砂型3Dプリントのコストを1元/kgに削減するために、ASKAは鋳造業界チェーンの3つの有利なサプライヤーと戦略的な契約を締結しました。

はじめに：砂型3Dプリント技術は、印刷効率、印刷サイズ、砂型の性能が継続的に向上し、3Dプリント砂型のコストが継続的に低下しているため、従来の鋳造分野で広く使用される革新的な技術ルートになりました。

2024年7月4日、中国鋳造協会主催の「第22回中国国際鋳造博覧会」が上海で開幕した。展示会には50以上の国と地域から鋳造業界の上流と下流の著名な出展者1,500社以上が参加し、鋳造業界の変革とアップグレードを促進し、高品質の発展の道を歩むための重要なプラットフォームとなった。

△第22回中国国際鋳造博覧会開幕式△ASKA会長の李明智氏は、テープカットゲストとして開幕式に出席するよう招待されました。南極熊は、砂型3DプリンターメーカーのASKAが今回の展示会に重厚な存在感を示し、生産レベルの砂型3Dプリンター設備T1814、T2518、BTHS2515の輸出バージョン3機種を発表し、砂型鋳造産業チェーンの優位なサプライヤー3社と戦略協力協定を締結し、3Dプリント技術を多方面から推進し、鋳造産業のさらなるコスト削減と効率向上を支援し、グリーンでインテリジェントな鋳造を実現したことを知りました。

中国鋳造協会の支援を受け、同協会会長の張立波氏や多くの鋳造業界リーダーの立ち会いのもと、ASKA 3Dプリント+グリーンインテリジェント鋳造産業チェーンの「共に夢を築く」戦略協力式典が成功裏に開催されました。わが国の現在の鋳造業界にとって、これは非常に意義深い調印式です。ASKAは済南盛泉グループ、広西藍科資源リサイクル有限公司、佛山国恒ネットワークテクノロジー有限公司と手を携え、戦略協力協定に調印しました。4社は力を合わせて砂型3Dプリント業界の発展を共同で推進し、鋳造顧客の生産コストを削減し、生産効率を向上させ、業界の発展の新たな章を開きます。

△仏山国恒科技の陳耀波会長（左から1番目）、ASKYの李明志会長（左から2番目）、済南盛泉グループの袁勇材料部門ゼネラルマネージャー（右から2番目）、広西藍科資源の戴衛平会長（右から1番目）
ASKAは、この戦略的提携の中核メンバーとして、20年近くの集中的な育成を経て、中国の積層造形（3D工業印刷）分野の革新的な先駆者となりました。ASKAが独自に開発した「圧電インクジェットプリントヘッド」は、中国工業情報化部がリストアップした3D印刷のコアコンポーネントであり、主流の工業積層造形分野で3D砂型や3Dセラミック印刷製品に商業的に応用されています。

△ASKAが自社開発した砂型3Dプリンター用圧電プリントノズル。同社の砂型3Dプリンターは、圧電ノズルというコア部品を自社開発しており、業界をリードする地位にある。 ASKA の砂型 3D プリントソリューションは、継続的な技術革新と最適化を通じて、鋳造工場に高精度で複雑な構造の砂型製造を提供し、鋳造製品の品質と生産効率を大幅に向上させます。今回の展示会では、最新の生産ラインレベルの砂型3Dプリント設備が、集中砂洗浄システムと循環プリントチャンバーを通じて鋳造会社の投資コストをさらに削減しました。

△ASKAが新発売した砂型3DプリンターT1814
済南聖泉グループは1979年に設立され、バイオマス精製、高性能樹脂および複合材料、鋳造材料、健康医薬品、新エネルギーなどの分野をカバーしています。高性能樹脂と複合材料産業は聖泉の主力産業です。現在、聖泉グループのフェノール樹脂生産能力は年間65万トン、フラン樹脂生産能力は年間15万トンに達し、いずれも世界トップクラスです。生産する鋳造材料は、コールドコアボックス樹脂、コーテッドサンドフェノール樹脂、アルカリフェノール樹脂、コーティング剤、硬化剤、無機バインダー、加熱断熱ライザー、溶解材料など100種類以上をカバーし、完全な鋳造材料製品システムを構築しています。

盛泉グループも今年の鋳造展に盛大に登場した。南極熊によると、盛泉グループはASKAYの砂型3Dプリント圧電ノズル用に高性能フラン樹脂材料を特別に開発した。砂型3Dプリントのバインダーとして、優れた耐腐食性、耐熱性、機械特性を備え、砂型3Dプリントに高品質の原材料保証を提供し、砂型の強度と安定性を向上させ、コストを大幅に削減できる。

