリーズの製品を使用して製造された 3D プリントフィラメントは、無臭、無味で、線径が安定しており、市場の主流の 3D プリント装置で連続的に安定して印刷できます。印刷された部品は優れた総合性能を備え、ABS、PA、PET と比較して炭素排出量が低くなっています。

「3Dプリントプロジェクトの主な研究方向は、3Dプリント技術に使用される高性能ポリマー複合材料の研究開発と産業化、低コストで高性能な成形材料の開発、3Dプリント技術の普及と応用の促進です。具体的には、高性能ナイロン（PA）複合材料、機能化ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）複合材料、低コストの多機能ABS複合材料の3つの側面の開発と産業化が含まれます。」銀溪科技取締役会秘書の鄭桂華氏は、機関投資家の歓迎会で、銀溪科技が開発したナイロンパウダーが量産を開始したと述べた。この製品は常に外国企業によって独占されており、現在、銀溪科技は中国でこの製品を生産できる数少ない企業の1つです。金属3Dプリント材料の分野でも、国内の材料企業による積極的な企画が進んでいる。

「構造が複雑になるほど、金属3Dプリントを使用する方がコスト効率が高くなります。従来のプロセスでは実現できない、ほぼ無限に複雑な幾何学的構造を生成できるからです。」西安ポリライトレーザー成形技術有限公司の賈欣氏は、現在3Dプリントに使用できる金属は40種類以上あると語った。「3Dプリントが破壊的なアプリケーションであるならば、金属3Dプリントは間違いなくピラミッドの頂点に位置する」と蘇州イネイトナノテクノロジー株式会社の取締役であるPu Feng氏はNew Materials Onlineに語った。現在、中国には3Dプリント金属材料のコア技術があまりなく、国産金属粉末の品質は十分に安定しておらず、コストは依然として高い。一括で供給できる企業は多くない。 Pu Feng氏によると、チタンベースの材料は現在最も広く使用されている3Dプリント金属材料であり、航空宇宙、軍事産業、医療機器などの分野で広く使用されています。
金属3Dプリントの応用分野と発展の見通しの分析

最近、スイスの世界的に有名なハイテク企業であるエリコンは、3Dプリント技術用の金属粉末を含む金属材料の開発と生産のために、米国に新しい工場を建設するために5000万ドルを投資すると発表した。同時に、同社は3Dプリント能力の大幅な強化を目指し、ドイツの金属3Dプリント企業citimを買収した。 3Dプリントの主要材料の「不足」は、3Dプリント業界の急速な発展に影響を与える足かせとなり、優れた新材料企業と高品質の3Dプリント材料をいかに見つけるかが業界全体の注目の的となっている。

出典: New Materials Online

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