サンディテクノロジーのゾン・グイシェン博士：3Dプリントから始まり、デジタル技術で製造業をアップグレード

2023年6月10日、「中国の高品質な発展を推進し、中国の現代化の新たな章を開く」をテーマにした「2023年中国経済メディア大会」が、中国経済メディア協会と浙江省紹興市政府の共催で浙江省紹興市で開催されました。全国の経済界、メディア界、ビジネス界から数百人の代表者が一堂に会し、現在の経済情勢と課題を解釈し、デジタル時代の発展の機会を分析し、深層融合の道を議論し、中国の現代化を推進し、高品質な発展を推進するための大きな力を集めました。
午後に開催された経済フォーラム「産業のデジタル化：実体経済の変革とアップグレードの新たな原動力」では、著名なデジタル経済の専門家や学者、企業ゲスト、メディア代表などが共同で、実体産業とデジタル技術の深い融合と発展の促進などのテーマについて、詳細な解釈と議論を行った。北京三迪科技有限公司の会長であり、「2018年中国経済報道人」である宗桂生博士は、「3Dプリントから始めて、デジタル技術で製造業をアップグレードする」と題するフォーラムに招待され、伝統的な製造業のデジタル化とアップグレードにおける3Dプリントの重要な応用について語りました。博士は、長年の発展を経て、3Dプリントはデジタル化の重要なツールになったと指摘しました。

現在、世界の主要な発展の潮流は、企業や個人の生活を変えています。その中でも、工業企業は「デジタル化、モビリティ、あらゆるもののサービス化」の潮流に直接影響を受けています。デジタル技術が伝統的な製造業や製造サービスのアップグレードを推進していることは、これらの主要な潮流が産業に与える影響を直接的に表しています。近年、3D プリントのデジタル技術により、鋳造、射出成形、試作業界におけるデジタル製造の進歩が促進されています。

製造プロセス方法の変化も、デジタル化の一般的な傾向を反映しています。鋳造、鍛造、溶接などを含む等質材料製造の機械的特性には、約 3,000 年の歴史があります。旋削、フライス加工、研削などを含む減法鋳造の自動化特性は、約 300 年にわたって発展してきました。選択的レーザー溶融、選択的レーザー凝固、バインダージェッティングなどを含む積層造形 (3D 印刷など) のデジタル特性は、30 年以上にわたって存在しています。 3D プリンティングと従来の製造プロセスを組み合わせたアプリケーションは、製造業のデジタル化の重要な部分です。

30年以上の発展を経て、3Dプリントデジタル製造技術は、世界中で産業用途において年間複合成長率が20％を超え、中国ではさらに高い成長率を誇っています。しかし、生産額ベースが比較的小さいため、3Dプリント産業はその大きな意義にもかかわらず、まだ小規模な産業です。 3D プリントの産業化が遅れている主な理由は、第一に印刷効率が低い、つまり製造速度が遅いこと、第二に印刷材料が高価で製造コストが高いことです。遅くて高価な技術を生産ラインに適用するのは困難であるため、これまで 3D プリント装置の主なユーザーは、科学研究機関、大企業の研究開発部門、学校、3D プリントサービス機関がほとんどでした。

従来の 3D プリンティングは遅くて高価であるという問題を解決するために、3D プリンティング 2.0 バインダージェッティングプロセスが誕生しました。「ラインスキャン」技術を採用した3Dプリント2.0バインダージェッティングBJプロセスは、高効率、高精度の積層造形技術であり、伝統的な粉末冶金業界の材料システムと焼結プロセスを採用し、低コストで材料の標準化度が高く、業界に高効率、高品質、低コストの金属積層造形ソリューションを提供できます。生産ラインに適用でき、3Dプリント技術の大規模応用に強固な基礎を築きます。 3D プリンティングの応用分野が拡大し続けるにつれて、3D プリンティング 2.0 は、特に従来の製造業のアップグレードを支援することで、3D プリンティング業界に画期的な進歩と持続的な成長をもたらすことが期待されており、その成果は徐々に現れるでしょう。

現在、世界の3Dプリンティング市場は数千億規模で急速に拡大しています。 3Dプリントサービスが世界の3Dプリント産業構造で最大の割合を占めている一方、中国市場では3Dプリント機器が最大の割合を占めています。これは、中国の3Dプリント応用市場が将来的に大きな可能性を秘めていることを示しています。中国の機械製造業全体の産業構造から見ると、等方性製造市場は市場価値が1兆元を超え、最大規模である。減算型製造市場は約5000億元である。付加製造市場は現在約300億元であるが、特に3Dプリント2.0の出現により、複合製造（加減算、加法鍛造減算など）のペースが加速し、伝統的な製造業のデジタルアップグレードが進み、数千億規模の市場がすぐそこまで来ている。

