Zhao Hua 氏との詳細な対話: HP の 3D プリンティングの旅と展望

Formnext + PM South China チームは、3D プリント業界の大手企業のひとつである HP 3D プリントおよびデジタルマニュファクチャリンググループの中国事業責任者である Zhao Hua 氏を招待し、独占インタビューを行いました。趙華氏とのこの会話により、HP の 3D プリント開発の道筋、技術ルートの選択、典型的な事例の共有、BJ 技術と将来の展望の包括的な分析について深く理解することができました。

このインタビューは、中国における 3D プリントの発展と BJ 技術の実装にとって重要な参考資料とインスピレーションを提供します。HP ブース番号: C127 (ホール 6)。

△ドイツで開催された2022 Formnext 3Dプリンティング展示会におけるHPのブース
Q1: HPの従来の製造から3Dプリンティングへの道のり

趙華氏：今年はHPが中国市場に参入して40周年の節目の年です。HPが6年前に既存の事業から3Dプリンティング業界、特に国内製造業に参入するまでの拡大については、いくつかの出発点があったと感じています。

まず、HP は常に国内市場の独自性と違いを認識してきました。数十年前に中国に上陸した最初のシリコンバレーのテクノロジー企業から、中国に独自の製造工場、研究開発拠点、マーケティングセンターを持つまで、当社のコンピューター部門、家庭用プリンター、レーザー製品、産業用デジタル印刷などは、中国市場に特化したローカライズされた製品とエコシステムを開発し、大きな成功を収めてきました。そのため、3Dプリント部門の設立当初から、中国市場向けの具体的な戦略と目標を策定するために、会社本社のサポートを得るのは簡単でした。40年を経て、HP中国は中国市場の独自性を比較的よく理解し、尊重しています。

2 つ目の出発点は、HP が 30 年近くの産業印刷とデジタル印刷の遺伝子を持っていることです。産業用 3D 印刷と産業用デジタル印刷のエンドカスタマーにとって、特に生産能力、品質、信頼性、付加価値とコスト、アプリケーション、技術の長期的な拡張性に関して、懸念事項はほぼ同じです。 HP は、これらの分野において、大規模な従来の工業製造、ならびに対応する商業および国内の運用とサービスシステムサポートについて、非常に成熟した理解と蓄積を持っています。

第三に、国内の垂直産業応用市場を深く理解し、どの海外の経験を参考にできるか、どの経験は模倣できず、再開発、探求、検証する必要があるかをより正確に判断し、多くの分野で国内外のパートナーと協力する必要があることを認識しています。それに応じて、3Dプリントへの参入を決定したとき、私たちの方向性はより焦点が絞られて明確になり、技術的な蓄積はより深く集中しました。ポリマープリントであれ、金属プリントであれ、私たちの最終的な目標は最終製品の大量生産を達成することでした。

過去5、6年間、国内市場では、市場拡大の方向で検証を重ね、多くの3Dプリントブランドが経験したのと同じ段階、つまり、理論と実践の両方で有益なさまざまな応用産業の顧客、専門家、機関と協力して、増分市場を再構築し、それによって製造業における生産方法としての積層造形のより広範な採用を促進する方法も経験しました。

たとえば、2019 年に私たちは、より多くの部品をエンドユーザーに浸透させる方法が、業界全体に長期的な利益をもたらす可能性があることを発見しました。この目的のために、当社はサービスプロバイダーや OEM と連携し、エンドユーザーにさらなる設計と製造の可能性を提供します。初期段階では、同様のチャネルを通じて間接的にリーチしたエンドユーザーは、必ずしも特定の納品製品の製造プロセスの詳細を確認できるとは限りませんが、いくつかの固有の問題点を解決し、より短い納期で一定のコストで適切な品質と性能の部品を入手することに徐々に慣れ、それによってエンドユーザーの基準が徐々に培われ、形成されます。例えば、従来は納品に1週間以上かかっていた部品が、1～2日で納品できるようになりました。それに応じて、部品の品質が性能要件を満たし、納品サイクルが短くなり、端末の組み立てと使用の要件が満たされ、一定の付加価値がもたらされます。このように、多くのユーザーが引き続き使用し、それがどのような製造技術に基づいているのか、そして、独自の設計段階でこの技術に基づいてより適切な調整を行ってコストを削減し、効率を高め、さらには設計制約を解放して製品のパフォーマンスを向上させる必要があるかどうかを積極的に理解するようになります。これを基に、当社は各方面と協力し、そこに出現した集中的な業界アプリケーションを深く理解することで、より最先端のタイミングでソリューションのライフサイクル全体に参加し、信頼できるパートナーとしてプロセス全体に参加し、必要に応じて企業や大学などのユーザーと独自の3Dプリント設計検証または教育センターを構築します。

