3Dプリントが技術革新の波を引き起こし、台州の製造業のエコシステムを変える

市内の展示会では、市民が最新の3Dプリンター機器を見学している（資料写真）。研究開発コストを削減し、研究開発サイクルを短縮し、製造企業の変革とアップグレードを促進する

当市が開発した金属粉末直接成形技術は、今年5月に発売される予定です。

伝統的な金型産業を補完する

3D プリント技術は世界中で技術革新の波を引き起こしました。私の国の 3D プリント技術はまだ初期段階ですが、その傾向は止められません。それに比べて、台州の3Dプリント技術は中国国内でより早く、より速く発展した。台州で台頭しているいくつかの新産業の中で、3D プリント技術はハイテクの「新肉」とみなされています。この技術は急速に伝統的な製造業を根底から覆しています。この機械は、金型、部品、半製品から完成品まで、あらゆる重要な工程を置き換えるでしょう。この技術が世界を変えることができるかどうかは時間が経てばわかるだろうが、泰州にとってはすでに製造業の生態系を変えている。

データ

3Dプリントパートナーの数は数十から数百に増加しました

国家高速製造工程研究センター黄岩デモンストレーションセンターのデータは、近年の台州企業の3D技術に対する需要を間違いなく反映している。2011年にはデモンストレーションセンターと協力する企業は数十社に過ぎなかったが、2015年だけでも100～200社（3000～4000倍）の製造企業が同センターから3D技術サービスを購入した。合計400社を超える台州製造企業が同センターと協力している。

さらに、浙江大学台州研究所は、デスクトッププリンター、光硬化機などの研究を行ってきました。特にデスクトップ 3D プリンティングでは、他の一般的な 3D プリンターのほとんどがステッピングモーターを使用しているのに対し、同社のマシンはサーボモーターと閉ループ制御システムを使用しており、ハードウェアの面ですでに国内をリードしています。最大の利点は精度の向上です。XYZ軸の移動精度は0.0127mmに達し、これは中国でもトップレベルであり、企業の設計と生産のニーズを基本的に満たしています。

場合

研究開発コストを削減し、研究開発サイクルを短縮する3Dプリントが泰州の新製品開発を支援

3Dプリント技術の動作原理は、通常のプリンターと基本的に同じであることがわかっています。液体や粉末などの「印刷材料」をプリンターに装填するだけで、コンピューターに接続した後、コンピューター制御によって「印刷材料」が層ごとに積み重ねられ、最終的にコンピューター上の設計図が物理的なオブジェクトに変換されます。

「3Dプリントの利点は明らかです。工具、固定具、金型の製造工程を省き、直接製品加工を行うことができるため、生産工程では解決が難しい問題を解決し、研究開発コストを削減し、研究開発サイクルを短縮し、企業の新製品開発を効果的に支援することができます。」黄岩区政府指導者の強力な推進の下、西安交通大学の呂炳恒院士のチームは黄岩に西安交通大学国家迅速製造工学研究センター（黄岩合創）黄岩デモンストレーションセンターを設立し、コウ・ジーチアン氏がセンター長を務めている。

「3Dプリントは私たちの身の回りにあふれています。黄岩では、入れ歯、玩具、バイク部品、プラスチック製日用品などを生産する多くの企業がすでに3Dプリント技術を活用しています」と、デモンストレーションセンターの責任者であるコウ・ジーチアン氏は語った。

黄岩は強固な産業基盤を持つ伝統的な製造拠点であり、国家迅速製造工学研究センターの3Dプリント技術は国内をリードしています。

3Dプリントのもう一つの利点は、機械の数を増やすことで生産能力を高めることができることです。機械は一度の投資で、電気代だけを考慮すればいいのに対し、従来の手作業による処理では継続的な投資が必要でした。従来の射出成形生産ラインでは、少なくとも 5 ～ 6 人の作業員が必要ですが、1 人の技術者が数十台の完全に自動化された生産設備を管理できます。

より大きな混乱は、柔軟なサプライチェーンにあります。従来の製造モデルでは、顧客から生産要求があった場合、市場の期待に基づいて各バッチの生産数量を決定した上でバッチ生産を行う必要があります。工場が稼働すると、供給過剰や供給不足が発生しても生産ラインを停止することが困難です。 3D プリンティングでは、まず実験的な製品を印刷し、その後市場からのフィードバックに基づいて決定を下すことができます。

金型業界にとっての3Dプリントの利点について、コウ・ジーチアン氏は玉環市のレンジフード工場を例に挙げた。当時、同社はインペラの試作品を作る準備をしていた。従来の技術では、インペラの「鋼型」を作るのに10万元近くの費用がかかり、設計に欠陥があれば修正に時間と労力がかかり、無駄になる可能性があり、研究開発サイクルが遅れる。

「当時、私たちは彼のために20以上のインペラの試作品を作りました。これまで、これらすべてのインペラ設計者がそれらを製品にするのは非現実的でした。しかし、3Dプリントはそれらを作ることができ、どれが最も騒音が少なく、空気の吸引量が大きいかを1つずつテストすることができます。1つを選んだ後、大量生産用の鋼鉄型を作ります。これにより、時間と費用を大幅に節約し、投資リスクを回避できます」とコウ・ジーチアンは語った。

3Dプリント技術は、伝統的な製造業の変革とアップグレードを支援するために学校に「招待」されています

金型を作らずにサンプルを作ることは、今日では多くの台州製造会社にとって珍しいことではありません。

現在、3D プリントの需要は爆発的な成長期にあります。模倣品に頼って市場に参入するという従来の製造モデルは、もはや実行可能ではありません。革新的な方法を採用するということは、研究開発により多くの資金とエネルギーを投資することを意味します。3D プリントは間違いなく第一の選択肢です。

