積層造形エンジニアと技術者: 砂の小片から塔を建てる「ビルディングブロック」

出典：新華網

ガラス窓を通して、広げられた粉末に向かってレーザー光線が飛び出し、粉末は瞬時に溶けて固まりました。 1 つの層が完了すると、スクレーパーが再び粉末を散布し、レーザー光線が照射され続けます。 600層以上の工程を終え、タイヤの表面パターンを加工するために使用される金属鋼板の金型が「オーブンから取り出された」。

△積層造形装置により、タイヤの表面模様を加工するための金属鋼板金型を大量生産しています。新華社記者のルアン・ルオフイ氏による写真「製造業では通常、フライス加工、平削り、研削などの手段を使って材料を削りますが、これは減算的製造です。一方、デジタルモデルに基づき、レーザー選択溶融などの技術によって、材料を一層ずつ積み重ねて製品を作ります。これはいわゆる『3Dプリンティング』であり、これは加算的製造です」と、安徽ハート3Dテクノロジー株式会社の設備研究開発プロセスエンジニア、チン・ドン氏は述べた。

Qin Dong は、積層造形装置の光路と風場システムを開発およびデバッグすることで、レーザービームを調整しました。「粉末が異なるレーザー温度にさらされると、溶融と凝固が同期せず、成形品にひび割れ、反り、変形などの欠陥が生じる」と同氏は述べた。

パーソナライズされたカスタマイズされたジュエリー、目に見えない歯列矯正器具、関節矯正器具、北京冬季オリンピックのメイントーチ、自動車部品...付加製造は、医療、航空宇宙、自動車、金型、手工芸品などのシナリオで実装されています。

△積層造形技術を用いて製造された北京冬季オリンピックのメイントーチの部品。写真提供：新華社記者ルアン・ルオフイ
2022年6月、人力資源・社会保障省による一連の新職業の発表に伴い、秦東氏の職業には「付加製造工学・技術職員」という正式名称が付けられました。

コンピューターの前に座って 3D モデルを修正している Qin Dong 氏の同僚でデザイナーの Zhang Zihao 氏は、積層造形による製品設計に携わっています。マウスを動かすと、画面上の不規則な 3D モデルが反転します。模型は特殊な形状の曲管でくり抜かれており、設計者の空間想像力と造形能力が試されます。

「これは射出成形業界で使用されている金型モデルです。内部のパイプは金型温度を冷却するために使用されます。」張子豪氏は、化粧品の包装材料や自動車の内装アクセサリーなどの製品が射出成形プロセスを使用して加工されていると説明しました。「射出成形部品は金型から分離され、十分に冷却する必要があります。冷却水路の設計と製造は、射出成形部品の品質と生産効率に影響を与えます。」

「3Dプリントにより、企業は破壊的な設計ソリューションを試し、製品の形状に合ったコンフォーマルな冷却水路を作成し、金型をより速く均一に冷却できるようになります。」張子豪氏は、効率の向上、品質の最適化、コストの削減により、製造企業の市場競争力も強化されると述べた。「付加製造はより高品質なものへと進んでおり、この分野で働くことは非常にやりがいがあります。」

△設備R&DプロセスエンジニアのQin Dongが積層造形設備を操作しています。写真は新華社記者の阮若慧氏による撮影。「第13次5カ年計画」における付加製造産業チェーンの構築提案から、「第14次5カ年計画」における付加製造を発展させ、製造業のコア競争力を強化する提案まで、わが国は近年、付加製造産業の発展を非常に重視してきた。中国付加製造産業連盟の統計によると、2021年の中国の付加製造企業の収益は約265億元で、前年比31％増加し、世界の平均年間成長率より約10％高くなりました。

安徽省蕪湖市樊昌経済開発区の春谷3Dプリント知能設備産業園区に位置し、積層造形産業チェーンの上流には新素材やデータソフトウェア企業があり、中下流にはバイオメディカル、自動車産業、文化創造技術などの完成設備と関連応用サービスのメーカーとサプライヤーがあります。

工業団地は運用開始から10年で、大規模企業19社を含む62社の付加製造企業が集まっている。工業団地の責任者である陳守鋒氏は、2022年の同工業団地の総生産額は13.8億元に達し、前年比130％増となり、地域集積と急成長という特徴が顕著な発展傾向を示していると紹介した。

安徽ハート3Dテクノロジー株式会社の劉同代表は、専門的な人材は積層造形の発展における重要な要素の一つであると考えています。

2021年、付加製造工学専攻は一般大学の学部専攻カタログに含まれ、現在、全国10以上の大学が「付加製造工学」の学部専攻を設置しています。今年3月、積層造形エンジニアと技術者に対する国家職業基準が公布され、施行されました。

「以前は、機械工学、電気工学、材料工学などの専攻からしか人材を見つけることができませんでした。現在では、対応する専攻があることで、企業が人材を見つけやすくなり、付加製造における膨大な人材不足をよりうまく埋められるようになりました」とLiu Tong氏は語った。

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