過去4、5年を振り返ると、疫病流行時も含め、市場全体でエンドユーザーが実際に使用する部品や製品の数は急速に増加し、月平均使用量は数十倍に増加しました。私たちも、3Dプリントをベースにした多くの中小型および大型製品の実装と成長に参加し、その成長を目の当たりにしてきました。そのため、3Dプリントのトレンドは、製品の大量生産を実現するための直接的な応用であると感じています。

Q2: HPの3Dプリント技術ルートの選択について

Zhao Hua: 先ほども述べたように、産業グレードの 3D プリントを選択した理由は、HP の市場展望、産業製造における経験、そして何十年にもわたって蓄積されたインクジェットプリント技術によるものです。当社は、さまざまな垂直産業の製造末端の端末製品に重点を置いています。 1兆ドル規模の製造市場に直面し、3Dプリンティング市場への参入を決意したとき、私たちにとって正しいこととは何であり、最も適した技術ルートと市場スペースは何なのでしょうか。これらはすべて、当時私たちが検討した問題でした。

当社は、産業用2Dデジタル印刷の基礎と技術蓄積を基に、全面高速成形を中心とした技術方向性を確定しました。対応する製品ソリューションも、この方法から派生したマルチジェット溶融MJF（4200、5200、5420など）に基づいており、エンドツーエンドの自動化とソフトウェアデータを通じて、材料（PA12、PA11、TPU、PP、PA12GBなど）の最適化と拡張を継続しています。非金属分野のユーザーレベルでは、中小規模のバッチが急速に成長している参入ポイントです。中国では射出成形など、非金属部品の大量生産には伝統的なプロセスが数多く存在しますが、これにより、ユーザーやパートナーと協力して、セグメント化された価値をより正確に定義し、実装する必要に迫られました。

金属印刷に関して、当社の社内研究は非金属印刷の発売時期とほぼ同期しており、選択された技術方向は金属バインダージェッティングを中心にしており、これが設計上の制約を解放し、炭素排出量を大幅に削減しながら、中量・大量生産製品を直接製造する方向であると判断しました。その結果、大規模生産向けのS100シリーズのソリューションを発売し、その後も更新と反復を続け、原材料と後処理の面で中国により適した完全にオープンな協力戦略を開始しました。

製品ソリューション全体の位置付けとしては、MJF を通じて小中ロットの製品製造や試作品の検証の市場をターゲットにしており、金属に関しては MetalJet が中量・大量直接製造の市場をターゲットにしています。それぞれに独自の機会と重点があります。

Q3: 医療業界におけるHPの主な応用方向と事例

趙華：現在、3Dプリンティングは多くの応用産業に関わっています。医療産業は、3Dプリンティング技術の応用に最も適しており、3Dプリンティング技術の利点を最大限に生かせる産業の1つです。この業界では、3Dプリント技術を利用して、高付加価値、高プレミアムの最終製品を直接製造できるため、病院や診療所でも、エンドユーザー側でも、需要は高頻度、小規模カスタマイズの特徴と非常に一致しています。

医療業界では、グローバル市場と国内市場の両方において、HP の適用事例が数多くあります。当社の非金属製品ラインに関しては、医療リハビリテーション関連分野、手術ガイド、歯科矯正、医療機器などの製品が広く利用されています。過去数年間、HPの国内外の医療顧客の多くは、脊柱側弯症装具、腕術後回復装具、義肢ソケット、カスタマイズされたインソールなどの認定リハビリテーション製品を開発してきました。このタイプの製品はすぐに使用することができ、対応する業界および規制認証を完了した後、端末のニーズにも迅速に対応し、より正確な治療またはリハビリテーション効果、快適さ、満足度などをユーザーに提供することができます。これらの分野では、印刷ソリューション自体に加えて、HP は生体適合性材料、柔軟なグローバル協力モデル、フルプロセスソリューションを通じて顧客の市場開発も支援しています。