△盛泉グループ広西藍科資源が展示した3Dプリントフラン樹脂は、主に鋳造業界に鋳物廃砂やその他の鋳物固形廃棄物の総合利用ソリューション、カスタマイズされたパイロットサービス、設備ターンキープロジェクト、投資運用管理を提供しており、廃砂再生のための先進的な工業プロセス技術とコア設備技術を備えています。独自に開発した技術と設備で鋳物廃砂を再生して生産した再生砂は、新砂よりも性能が優れており、100％新砂を置き換えて廃砂の排出ゼロを実現できます。同時に、新砂の採掘量を90％削減し、鋳物工場の砂コストを20％削減し、鋳物の廃棄率を大幅に削減し、鋳物の洗浄時間を短縮できます。当社は、高品質の鋳物リサイクルと環境に優しい設備一式のサプライヤーです。

3D プリント砂のリサイクルと再利用は、すべての鋳造所が解決しなければならない問題です。Guangxi Lanke は、鋳造プロセスで発生する廃砂と廃スラグを高度な技術とプロセスでリサイクルし、再利用可能な原材料に変換して、新しい資源の採掘と使用を削減することができます。同時に、広西蘭科は鋳造企業から発生する廃水や廃ガスを効果的に処理し、排出基準を達成し、鋳造産業の持続可能な発展に強力なサポートを提供します。

佛山国恒テクノロジーは、デジタル化とインテリジェンスの分野で深い技術的蓄積と豊富な応用経験を持っています。この提携により、Guoheng Technologyは、生産プロセスのデジタル監視、品質追跡システム、インテリジェントなサプライチェーン管理など、数万種類の砂型鋳造事例の蓄積データに基づいて、鋳造所向けのデジタルソリューションを提供します。

国恒科技のデジタル技術を通じて、鋳造会社は砂型3Dプリントの生産プロセスをリアルタイムで監視し、生産上の問題を迅速に発見して解決し、生産効率と製品品質を向上させることができます。品質トレーサビリティシステムにより、各鋳造製品の品質が追跡可能であることが保証され、より信頼性の高い製品を顧客に提供できます。インテリジェントなサプライチェーン管理により、原材料の調達と配布を最適化し、在庫コストを削減し、サプライチェーンの応答性を向上させることができます。

調印式後、アンタークティックベアはASKAの李明智会長にインタビューしました。李明智会長は次のように述べました。「ASKAは印刷ノズルのボトルネック問題を解決し、盛泉グループはより競争力のある樹脂材料を提供し、蘭克は体系的な鋳物砂回収ソリューションを提供し、国恒は多数の鋳造ケースを提供し、鋳造所が砂型3D印刷技術を導入する際に直面する一連の問題を一度に解決しました。砂型3D印刷は、研究開発だけでなく、鋳造所の生産に真に適用されると考えています。現在提供しているソリューションは、砂型の印刷コストを約1元/ kgに削減し、砂回収と環境問題を解決できます。私たちはこれをグリーンスマート鋳造と呼んでいますが、同時に、プロセスとソフトウェアの面で鋳造所の試行錯誤コストを削減します。これにより、鋳造所の3D印刷使用に対する信頼が徹底的に向上し、中国の鋳造業界全体が世界で最も競争力の高いものになると信じています。これが、この戦略的協力協定に署名した目的です。」

ASKA、盛泉グループ、Lanco Resources、Guoheng Technology間の戦略的協力は、多くの面で大きな意義を持っています。 4社は、技術革新、産業グレードアップ、環境保護など多方面から鋳造業界の変革とグレードアップを支援し、将来に向けて協力分野を継続的に深化させ、市場スペースを拡大するために協力していきます。今後数年間で、砂型3Dプリント業界はより顕著な発展成果を達成し、鋳造業界の変革とアップグレードに強力な推進力を注入すると予想されます。 4社の共同の努力により、砂型3Dプリント業界はより明るい未来を迎え、我が国の鋳造産業の発展にさらに大きく貢献すると信じています。

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Huawei が携帯電話を作るように 3D プリンターを作りましょう! ASKA杭州工場訪問
2024年5月、南極熊は砂型3DプリンターメーカーASKAの杭州工場を訪問し、同社がどのようにして3Dプリントの道を歩み始めたのかを深く理解しました。