鋳造業界を例に挙げてみましょう。中国は世界最大の鋳造国であり、市場規模は約4000億で、世界全体の45％を占めています。24,000以上の鋳造工場があり、安定した成長を保っていますが、エネルギー消費量が多い、汚染が多い、強度が弱い、精度が悪いなどの問題があります。このため、わが国の第14次5カ年計画では、デジタルアップグレードなどの開発目標を指摘し、3Dプリントを使用して砂型鋳造のデジタル化とグリーン化を実現し、200以上のグリーン鋳造モデル工場を設立することを提案しました。今年4月14日には、工業情報化部、国家発展改革委員会、環境保護部も共同で、一体型ダイカスト、モールドレス鋳造、砂型3Dプリントなどの先進プロセス技術の産業応用を推進するための文書を発行した。

鋳造業界の分析を通じて、鋳造業界のデジタルアップグレードの緊急性をより深く理解することができます。統計によると、中国には年間生産量が1万トン以上の鋳物を製造する鋳造会社が1,000社以上あり、年間生産量が5万トン以上の鋳造会社は200社近くある。大手企業2,000社以上の鋳造生産量は、国内総生産能力の55％以上を占めています。しかし、大手企業はカスタマイズ能力や小ロット試作能力に欠けており、新製品の開発に時間がかかり、コストもかかる。「ロングテール」企業は稼働率が低く、その多くが淘汰される。3Dプリントや自動化率の向上に頼って生き残ることができるのは「ロングテール」の大手企業だけであり、集中度を何倍にも高める余地があるかもしれない。

サンディテクノロジーは、この変革とアップグレードの大きなチャンスに直面して、決断力のある準備を行いました。3Dプリント2.0のコア設備、材料、プロセス技術を熟知していることを基に、鋳造工場の合併と買収を通じて、3Dプリントプロセスと鋳造プロセスを直接接続しました。同時に、3Dプリント2.0技術を応用して粉末射出成形を改善し、3Dプリントデジタル鋳造と粉末冶金成形の競争力を形成し、マルチマテリアル、フルサイズ、フルリンクのサービスモデルを成功裏に作成しました。現在の顧客には、AECC、NORINCOグループ、玉柴、吉利汽車など航空宇宙、軍事産業、自動車分野の大手企業のほか、機械製造分野の顧客も多く、買戻し率が高く、成長の可能性も高い。

3Dプリントデジタル鋳造は、金型製作が不要で、3Dデータ設計から鋳造金型を直接印刷して鋳造するため、新製品の開発サイクルが大幅に短縮され、コストも削減されます。 3D プリントのデジタル技術を採用した鋳造所では、生産モデリング方法が変更され、エネルギー消費と汚染が大幅に削減され、作業環境が改善され、製品の付属品価値と歩留まりが向上し、複雑な部品の高速、高精度、グリーン鋳造が可能になりました。たとえば、新しい自動車エンジンブロックの開発では、従来の鋳造方法を使用した場合、生産サイクルは 3 ～ 4 か月かかります。変更が必要な場合は、金型を変更したり、再度開いたりする必要があり、さらに時間がかかります。 3DP 砂型印刷による迅速な鋳造により、完成したアルミニウム合金鋳物は 2 週間以内に納品できます。変更が必要な場合は、データのみを変更すればよく、全体のコストは数百万元から数万元に削減されます。

3Dプリンティング2.0によってもたらされる印刷効率の向上とコスト削減により、大量鋳造アプリケーションにおける3Dプリンティングの割合はさらに拡大します。3Dプリンティング技術は、従来の鋳造からグリーンデジタルラピッド鋳造へのアップグレードを促進し、大多数の鋳造会社の変革とアップグレードを推進します。

フォーラムの円卓討論では、宗桂生博士と中国都市発展研究協会、千安鑫科技集団、次人材科技などのリーダーらが、産業デジタル化と実体経済の深い融合の発展モデルと道筋、デジタル経済の需要側における産業構造の最適化と向上、デジタル変革に向けた中国の解決策の模索などのテーマについて議論した。

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