温嶺の水ポンプとバルブの製造は全国的に有名ですが、研究開発において徐々に欠点が浮上しています。企業はどのようにして研究開発コストとサイクルを削減し、製品の研究開発効率を向上させ、新たな道を切り開くことができるのでしょうか。

林凱氏の浙江大学台州研究所は、温嶺の水ポンプとバルブ産業の特性を特にターゲットにし、英国とドイツの研究室と協力して高性能ナイロンを開発しています。プリントされた水ポンプは実物と同等の性能を持ち、モーターに直接取り付けてテストできるため、3Dプリント製品の「見た目は良いが実用的ではない」という問題を解決しました。

現在、40～50社が浙江大学台州研究所と3Dプリント協力を結んでいます。

リン・カイさんは記者のために計算してみた。本来、製品の型を作るのには数千元、場合によっては数万元かかる。製品が満足のいくものでなければ、やり直さなければならない。現在、給水ポンプ会社が3Dプリント設備一式を購入するのにかかる費用は約2万元で、家庭用給水ポンプ一式を3Dプリントで印刷するのにかかる費用は約800～900元です。

さらに、企業製品の研究開発プロセスはより「プライベート」なものになってきています。

「以前は、金型を作るために企業はラピッドプロトタイピング会社に図面を渡さなければならず、アイデアが盗まれることも多かった。機密性を確保するために、一部の大型水ポンプ工場では、製品を複数の部品に分割して別々に処理しなければならなかった。現在では、設計者はサンプル図面をサポートプログラムに接続するだけで、自己操作を実現し、統合された製品を直接印刷できる」とリン・カイ氏は述べた。

同時に、過去2年間で、台州市のほぼすべての主要大学が3Dプリント技術をキャンパスに「導入」してきました。工業デザインの授業では、これまで実現不可能だった多くのデザインが今ではプリントアウトできるようになっている。小中学校の労働技術の授業では、授業で使用する小道具の一部がプリントアウトされており、台州職業技術学院の学生たちはビジネスチャンスをつかむために3D写真スタジオを開設した。

世界をリードする金属粉末3Dダイレクトプリント技術が今年5月に発売される可能性

2015年、泰州盛泰新材料科技有限公司は浙江大学泰州研究所との協力を開始しました。量産目標を達成した後、同社は3Dプリンターの材料、品質、詳細を標準化し、生産と販売の状況は有望です。

同社は台州初の標準化された3Dプリンター生産ラインを所有しており、現在は1日あたり約20台の産業グレードの3Dプリンターを生産できる。

市場には3Dプリンターの標準化生産を実現できる企業は多くないため、同社はこの業界の発展見通しに楽観的であり、生産能力を拡大し、泰州プラスチックやその他の関連業界と積極的に連携していく予定だ。

「長期的には、3Dプリント技術の発展、印刷効率の向上、将来のコスト削減により、3D技術が金型業界に与える影響は過小評価されないだろう」と浙江大学台州研究所科学技術イノベーション部門副部長の陳立剛氏は述べた。

しかし、現在、台州市、さらには全国の3Dプリント技術はまだ初期段階にあり、繰り返し模倣され、単純に加工されれば、台州の3Dプリントの「早期開始」という利点は消えてしまいます。

「現在の3Dプリント技術は、企業の新製品の研究開発にしか役立ちません。鑑賞用であり、直接製品を製造するのには使えません。これは主に、現在の3Dプリント材料が樹脂やナイロンなどが多いためです。」陳立剛氏は、予想外のことが起こらなければ、台州とドイツのチームが共同開発した金属粉末直接印刷成形技術は、今年5月に発売される予定だと述べた。その時までに、生産されたあらゆる「製品」は実際の製品となり、何千もの家庭に届く可能性がある。

しかし、現状では3Dプリントは大量生産には適していません。1個生産と10,000個生産の単価は基本的に同じであり、3Dプリントには長い時間がかかります。

陳立剛氏は、3Dプリントが伝統的な製造業の変革における主流のトレンドであると考えています。それに応じて、印刷材料のコストも低下します。コストの削減により、メーカーはより多くのリソースを活用して、より優れた創造的な製品を設計できるようになり、ユーザーはより多くの製品から選択できるようになります。

音

3Dプリンティングと金型産業は相互に利益をもたらす

浙江大学台州研究所科学技術イノベーション部門副部長陳立剛氏

3Dプリントは、台州の伝統的な製造業における革命です。古代から現在に至るまで、私たちは「材料から材料を引き算する」方法を学んできました。たとえば、金型を加工したい場合、まず原材料を購入する必要があります。原材料は加工したい金型よりも大きくなければなりません。次に、CNCフライス盤と彫刻機を使用して、段階的に鋼鉄を切り出し、必要な金型を作成します。

3Dプリントはまさにその逆で、原材料を切る必要がなく、欲しい製品を直接作ることができる「付加製造」の一種です。

では、「付加製造」は「減算製造」に比べてどのような利点があるのでしょうか?最大の利点は、さまざまな才能や技術者を育成するために多くのエネルギーを費やす必要がないことです。機械に軽く押すだけでワークを製造でき、遠隔で加工することも可能です。

台州では、3D プリントと金型産業は相互に利益があり、相互に補完し合っています。

現在、泰州の3Dプリント企業はまだ散在しているが、将来、いくつかの企業が集まって特別な3Dプリント産業パークを形成すれば、業界の雰囲気が向上し、同業者が互いに学び合うことができ、3Dプリント技術の推進に有益となるだろう。

材料と製造プロセスが徐々に改善されるにつれて、台州市、さらには全国での3Dプリントの応用展望はますます広がり、伝統的な製造形態を補完し、当市の製造業の発展を共同で促進するでしょう。
出典：泰州ビジネスデイリー

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