△ ASKY杭州工場にて、ASKY会長の李明志氏（左）と南極熊の潘雪松氏（右）
CTP装置から始まり、世界トップ3の1つになりました

このアンタークティックベアへの現地訪問中、私たちはASKAの会長である李明志氏に直接迎えられ、ASKAの研究開発および生産施設を見学しました。 Li Mingzhi 氏は Antarctic Bear に対し、ASKAY は実はコンピューターツープレートメーカー (CTP) としてスタートしたと語った。CTP とは、デジタル印刷前のグラフィック情報を印刷版に直接転送する装置である。これらの装置は主に、新聞や雑誌など、大規模な印刷が必要な分野で使用されている。 ASKALEは現在、CTP装置で世界トップ3にランクされています。日本の国際的大手である富士のCTP装置も、ASKALEのOEMブランドで生産されています。 CTP装置では、レーザーを使用してアルミ板に精密彫刻を行う必要があるため、ASKAは精密モーションコントロールのキーテクノロジーを習得し、この精密モーションコントロール技術セットを砂型3Dプリンターの開発に応用しました。

△ASKAのCTP製造工場 △ASKAが日本の富士向けに製造したCTP装置
Huaweiが携帯電話を作るように3Dプリンターを作る

生産棟1階で、ようやくASKAの砂型3Dプリンター生産ラインを目にすることができました。作業員が、1.8メートルの大きさを印刷できる左右両作業の砂箱印刷設備S1800、集中粉末洗浄を備えたStorm T1800およびT2515生産ラインソリューション、輸出向けのBroadcom BTHS2515およびBTHS4025など、複数のモデルの砂型3Dプリンターを組み立てていました。

△ASHK砂型3Dプリンター製造工場△ASHKの集中型粉末洗浄Storm T1800およびT2515生産ラインソリューションは、トラックを介して印刷チャンバーを指定された場所に移動し、粉末洗浄を行います。複数の印刷デバイスは、1セットの粉末洗浄装置と連携しています。これは、従来のファウンドリ生産ラインのアップグレードソリューションではなく、3D プリント生産ライン向けの真のフルプロセスソリューションです。
李明智氏は「国内の他の砂型3Dプリンターメーカーとは異なり、ASKA砂型3Dプリンターの核心は自社開発の圧電プリントヘッドの使用にあります。一方、他のメーカーは輸入ヘッドしか使用できません。ASKAの自社開発プリントヘッドは、HuaweiがKirinチップを使用して携帯電話を製造し、Cheryが自社開発エンジンを使用して自動車を製造するのと同じです。コアコンポーネントは自社の手の中にあります。外国に「窒息」することはできません。」と述べた。

Antarctic Bearによると、ASKAは2012年に圧電インクジェットプリントヘッドの研究開発を開始し、総額数億人民元を投資しており、これは10年間の努力と言える。あちこちで部品を購入し、素早く組み立てて販売して金儲けをするのに比べれば、李明志は明らかにより困難な道を選んだ。多くのコア部品が国内生産されていない理由は、一方では技術的障壁が高く、研究開発投資額が大きいこと、他方では中国にそれを支える加工設備が不足していることである。例えば、チップを生産したいのにリソグラフィーマシンを持っていないとしたら、「料理が上手い人は米なしでは料理ができない」ようなものです。

△3Dプリント圧電ノズルはクリーンルームで生産されています。この小型プリントノズルを開発・生産するために、ASKAは加工設備一式を装備する必要があります。これらの設備は、国際的な大手企業によって独占されているか、国内需要が少ないため人造ではないことがよくあります。 ASKAY は、プリントヘッドの各種部品、オリフィスプレート打ち抜き装置、切断装置、コーティング装置、ホットプレス装置、露光装置、試験装置など、これらの装置を自社で製造することができます。これらの装置は、プリントヘッドの製造のために4階にある2,000平方メートルのクリーンルームに設置されています。さらに、プリントヘッド上のメインチップについても、ASKA 独自のソリューションを提供しています。

△圧電プリントヘッドを開発するために、ASKAは一連の加工設備を構築しました△高速カメラで捉えたインク滴の吐出プロセス多くの困難と長年の継続的な開発を経て、ASKAはついに突破口を開き、国産の圧電プリントヘッドを発売しました。これにより、この分野における国内の格差が解消され、このコアコンポーネントのコストが大幅に削減されました。現在、ASKA のインクジェットプリントヘッドには、512 穴と 1024 穴の 2 種類があり、解像度はそれぞれ 200dpi と 400dpi です。量産された512ノズルは、同社の3D砂型および3Dセラミックプリンターの全製品に使用されています。一部のMEMSプロセス512ノズルは市場セグメントで試行およびテストされており、垂直型の従来の1024ノズルと垂直型MEMS1024も研究開発サンプルの小ロットテスト段階に入っています。自社開発のノズルを使用しているため、3Dプリント材料の特性に合わせてノズル流路の材質を選択でき、材料適合性の面でノズルの寿命が大幅に向上します。さまざまな印刷材料に応じて、さまざまな材料ノズルをカスタマイズし、3D での多様な材料の適用をサポートします。

