中国のレーザー 3D プリントはもはや「行き詰まって」いません! Baochenxinは20年の蓄積と8年間の研究を経て、最も信頼できる業界の専門家になりました。

南極熊はじめに：この記事は、国内大手3Dプリントレーザーメーカーへの徹底的なインタビューであり、業界と企業の発展ロジックを深く明らかにしています。

△宝辰心レーザー

「良いワインでも、藪の中に隠しておかなければなりません。Antarctic Bearのような専門メディアの力を活用して、価値ある高品質な3Dプリント企業を宣伝し、より多くの人に知ってもらいたいと考えています。」
3D プリンティング業界には、早急に解決しなければならないボトルネック問題が数多くあると言えます。 20 年の研究開発と生産経験を持つレーザーメーカーとして、当社は 8 年間をかけて、コアとなるレーザー光源に関する多くの困難な問題を克服してきました。
国産品も追い上げている。数十本の光線を備えた国産の金属3Dプリンターも登場し、搭載されているレーザーも国産品だ。
創鑫レーザーはレーザー分野で20年にわたる深い研鑽を積み、細分化された業界向けに100人以上の機敏な研究開発チームを構築し、3Dプリントなどの業界での取り組みを継続し、レーザー3Dプリント業界で最も信頼できる専門家になることを目指しています。

△宝晨鑫レーザーの金属3Dプリント設備で作られた金属部品
2024年5月、南極熊は3Dプリントレーザーメーカーである深セン宝晨鑫レーザー技術有限公司を訪問しました。工場に入るためのセキュリティ登録は非常に厳しく、政府機関に入るのと同じくらい厳格です。そこで、Antarctic Bear はさらに興味を持ちました。これはどのようなレーザーメーカーでしょうか?

Antarctic Bearは、Baochenxin Laserの中核幹部3名、ゼネラルマネージャーのWu Huapeng氏、R&DディレクターのLi Yongjian氏、およびAdditive Manufacturing IndustryディレクターのZhang Hongxia氏に独占インタビューを実施しました。

レーザーリーダー出身の業界のベテランが新たな地平を切り開く

Baochenxin は Maxphotonics の子会社です。マックスフォトニクスは、ファイバーレーザーと光学機器という2つのコアテクノロジーにおいて、独立した知的財産権と垂直統合を保有する最も早い国家ハイテク企業の一つです。同社は中国国内に深圳（本社研究開発センター）、北京（北部研究開発センター）、武漢（新技術、新製品、新アプリケーション研究開発拠点）の3つの研究開発拠点を持ち、深圳（3つの拠点）、蘇州、武漢、鞍山に6つの生産拠点を持ち、全国の従業員数は5,000人を超えています。

Baochenxinは2022年に設立され、3Dプリント、新エネルギー、自動車、3Cなどの業界分野に重点を置いて事業を展開しています。 Maxphotonics の子会社である Baochenxin は、ゼロからスタートしたわけではありません。 10 年前、Maxphotonics はニッチ市場におけるレーザーアプリケーションの需要が高まっていることに気づき、ニッチ産業市場に重点を置く差別化部門を設立しました。当初は36名の営業部から始まり、宝辰鑫の設立に至るまで発展し、チーム全体は500名を超えました。 Baochenxin の中核チームは、全員が 20 年近くレーザー分野に携わってきたベテランであり、まさに「百戦錬磨」の老練チームと言えます。特に3Dプリントの分野では、コアチーム全体が中国で最も早く3Dプリント専用レーザーを研究した業界専門家の一人であると言えます。

「2018年に顧客の装置に設置したレーザーは、6年間安定して稼働しています」とウー・フアペン氏は語った。

宝晨鑫レーザーのゼネラルマネージャーである呉華鵬氏は、創鑫レーザーが3Dプリント分野に参入したのは8年前に遡ると南極熊に語った。当時、国産の3Dプリンター機器は普及し始めたばかりで、その中核部品であるレーザーは主に海外ブランドのものでした。マックスフォトニクスは、国内設備の研究開発を支援するため、早くも2016年に国内大手設備メーカーと提携し、3Dプリント業界向けレーザーのカスタマイズ開発を実施し、業界の特性に合わせてレーザーの外観、構造、光学系、回路などの詳細を再定義しました。設計から研究開発、そして量産化に至るまで、長い「共走」の時代を経てきたともいえます。

宝晨鑫の研究開発オフィスには、デスクトップ 3D プリンターがあります。研究開発ディレクターの李勇建氏は、これは一方では、機敏な研究開発と製品の構造や外観の直接検証を容易にするためであり、他方では、ユーザーが 3D プリントを直接体験するためでもあると述べています。「私たちは 3D プリントを研究したいので、3D プリント業界の忠実なユーザーになる必要があります。」