金属製品のカテゴリーとしては、医療分野では、手術室の器具やインプラント補助具などの医療機器や消耗品が現在の適用事例の大半を占めています。これは、多くの類似機器が、手術の完了や機器の有効性などをより良く支援するために、異なる設計形態を伴う場合があるためです。医療製品は付加価値が比較的高く、プロモーションサイクル全体が比較的完了しており、相当数の代表的なプロジェクトが中国国内で実施されており、開発派生経路が比較的明確であるため、現在は良いタイミングです。

Q4：自動車業界におけるHPの主な事例、適用方向、提案

趙華：自動車業界でのHPの応用については、世界的には非金属と金属の方向性が比較的明確です。国内市場では、現在は非金属の応用に重点を置いています。金属は2022年に中国で発売されたばかりなので、国内の自動車業界ではほとんどが開発・検証段階にあります。非金属分野では、国内ベンチマーク車メーカーと連携して自動車のドアや排気ダクトを設計し、製品の開発サイクル検証を加速するほか、電力系統のパイプラインや緩衝部品などTPUをベースにした軟質ゴム部品の設計・試作が最も盛んである。金属分野では、バインダージェッティング技術をベースとした自動車部品（電気自動車の内装、パワートレイン、電装部品など）の共同研究を行っています。

海外の自動車業界では、金属分野でのBJの活用が早くから進んでいます。これは、MIM金属射出成形プロセスが海外の自動車で広く採用されているためです。相対的に見ると、BJは非常に直接的な補完方法であり、同じ種類の材料をベースにしたMIMに適さない製品や、開発サイクルの反復に対する要求が高い部品を置き換えることができます。我が国では、伝統的な金属射出成形は、自動車産業や医療産業よりも、3C分野やその他の分野でより広範囲に及んでいます。それに応じて、当社も業界のエコシステムと連携して、これらの分野へのプロセスの参入を加速させています。

自動車産業は、一次、二次、三次サプライヤーなど、比較的長くて完全なサプライチェーンが特徴です。国内サプライヤーは、基本的な製造能力とコスト管理能力が非常に強いため、3Dプリントの推進全体の観点から見ると、進歩的なプロセスになります。国内の自動車OEMの多くは、3Dプリント試作やプロトタイプ設計のチームを持っていますが、OEMのすべてのレベルのサプライヤーを通じて端末製品の量産方法として3Dプリント製品を使用し、システム全体またはサブシステムのパフォーマンスを向上させることは、医療や民生用電子機器などの業界での端末使用率よりも小さい可能性があります。

BJ金属射出成形技術自体についても、付加価値が明らかな部品をより正確に検証しています。現時点では、放熱と電気変換に関するサブシステムという2つの明らかな発展方向があると感じています。たとえば、新エネルギー自動車業界では、それ自体を再設計する可能性が比較的高く、エネルギー利用の向上に役立つ設計を直接適用する可能性も高いです。たとえば、この新しい設計では、バッテリーとエネルギー貯蔵モジュールの周囲の熱を放散することで、所定の電力での使用サイクル全体を改善し、バッテリー寿命を向上させることができます。また、新エネルギー車には多くの電力変換回路が搭載されているため、3Dプリントによる導電性材料をベースに開発された部品は、現地で設計されています。加工リンクでの接触点が減るため、電気変換効率が向上し、これも3Dプリントの価値の証明です。

一般的に、自動車業界における端末直接応用の多くは、まだ立ち上げ検証の段階にあり、量産化されていないかもしれませんが、開発の方向性についての一般的な指針も提供しています。

