3Dプリンティングの応用シナリオは加速しており、大規模な工業化の時代を迎えることになるだろう。

出典：中国科学技術情報

かつて、「3D プリント」という概念は人々の生活のあらゆる「隅」に浸透していました。しかし、コストが高い、印刷速度が理想的ではない、操作が難しい、生活シーンでの実用性が低いなどの要因により、この「魔法の技術」の人気は近年鈍化しています。

3D プリンティングは、今日では人々の生活にそれほど頻繁に登場しなくなりましたが、3D プリンティング技術は国家戦略レベルで「極めて重要な」役割を果たしています。

第四次産業革命の代表例の一つとして、3D プリント技術は我が国の多くの産業で役割を果たすことができます。そのため、近年、わが国の多くの部門が3Dプリンティング産業政策を相次いで導入しています。 2015年に3つの省庁が発表した「国家付加製造産業発展促進計画（2015-2016）」から、3Dプリント産業の発展は国家戦略レベルにまで高まり、2021年までに3Dプリント企業標準が「リーダー」重点分野に組み入れられ、新しい標準システムを確立するまで、3Dプリント産業の中核地域である江蘇省、広東省、山東省などの主要省市は、地域開発計画と政策措置を継続的に導入し、わが国の3Dプリント産業の急速な発展と3Dプリント産業チェーンの継続的な改善を促進しています。

それで、私の国における 3D プリント技術の現在の発展状況はどうなっているのでしょうか?業界の状況をどう把握するか？将来、国家戦略の発展にどのように役立つのでしょうか?今日は、「中国科学技術情報」に従って「3Dプリント技術」の世界に入りましょう。

新たな科学技術革命と産業変革をリードする中核技術の一つ
3Dプリンティングは、付加製造とも呼ばれ、製造力構築戦略を実行するための主要な方向性の1つであり、新たな科学技術革命と産業変革を導く中核技術の1つと見なされています。

おそらく多くの人にとって、「3D プリント」という名前は直接的で馴染み深いものに聞こえるでしょうが、その原理を深く理解している人はほとんどいません。実際、3D プリントはラピッドプロトタイピング技術の一種です。これは、デジタルモデルファイルを基に、粉末金属やプラスチックなどの接着可能な材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築する技術です。通常、これを実現するには、デジタル技術材料プリンターが必要です。。 3D プリントにはさまざまな技術があります。 3D プリントで一般的に使用される材料には、ナイロングラスファイバー、耐久性のあるナイロン材料、石膏材料、アルミニウム材料、チタン合金、ステンレス鋼、銀メッキ、金メッキ、ゴム材料などがあります。

この技術は、通常、金型製造、工業デザインなどの分野でモデルを作成するために使用され、その後、徐々に一部の製品の直接製造に使用され始めています。すでにこの技術を使用して印刷された部品があります。科学技術の発展と工業生産における最先端技術として、3D プリンティングは非常に幅広い展望を持っています。新しいシナリオと新しいアプリケーションでの 3D プリント製品の継続的な開発により、世界の 3D プリント業界全体が持続的な成長傾向を示しています。

国家戦略発展レベルでは、3Dプリンティング、すなわち付加製造技術は、わが国と国際社会との技術格差が最も小さい最先端の製造技術の一つであり、新興企業が世界的な大企業に成長するチャンスの窓口である。また、中国が世界的な「インダストリー4.0」の波の中で変革を完了するための重要な機会でもある。

2027年には1000億元を超えると予想されている。では、従来の製造方法と比較して、3D プリント技術の利点は何でしょうか?まず、3Dプリントは複雑な部品の一括成形を実現できるほか、部品の構造を最適化し、軽量化を実現してコストを削減することもできます。さらに、3Dプリントの層ごとの積み重ね機能により、原材料の無駄が減り、原材料の利用率が大幅に向上し、コア部品の製造コストが削減されます。それだけでなく、「設計～検証～製造」というプロセスサイクル全体を短縮し、製品の製造効率を向上させることもできます。