休眠状態から変革まで、Baochenxinは業界初の3Dプリント用空冷レーザーを開発しました

外国ブランドの独占から国内ブランドの代替への移行は困難なプロセスです。国産3Dプリント機器の開発初期段階では、最も基本的な金属3Dプリンターでさえ国産レーザーを使用することはなかった。「では、小さなアプリケーションから始めましょう。」「小さい」から「大きい」まで、国産レーザー3Dプリントの実際の産業応用の第一歩は、医療歯科における金属3Dプリントです。成形面積が小さく、要件が比較的低いため、国産レーザーを使用すると性能要件を満たすことができ、明らかなコスト上の利点があります。

歯科への応用が安定し、検証された後、他の大規模な産業グレードの 3D 印刷装置でも徐々に国産レーザーが使用され始めました。設備メーカーからのますます厳しくなる基準と要求に直面して、レーザーも絶えず改良されています。デュアルレーザーから10個のレーザー、そして数十個のレーザーまで、国産レーザーは超大型工業グレードの3Dプリンター設備の研究開発において、安定した一貫した1対多操作を実現しています。その背後には、黙々と働く無数のレーザー関係者がいます。

呉華鵬氏は、「実は、3Dプリンター設備に使われる空冷式レーザーは、マックスフォトニクスが初めて発明したものです。8～10年前は、すべてのメーカーが100ワット出力の空冷式レーザーを製造できるわけではありませんでした。レーザー内部のコア部品の高熱や高温に対する耐性を高めるのは、それほど簡単ではありません。マックスフォトニクスは、常に「デバイス第一」戦略を提唱しており、その核心的な優位性はレーザーデバイスにあります。ファイバーレーザーに必要なポンプ光源、QBH、コリメータ、ビームコンバイナ、アイソレータ、音響光学変調器などの高出力コア部品は、すべて自社生産しており、デバイス技術は同社のコア競争力の1つとなっています。コア部品の垂直統合能力に頼ることで、7×24時間の長期稼働条件下でのレーザー出力の一貫性と安定性を確保するために製品をカスタマイズする能力があります。」と語った。

ピットを踏んで川を渡り、垂直統合を出発点として、国産の高水準、高品質のレーザーを創造する

コアデバイスレイアウトの観点から見ると、創鑫レーザーのレーザーのコアコンポーネントの95％は自社開発・生産されています。この垂直統合の利点を生かして、宝辰鑫はより迅速に市場に対応し、より便利に新製品を開発し、細分化された業界でより包括的なサービスを提供することができます。これは、宝晨鑫が顧客に、より包括的で便利なソリューションとサービスを提供できることを意味するだけでなく、同時に、国産の高指標、高品質レーザーの応用は、外国メーカーの独占を打ち破り、設備メーカーの応用コストを削減し、国内の3Dプリント産業の急速な発展を促進する上でも大きな意義を持っています。

△コア部品の垂直統合はコスト優位性の形成に有利だが、順調に進まなければ、穴を踏んで川を渡るしかない。 Baochenxin は 3D プリントの高い要求を社内に刻み込んでおり、現在では研究開発、生産、品質、サプライチェーンなど、あらゆるリンクで人員を配置して品質を念頭に置いています。「あまりにも多くの罠に陥ってしまったからです！」

あるプロジェクトでは、顧客の金属 3D プリント装置に 8 つのレーザーが使用されていました。レーザーをきちんと配置したところ、顧客はレーザーの 1 つの緊急停止スイッチにわずかな色の違いがあることを発見しました。顧客からの苦情を受けた後、Baochenxin は直ちに是正措置を講じ、製品生産プロセスの自己検査を実施しました。こうした絶え間ない徹底的な調査のおかげで、Baochenxin は卓越性を追求し続けることができ、今日ではついに多くの 3D 印刷機器メーカーから技術レベルで認められるようになりました。

レーザーアプリケーションの中で、3D プリンティングは最も有望で、開発の余地が最も大きい市場である可能性があります。

「市場と政策の影響により、3Dプリンティングの需要が爆発的に増加し、急速な発展期に入った。」

宝晨鑫は今年、主に3Dプリント業界に注力してきました。同社は2016年にこのニッチ分野の研究を開始しており、3Dプリント業界での経験優位性があり、また業界の発展の恩恵も受けています。近年、3Dプリント技術の応用範囲は、単純なコンセプトモデルや機能プロトタイプの制作から機能部品の直接製造まで拡大し続け、完全な産業チェーンを形成しています。同国は、付加製造および3Dプリンティング産業の発展を奨励し支援するための多くの政策も導入している。しかし、この業界の技術的ハードルは非常に高いため、レーザー光源の分野では長い間外国ブランドが優位に立ってきました。

