レーザーの長期出力安定性は≤±1％、体積は45％削減され、国内の3Dプリントコアコンポーネントは新たなブレークスルーを達成しました。

金属3Dプリントは、3Dプリントシステム全体の中で最も最先端かつ将来性のある技術として、航空宇宙、自動車、国防などの分野で深く応用され続けているだけでなく、Xiaomi、Samsung、OPPO、Huawei、Appleなどのメーカーの牽引により、消費者向けアプリケーション市場をさらに開拓し、もはや単なる「高尚な」技術ではありません。一方、国内メーカーが産業チェーンの各分野で集中的に躍進し、特にJPTに代表されるレーザーメーカーの継続的な努力により、「ローカリゼーション」が3Dプリント業界の主なテーマとなっている。

世界の3Dプリント市場は急成長期に入った
Additive Manufacturing Research（AMR、旧SmarTech Analysis）が発表したレポート「2023年の積層造形部品生産：世界市場データと予測」によると、3Dプリント産業の規模は2023年の188億米ドル（約1,346億人民元）から2032年には1,190億米ドル（約8,518億人民元）に急速に拡大すると予想されています。その中でも、金属部品の3Dプリントの応用は大幅に急速に成長しており、プロトタイプの設計やツールの生産に限定されるのではなく、実用的なアプリケーションに重点が置かれています。

金属印刷技術は数多くありますが、主流となっているのは直接金属レーザー焼結法（DMLS）、選択的レーザー溶融法（SLM）、電子ビーム溶融法（EBM）、レーザーエンジニアリングネットシェーピング（LENS）などです。その中でも、SLM印刷は比較的コスト効率に優れ、高密度、高強度、高精度、高利用率などの利点があります。同時に、コストはEBMやLENSよりも低く、技術は成熟しており、現在金属3D印刷の主流のソリューションとなっています。

金属付加製造産業チェーンは主に3つのリンクに分かれており、産業チェーンの上流市場の参加者は、原材料、コアハードウェア、補助オペレーター用の金属粉末、ワイヤー、サポートソフトウェアを提供します。コアハードウェアは、主にマザーボード、DLP ライトエンジン、ガルバノメータシステム、レーザーなどで構成されています。

金属印刷用のレーザーは、主に CO2 レーザー、YAG レーザー、ファイバーレーザーなど、いくつかの開発段階を経てきました。 CO2レーザー自体の出力波長が非常に長く、金属材料の吸収率が低いため、初期の金属印刷に使用されていたCO2レーザーの出力は数キロワットのものが多かったです。 YAGレーザーは1.06μmの波長を出力でき、金属との結合効率が高く、加工性能に優れています。800W YAGレーザーの有効出力は3KW CO2レーザー出力に相当します。その後、ファイバーレーザーが徐々に商業市場に導入されるにつれて、YAGレーザーの欠点がますます明らかになり、より高い電気光変換率とより安定した性能を備えた、より統合されたファイバーレーザーの使用が金属印刷の開発における大きなトレンドになりました。

金属3Dプリント産業の発展初期には、レーザーは主に海外からの輸入に依存しており、市場は長い間外国メーカーによって独占されていました。主な理由は、外国メーカーが早くからスタートし、レーザーの性能と安定性に一定の優位性を持っていたためです。今日、この現象は完全に変化しました。近年、国内のファイバーレーザーメーカーは、パフォーマンス指標と市場シェアの面で海外メーカーを上回っただけでなく、パワーバッテリー分野におけるJPTの「0バリ」プロセスなど、継続的な「ローリング技術」によって、いくつかの応用分野で技術基準を定義しました。

JPTは2024 TCT展示会で、3Dプリント業界向けの500L / 1000Lレーザーの新バージョンを発表しました。これは、コア光源から始まる包括的なパフォーマンスの向上をもたらし、下流のユーザーに、より安定した信頼性の高いソリューションを提供し、国内の3Dプリント業界のさらなる向上に役立ちます。

端末メーカーが重要な問題を解決できるよう支援

市場で最も主流の選択的レーザー溶融（SLM）金属 3D 印刷技術を例にとると、その最も中核となるコンポーネントはシングルモードファイバーレーザーです。高精度の金属材料印刷を実現するには、レーザーはコンパクトな設計、高いビーム品質、高い信頼性などの特性を備えている必要があります。切削などの減算処理とは異なり、金属 3D 印刷技術では、ワークピースのサイズと複雑さが増すにつれて、レーザーを長時間にわたって出力を減衰させることなく連続的に動作させる必要があることがよくあります。わずかな変化でも、最終的な印刷品質に悪影響を及ぼします。これは、金属 3D プリントの分野における高品質レーザーが長い間、海外メーカーによって独占されてきた理由でもあります。