二重炭素目標を背景に、3Dプリントは製造業で発生する廃棄物、二酸化炭素、その他の排出物を効果的に削減できます。さらに、現在導入されている軽量化は、自動車、航空機などの分野における3D産業の応用に役立ちます。エンジニアと設計者は、製品ライフサイクル全体にわたって設計を再考し、部品の構造的統合を実現し、複雑な形状の軽量部品を生産することで材料の消費と廃棄物を削減し、それによって車両と航空機の重量をさらに軽減し、燃料効率を改善して、温室効果ガスの排出とエネルギー消費を削減します。また、より多くの製造業者が、商品を遠方から出荷して配送するのではなく、現地生産のためにデジタルファイルを転送するため、輸送が大幅に削減され、コスト、エネルギー消費、廃棄物、排出量がさらに削減されます。

3D プリンティングは多くの利点があるため、あらゆるレベルの政府から高く評価されており、国家産業政策からも重要な支援を受けています。第11次5カ年計画期間中、高性能構造材料、ナノ材料、環境に優しい省エネ材料などの産業クラスターの発展に重点を置き、新材料イノベーションシステムを確立・改善することが提案されました。第12次5カ年計画期間中、新機能材料、先進構造材料、高性能繊維とその複合材料、共通基礎材料の開発に重点を置くことが提案されました。第13次5カ年計画期間中、付加製造が初めて「5カ年計画」に登場しました。第14次5カ年計画期間中、新材料やグリーン環境保護などの戦略的新興産業に重点を置くことが提案されました。

実際の生産において、我が国の3Dプリンティング/付加製造産業は加速的に推進されており、航空宇宙、自動車、医療など39の主要産業に適用されており、徐々により多くの分野に適用しようとしています。わが国の付加製造産業の規模は今年約400億元に達すると推定されており、2027年には1000億元を超えると予想されています。

わが国の3Dプリント技術産業の発展は欧米先進国に比べて遅れており、産業はまだ未成熟であるが、製品設計、複雑で特殊な製品生産、パーソナライズされたサービスにおいて独自の優位性を発揮している。そのため、わが国は、インテリジェント製造とデジタル製造がわが国に及ぼす重大な影響を十分に認識し、3Dプリント産業の発展を加速し、わが国が「工業大国」から「工業強国」へと転換することを推進している。

3D プリントのデジタルスマートエコシステムが出現する<br /> 現在、我が国の3Dプリント材料産業に対する政府の注目が高まっており、我が国は基本的に比較的成熟した3Dプリント産業チェーンを形成しています。データによると、3Dプリント産業は40年近くの発展を経て、世界/国内で1000億元/200億元規模の産業となっています。しかし、技術、コストなどの制約により、現在、製造業における浸透率は0.1％未満であり、まだ産業化の初期段階にあります。

3Dプリント産業チェーンの観点から見ると、上流産業には主に原材料、コアハードウェア、補助ツールなどが含まれ、中流産業には主に設備メーカーと3Dプリントサービスプロバイダーが含まれます。下流産業は主に機械製造、航空宇宙、自動車、医療、教育、軍事、文化などに使用され、特殊用途には主に生物学、食品、建設、肖像印刷などが含まれます。

世界の3Dプリンティング業界は今後10年間、急速な成長期を維持すると予想されており、中国の業界は技術的障壁を突破し続けながら成長を続け、大規模な工業化の時代に入るだろう。金属3Dプリントは航空宇宙、自動車、航行、原子力産業、医療機器などの分野で強い需要があり、応用面でも急速な拡大傾向を示しています。今後、3Dプリント技術の応用は、単純な概念モデルから機能部品の直接製造へと発展し、業界は大きな発展の可能性を秘めています。

具体的には、専門家は、3D プリンティングが健全な知的財産権を備えた完全なデジタルインテリジェントエコシステムを徐々に形成すると考えています。 3Dプリンティングは、中央脳制御をベースとしており、クラウドでの動的なデータフロー、プロセス製造のトレーサビリティ、プロセス品質のインテリジェント制御、製品品質の標準化など、さまざまな利点を備えており、インテリジェント製造においてより大きな役割を果たし、主要産業で急速に突破して主流の生産方法となり、生産と製造を社会化、カスタマイズ、分散化の新しい時代へと導くことが期待されています。

3Dプリンティングの応用シナリオは加速しており、大規模な工業化の時代を迎えることになるだろう。

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