「国内ハイエンド機器産業の発展戦略に応えて、当社は3Dプリントコア部品の国産化プロセスにも積極的に取り組んでいます。現在、当社は業界における国産製品のリーダーであると言えます。」

「レーザー応用分野では、3Dプリントが将来最も有望で、最も発展の余地がある市場になると考えています。今後数年間、3Dプリントにおけるレーザーの需要は毎年約50％の高い成長率を示すと予測しています。対照的に、従来の産業の成長は最大でも約20％にすぎません。さらに、今は国産品が輸入レーザーに取って代わる重要な時期です。研究開発でもマーケティングや販売でも、事業を促進するための努力を継続的に強化していきます。」宝晨鑫の付加製造産業担当ディレクターである張紅霞氏は、3Dプリント産業の可能性について非常に楽観的です。

△2024アジアTCT展示会での宝晨鑫ブース「3Dプリント市場には無限の可能性があります。先日終了した3Dプリント展示会TCTには、業界のハイエンドプレーヤーの80〜90％が集まりました。昨年の1ホールの規模から今年は2ホールに増えました。今後、新エネルギーや太陽光発電など、ますます多くのメーカーが集まると信じています。」呉華鵬も感慨深げでした。「Maxphotonics は毎年数十万個のレーザーを出荷していますが、現在 3D プリンティング業界が占める割合はそのうちのわずか数千個です。今後数年間で、この数は間違いなく大幅に増加するでしょう。」

学習から超越まで、レーザー3Dプリントの業界エキスパートになる

レーザーの応用シナリオは多岐にわたります。世界を見渡すと、Maxphotonics は 10,000 ワットの切断のリーダーです。 Baochenxin は、Chuangxin Laser の優れた遺伝子を継承し、革新を続け、顧客に力を与え、レーザー 3D プリントをリードしていきます。

△世界初の5万ワットレーザーは2022年に発売される。「当社のレーザーは、ビーム品質、電気光変換効率、応答速度、安定性、構造設計の面で国産レーザーのトップクラスであり、いくつかの指標は海外ブランドを上回っています。これは、3Dプリント市場で大きなシェアを占めることができる根本的な理由でもあります。今後もこれらの重要な指標を最適化し、レーザー光源ソリューションに引き続き力を入れ、より包括的なソリューションを形成して、顧客にさらに力を与えていきます」と、宝晨鑫のR＆Dディレクター、李勇建氏は述べた。

3D プリント業界向けレーザーに関しては、Baochenxin は顧客と共同で研究・開発を行い、業界のプロセス改善と技術進歩を促進しています。市場をリードする製品に注力するだけでなく、市場をリードするための技術にも力を入れなければなりません。標準的なレーザー製品から差別化された製品まで、「業界に適した3Dプリント専用レーザー製品の作成」をどのように実現するかについて、Baochenxinは光学、ハードウェア構造、回路、コアコンポーネント、品質検査と制御などの面から共同の力を形成してきました。現在、3Dプリント業界向けの専用レーザー製品ソリューションは、出力範囲が300～2000で、複合タイプも用意されています。同時に、市場の需要に応えて、レーザー3Dプリントサブシステムも発売されました。レーザー性能の面では、ビーム品質（M2 <1.1）、応答速度（10μs）、安定性（±1％）、体積（IU、2/3削減）などでさらなる飛躍的進歩が達成され、業界の顧客に、より信頼性の高いコスト削減と効率向上のオプションを提供できます。

ビーム品質 M2 は 1.1 未満であり、シングルモードレーザーの限界に達しています。
開口時間に関しては、レーザーを 0 から 100% までオンにするのにわずか 10μs しかかかりません。
マルチレーザー金属 3D 印刷は一般的なトレンドになっています。金属 3D 印刷装置で 10 個、20 個、または数十個のレーザーを使用すると、容積スペースに厳しい要件が課せられます。 Baochenxin は、3D プリント業界でほぼ最小のレーザーを開発しました。このレーザーは標準の 1U シャーシを使用し、レーザー 1 台の体積は従来のレーザーの 3 分の 1 に相当します。
以前は、スポットサイズは固定されており、5 mm、7 mm、12 mm からのみ選択できました。現在、Baochenxin は調整可能なスポットコリメータを備えたレーザーソリューションを発売しました。つまり、レーザーと外部光路を組み合わせることで調整可能なスポットが実現し、さまざまなプロセスの開発に役立ちます。
Maxphotonics が以前発表した Zidi デジタルレーザーシステムは、編集可能な単一焦点光スポットの技術の先駆者です。単一の光スポットに複数のエネルギー分布領域を設定できます。各領域の光出力と周波数は個別に制御できます。複数のエネルギーパーティションを再編成して、さまざまな形状とダイナミクスを実現できます。つまり、スポットの形状を自由に調整できるのです。これは大きな技術的進歩です。