Q5: HPのBJテクノロジーの応用の典型的な事例を教えてください

趙華：垂直産業分野における金属と非金属の組み合わせの事例を紹介したいと思います。

ゴルフスイングの動作にはある程度の重力分布があり、ボールヘッドの設計を最適化すると、パフォーマンスに直接変化がもたらされます。従来の加工技術は実装が容易ではありません。3Dプリント技術で再設計する場合、部品レベルのテスト、組み立て後のさまざまな信頼性テスト、表面効果など、製品のライフサイクル全体にわたって数年を要しました。初期の設計要件とパフォーマンスから、プロトタイプの複数回の反復、製品、組み立て、そして最終的な製品リリースまで、3D プリントの役割は、隠れたチャンピオンのブースターのようなものです。

この事例の成功は、促進するための完全なインセンティブがあれば、多くのサブ産業を最初から最後まで実際に実行できることを示しており、私たちに自信を与えています。同様に、高度に決定論的なパフォーマンス向上の追求は、すべての関係者が利益を得る状況であり、エンドユーザーは従来の製造よりもプレミアムの高い新しいテクノロジーを通じて製品を開発および生産することになります。

Q6: 伝統的な製造業を推進する上で、BJ が直面している課題は何ですか?

趙華：BJ 技術がもたらす課題と問題点、あるいは多くの 3D 印刷技術に共通する課題は、実際には製品の品質、製造コスト、出力率という 3 つの点です。

私の考えでは、これら 3 つの要素の中で最も重要なのは、エンドツーエンドの端末収率です。これは、生産能力は反復によってある程度向上できるためです。コスト面では、材料との連携や互換性によって規模を拡大し、コストを削減できます。しかし、エンドツーエンドの歩留まり管理には長期的な改善が必要であり、そのためには、当社の製品が、毎日異なる設備で異なる時間帯に生産される製品の極めて高い一貫性を解決できる、高度に工業化されたソリューションでなければならないことも求められます。

BJ が他のルートと異なるのは、当然ながら大量生産に向けられているため、製品の収量が従来の大規模製造の基準に達する必要があることです。そうして初めて、このソリューションはより広い市場を獲得できます。私の考えでは、これが現時点での最優先事項であり、多くの同業者もこの課題を認識しており、継続的に改善を行っていると信じています。

Q7: HP の BJ テクノロジーの市場見通し<br /> 趙華：BJテクニックに関しては、まだ勉強中です。当社は、この技術が中量・大量生産に非常に適していると考えており、この技術の大量生産の一貫性、高収率、自動化ソリューション、持続可能なコスト管理を実際に証明するために多くのリソースを費やしてきました。そのため、ユーザーは大量生産能力に対する自信に基づいて、3Dプリントの独自の利点を活用できます。

現在、当社が手がけるプロジェクトの多くは、数万から数十万単位の製品です。従来の製造方法で同じ設計であっても、BJ 技術を使用して製造された部品は、従来の方法で製造された部品と同等の全体的なコストと歩留まりを持つことが実証されています。これにより、納品サイクルタイムと後処理時間が大幅に短縮され、材料利用率の向上は、プロセス全体を通じて炭素排出量を削減するという方向性にさらに沿っています。また、設計の最適化を通じて、コストをさらに削減し、効率を高め、炭素排出量を削減する可能性を根本的に解き放ちます。

炭素排出量に関して言えば、将来BJ技術ルートで生産される部品は、多くの伝統的な製造方法と比較して、エネルギー消費と原材料利用の面で当然の優位性を持つことになります。将来、カーボンニュートラルや炭素指数税などの国内外の政策の影響を受けて、BJ技術は将来の部品生産にとって重要な技術的予備方向となるでしょう。

Q8: HP自動化生産の構築について

趙華：自動化の方向性と自動化ソリューション全体は、何年も前から製品計画とその後の実装段階を通じて実行されてきました。金属か非金属かを問わず、当社はユーザーに適切なオプションを提供し、ソリューション全体の適応性と大規模大量生産の一貫性と経済性を最大限に高めることに注力しています。

Q9: 国内BJ競争環境に関するHPの見解

趙華：私たちはここ数年、国内のBJブランドメーカーや上流・下流のパートナーと継続的に交流し、お互いを尊重してきました。私たち全員が同じ考えとコンセンサスを持っており、それは大規模量産のための漸進的な市場を創造することです。市場は十分に大きいので、私たちは今、協力して市場を創出する必要があります。

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