△Jept 500L/1000Lレーザーこの分野の主要な問題を解決するために、Jeptは安定した信頼性の高いレーザー、閉ループモジュール、高品質のサービスを使用して、機器メーカーのパフォーマンス向上とコスト削減を支援することに尽力しています。 2024 TCT展示会では、JPTが新たに発売した500L/1000Lレーザーは、小型化、ビーム品質の向上、応答速度の高速化、出力安定性の向上により、機器メーカーが「国産代替」を実現するための最適なソリューションとなるでしょう。

旧モデルと比較すると、新バージョンの JPT 500L/1000L レーザーのサイズは約 45% 小さくなっています。そのうち、500Lレーザーは、顧客のニーズに応じて小型バージョンにカスタマイズすることもでき、旧製品に比べて70％以上も小型化でき、顧客の小型化と統合化のニーズに大きく応え、業界の現在の主流の「小型化」の傾向にも合致しています。

さらに、新しい500L / 1000Lレーザーは、ビーム品質M2≤1.1を確保することで、光路ソリューションを最適化し、3Dプリントプロセスで高精度を保証します。出力モードQBH / QCSはオプションであり、出力スポットサイズはさまざまな顧客のニーズに合わせてカスタマイズできます。

応答速度を向上させるために、新しい500L / 1000Lレーザーは、コンデンサとチップを変更してアナログ応答速度を向上させ、抵抗を調整してステータス信号の負荷駆動能力を向上させました。ステータス信号の負荷電流が高くなり、定格電流が大きいリレーを駆動できます。市販されている一般的な連続ファイバーレーザーのアナログ光量制御応答時間は500μs以上です。JPTのハイエンド機のアナログ光量応答時間は約50μsで、応答時間を大幅に短縮します。レーザーはアナログ光量制御光を放射する際に高周波変調も実現できます。

金属3Dプリントにおいて最も懸念される電力安定性に関しては、JPTの新しい500L/1000Lレーザーはリアルタイム電力フィードバック補正機能を備えており、長期的な電力安定性は≤±1%であり、安定した印刷プロセスを保証し、故障率を低減します。

以上の特性を踏まえ、JPTの新型500L/1000Lレーザーは歯科、金型、工業部品などの分野で大量に採用され、顧客現場での厳しい実用テストにも耐え、3Dプリント分野における「国産化」のプロセスを加速させています。

国は開発の促進に重点を置いており、3Dプリントは大きな可能性を秘めている

最近、国家発展改革委員会工業部は「産業構造調整ガイドライン（2024年版）」を改訂・公布し、2024年2月1日に発効する。3Dプリント（付加製造）に関するすべての指示が奨励分野に含まれる。

「カタログ（2024年版）」のスマート製造分野では、金属付加製造設備と特殊材料、非金属付加製造設備と特殊材料、生物付加製造設備と特殊材料、レーザー、電子銃、走査型ガルバノメータなどの主要部品、付加製造専用ソフトウェア、付加製造総合ソリューションおよび生産サービスなど、付加製造設備と特殊材料の奨励が明確に提案されています。

さらに、工業情報化部と他の8つの部門は最近共同で「伝統的製造業の転換とアップグレードの加速に関する指導意見」を発表し、2027年までに中国の伝統的製造業の発展レベルがハイエンド、インテリジェント、グリーン、統合開発の面で大幅に向上することを提案しました。 3D プリント技術の応用は、従来の製造業からインテリジェントな製造業への変革の鍵の 1 つになりつつあります。「中国の付加製造産業の発展状況と動向展望」によると、中国の3Dプリント市場規模は2023年から2027年にかけて400億ドルから1,000億ドルに成長すると予想されています。

「第10回アジア3Dプリンティングおよび積層造形展示会」では、一連の国家政策の奨励により、国内の3Dプリンティング業界が新たな段階に入り、量から質への飛躍を達成することもはっきりとわかります。その中で、国産ファイバーレーザーの分野における継続的な躍進は、国産代替、コスト削減、効率向上に強力な保証を提供し、我が国の3Dプリント分野における差別化された競争をもたらしました。

中国初のパルス幅調整可能な高出力ファイバーレーザーの商業メーカーとして、JPTは「レーザー+」の位置付けを堅持し、コアレーザー技術を深く培い、レーザーコアモジュールに注力し、民生用電子機器、汎半導体、新エネルギー、バイオメディカル、積層造形などの重点分野に注力しています。JPTは、さまざまなカテゴリ、バンド、モードのファイバーレーザー、固体レーザー、超高速レーザーなどの製品、およびレーザー精密溶接、脆性材料の精密加工、半導体モジュールの検出とマーキング、受動部品、FPC / PCBパンチングなどの専用機器と技術ソリューションを顧客に提供し、高度な製造業の原動力を提供します。

レーザーの長期出力安定性は≤±1％、体積は45％削減され、国内の3Dプリントコアコンポーネントは新たなブレークスルーを達成しました。

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