△ASKA 3Dプリント圧電ノズルと構造
ASKAはなぜ最も困難な道を選んだのか？

ASKALEの研究開発および生産工場を訪問した後、Antarctic Bearは衝撃を受けました。ASKALEがこの小型スプリンクラーを製造するために、実際にこれほど多くのエネルギーと研究開発費を投入するとは予想していませんでした。しかし、他のメーカーは印刷機器を迅速に発売し、できるだけ早く収益を上げようとしているため、アンタークティックベアはまだ疑問を抱いています。しかし、ASKAY は、砂型 3D プリンター数百台とノズル数千個を毎年販売するために、印刷ノズルの開発に数億ドルを投資し、10 年間耐えることを選択しました。その価値はあるのでしょうか?

李明智氏は「これは『ボトルネック』技術です。中国で誰かがやらなければなりません。我々がやらなければ、我々はずっと行き詰まってしまいます。残念なことに、我々がこのプリントヘッドを発売した後、同業者は我々がプリントヘッドを作れるとは信じてくれませんでした。実際、輸入品と比べて、我々のプリントヘッドは性能、互換性、耐用年数、適用コストの面で優位性があります。ASKAのプリントヘッドの寿命は1000億回を超え、砂型機の耐用年数中はプリントヘッドの交換コストも低くなります。そして我々の長期動作検証を経て、このプリントヘッドは将来インクジェット印刷の分野でも使用でき、使用レベルは数万台になるでしょう」と語った。

△ASKAの李明智会長は、苦労して開発したプリントヘッドを手に持っています。圧電プリントヘッドの技術は、日本の富士などごく少数の海外メーカーが保有しているため、3Dプリンター機器メーカーがプリントヘッドをカスタマイズ開発することはほぼ不可能です。独自に開発したノズルがあれば、完全な主導権を握ることができます。

さまざまなインクに適応するために、ASKAY はプリントヘッドの適応開発を数多く行ってきました。エポキシ樹脂インクを例にとると、その粘度は 200 ～ 2000mPa.s であり、流体抵抗が増加します。 AMSKAの3D樹脂専用ノズルは、流路断面積を拡大し、熱循環システム（ノズルが80～100℃で安定して動作するようにする）と高電圧駆動システムを搭載することで、安定した印刷を実現します。

△ASKAがお客様にご提供する砂型3Dプリント装置は、有機酸インクに対して比較的活性な化学的性質を持っており、金属材料を腐食させたり、ポリマー材料を膨潤させたりする可能性があります。この材料を印刷するために、AMSKY硬化剤専用ノズルは、流路材料（単結晶シリコン、ケイ酸塩）を置き換え、バインダー（強酸に耐性）を置き換え、液体が流れる界面に半導体グレードのコーティング（強アルカリ、強酸に耐性）を追加しました。

水性インクの場合、主な溶媒は水であるため、泡が発生しやすくなります。溶質密度が比較的大きく、固形分含有量が比較的高く、沈殿しやすい。 AMSKYセラミック特殊ノズルは、脱気ユニットの追加、還流流路の断面積の拡大、正圧インク供給システムへの変更により、水性インクのインクジェット印刷を実現します。

今後の進路は？

南極熊は、SLM選択的レーザー溶融金属3Dプリンターが国産レーザーを採用し始めたのと同じように、BJバインダージェット3Dプリンターも将来国産プリントヘッドを採用するようになると信じています。これは避けられない道です。現在、BJバインダージェット3D印刷技術は成長しており、将来的に大きな可能性を秘めています。この技術は、砂型だけでなく、セラミック、金属、さらにはナイロンなどの材料も印刷できますが、これらはすべて印刷ノズルが必要です。その時、ASKA の長期戦略は本来あるべき姿で真に輝くことになるだろう。

愛海さんの今回の訪問中、南極のクマたちは衝撃を受けただけでなく、期待も満たしていました。李明智氏は圧電印刷ノズルのコア部品の突破口を見ただけでなく、南極熊にもう一つのブラックテクノロジーも披露した。これはSLM金属3D印刷設備のコア部品である。この技術により、8レーザー金属印刷機の価格が大幅に下がると期待されている。今のところはここで皆さんをハラハラさせておきますが、製品が正式にリリースされたら Antarctic Bear が秘密を明かすでしょう。

砂型3Dプリントのコストを1元/kgに削減するために、ASKAは鋳造業界チェーンの3つの有利なサプライヤーと戦略的な契約を締結しました。

Fictiv は、射出成形ツールボックスに 3D 視覚化テクノロジーを追加し、顧客が設計から生産までを迅速に行えるように支援します。

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