品質の面では、宝晨鑫は製品の品質を企業の生命基準としています。原材料の入荷段階で、主要原材料は100%全数検査、光学材料試験センター、FAE試験を受けます。生産中の品質検査には、オンライン検査と監査、主要パラメータプロセス制御検査、MES管理システムが含まれます。出荷前テスト：100%老化テスト、100%外観と機能検査、100%アプリケーションテスト（マーキング/切断/溶接など）

マルチビーム金属3Dプリンターの技術仕様

マルチレーザー金属 3D プリント装置の品質を評価するにはどうすればよいでしょうか?装置の機械加工部品、動作制御、光学制御などは、システム全体の中で非常に重要な部分です。

レーザー3Dプリントの業界専門家として、Bao Chenxinは、国家市場監督管理総局国家標準化局が発行した国家標準規格である「積層造形：マルチビーム粉末床融合装置技術仕様」の執筆に参加し、起草作業を完了しました。会社の代表として、研究開発ディレクターの李勇建氏は、参加部門に草案の議論、改善、改訂を依頼し終えたところです。

マルチビーム金属 3D プリンターのコアコンポーネントとして、システムの光学部分をテストまたは評価するための主な指標には、変換効率、安定性などがあります。

「積層造形分野の上流コア部品メーカーとして、主要参加ユニットとして国家標準規格の構築に参加できたことは、この分野での発展に大きな自信を与えてくれました。レーザー分野での豊富な経験と、3Dプリント業界におけるレーザーの応用経験を活かし、業界標準の構築に携わり、提案し、貢献してきました」と、宝晨鑫のR&Dディレクター、李勇建氏は述べた。

今後の戦略

宝晨鑫は2022年に設立され、2023年の業績は前月比60％以上増加し、開発戦略が明確に展開されています。
1. 垂直応用：新エネルギーリチウム電池分野では電池材料の切断、電池溶接、電池表面処理に注力し、太陽光発電エネルギー貯蔵分野ではレーザー焼結、非破壊スクライビング、レーザーリボン溶接などに注力し、積層造形分野では3Dプリント、クラッディングに注力します。
2. 技術の製品化: 技術を迅速に製品ソリューションに変換するための研究開発および生産能力を備えています。
3. ソリューション統合：レーザー、加工ヘッド、レーザーシステムなど、レーザー光源に関するインテリジェントなシステムソリューションをワンストップで提供します。
4. サービスエンジニアリング：包括的なレーザーアプリケーションサービスとエンジニアリングプロジェクトデリバリーサービスを提供します。

生産・出荷面では、宝晨鑫蘇州支社が今年4月に設立・稼働しており、深センの新生産拠点もまもなく生産を開始する予定だ。これら 2 つの新しい開発マイルストーンは、一方では生産および配送能力の拡大であり、他方では顧客へのサービス向上のためです。蘇州では宝辰鑫の産業応用実験室が完成し、深センの新生産拠点にはより大規模なプロセス研究センターも設立され、市場の需要に迅速に対応し、よりタイムリーで専門的なサービスを提供できるようになりました。

二足歩行のレーザーメーカー

呉華鵬氏の見解では、製造業は加工の種類の観点から、減算加工、均等加工、複合加工、加法加工に分けられます。「最も速いナイフ」、「最も正確な物差し」、「最も明るい光」として、レーザーは製造分野全体で大きな可能性を秘めています。常に2つの道があります。1つは、ウォータージェット切断やプラズマ切断などをレーザー切断に置き換えるなど、従来の加工技術を置き換えることです。もう1つは、常に新しい加工技術を模索することです。レーザー積層造形はまだ始まったばかりで、産業界に大規模に普及するまでにはまだまだ長い道のりがありますが、その応用量は現在のそれをはるかに上回ると予想されています。

レーザーメーカーにとって、同時に追求できる道は常に 2 つあります。持続可能な反復、つまり従来のプロセスをレーザーに置き換える道です。これは非常に有望な市場です。そして、新しいアプリケーションプロセスを開発するには、初期段階で多額の研究開発投資が必要です。ビジネスが常に 2 つの道を同時に追求していれば、市場はあなたを前進させる無限の可能性を秘めており、ビジネスの発展は確実に持続可能かつ長期的なものになるでしょう。