出典: 3Dプリンティング業界調査 著者: Zhang Liang メール: bp@purefunds.cn
第1章 3Dプリント業界の背景
1.3Dプリントの定義
3D プリントの定義: 国家標準「積層造形用語」(GB/T35351-2017) によれば、積層造形 (AM) とは、3 次元モデル データに基づいて材料を積み重ねて部品や物体を製造するプロセスを指します。 3 次元印刷 (3D 印刷) とは、プリント ヘッド、ノズル、またはその他の印刷技術を使用して材料を積み重ねることで部品やオブジェクトを製造するプロセスを指します。この用語は、付加製造 (「3D 印刷」とも呼ばれます) の同義語としてよく使用されます。 3D プリンティングは、材料を切断などの機械加工で除去して製品を形成する従来の製造業とは異なり、材料を下から上に層ごとに積み重ねることで、3 次元のエンティティを複数の 2 次元平面に変換し、製造の複雑さを大幅に軽減します。
2. 中国の3Dプリント産業の発展の現状<br /> 我が国では、1980年代から1990年代にかけて3Dプリント技術の研究が始まりました。初期の研究力は主に清華大学、華中科技大学、西安交通大学などの大学にあり、産業のスタートは遅れていました。 2017年以降、国は国内の3D産業の発展を支援するためのさまざまな政策を導入しており、新しい企業が業界に参入し続け、業界の発展はより速いペースで進んでいます。政策的支援と技術の進歩により、3Dプリント企業の数は徐々に増加しています。 2021年末現在、3Dプリントを主力事業とする上場企業（新三板を含む）は20社以上あり、国内の3Dプリント企業は2021年に48億元の資金調達を行った。 3D プリントは、従来の製造業を補完し、強化するものです。3D プリント技術の助けを借りて、企業は製品の設計と開発、複雑な製品の生産、カスタマイズを改善してきました。 3D プリンティングは企業のイノベーションに役立ち、ひいては我が国の製造業の段階的な向上を促進するでしょう。
中国の3Dプリント産業は、欧米諸国に比べて比較的遅れてスタートしました。初期の産業チェーンの分離、原材料の未熟、技術基準の一貫性と不完全さ、高コストなどの問題を経験した後、中国の3Dプリント産業は現在ますます成熟し、市場は急速な成長傾向を示しています。
わが国は3Dプリント産業の発展を非常に重視しており、近年、中国の3Dプリント市場の応用は深化し続け、さまざまな業界でますます広く利用されるようになりました。 2017年から2020年にかけて、中国の3Dプリント産業の規模は毎年成長傾向を示しました。2020年の中国の3Dプリント産業の規模は208億元で、前年比32.06％増加しました。未来産業研究所の予測によると、2025年までに中国の3Dプリント市場の規模は630億元を超え、2021年から2025年までの年平均成長率は20％を超えると予想されています。
主要技術の継続的な進歩と設備およびプロセスレベルの大幅な向上により、我が国の航空宇宙、自動車、医療などの下流分野における3Dプリントの応用レベルと規模は急速に拡大しており、3Dプリントの発展に大きな余地が生まれています。 Ibis World分析によれば、2014年から2019年までの中国の航空製造業、航空機の製造、メンテナンスサービスなどの平均化合物成長率は、9.8％でした。業界は今後10年間で10％になります。今後10年間で、中国の航空製造業の市場価値は約9.05兆になり、平均して905.4333億人の航空業界での1％増加します。約905.543億人で、年間平均90億5,54億人民元です。
3. サービス市場は拡大を続け、鋳造などの分野で爆発的な成長が見込まれる
Wohlers Reportのデータによると、国際的な3Dプリントサービス企業の割合は年々増加しています。2021年の3Dプリントサービス市場規模は約62.5億米ドルで、市場全体の41％を占めており、サービスが業界の発展の重要な原動力となっていることも意味しています。国内の3Dプリントサービス提供業者はまだ比較的少なく、調査対象企業の統計によると、その割合はわずか21％程度です。今後、3D プリント サービス プロバイダーは、設計、製造、後処理をカバーするシステム ソリューション プロバイダーへと徐々に成長していきます。
中国鋳造協会の統計によると、中国には2万6000の鋳造所があり、砂型鋳造の市場規模は約1200億元です。3Dプリントを使用すると、鋳造プロセスを15ステップから8ステップに短縮できます。「デュアルカーボン」を背景に、3Dプリント技術は鋳造業界に力を与え続けています。砂型鋳造市場における3Dプリントのシェアが10％に増加すると仮定すると、市場規模は120億元に達します。
第2章 3Dプリントの応用シナリオ
3Dプリンティングは航空宇宙、自動車、医療などの分野で広く使用されており、徐々にさらに多くの分野で試みられています。 Wohlers Report 2022によると、2021年には3Dプリンティングは主に航空宇宙、自動車、消費者および電子機器、医療/歯科、学術研究などの分野で使用され、その割合は次のとおりです。
写真
2021年の3Dプリント応用分野の割合
1. 航空宇宙
航空宇宙分野では、部品の形状が複雑であること、従来のプロセスによる処理コストが高いこと、軽量化の要件などの要因により、3Dプリントは設計と製造能力を高めるための重要なコア技術に発展しました。3Dプリントは、層ごとに積み重ねる原理を使用して、任意の複雑な部品の成形と複数の材料の統合製造を実現し、構造サイズ、複雑さ、成形材料に関する従来の製造技術の制限を打ち破り、変革的な技術アプローチを提供し、アプリケーションシナリオはますます多様化しています。
航空宇宙分野での3Dプリントに使用される材料には、主に高性能金属材料とポリマー材料が含まれます。高性能金属材料の中で、チタン合金、アルミニウム合金、ニッケル基高温合金が最も広く使用されています。チタン合金は主に高強度軽量構造部品に使用され、アルミニウム合金は主に軽量構造部品に使用され、ニッケル基高温合金は主に高強度ホットエンド部品に使用されます。これらは通常、選択的レーザー溶融（SLM）とレーザーニアネットシェーピング（LENS）を含む粉末床溶融技術と指向性エネルギー堆積技術を使用して主に処理されます。ポリマー材料は主に耐衝撃性、耐熱性、難燃性、耐老化性が求められる部品に使用され、選択的レーザー焼結法（SLS）で加工されることが多いです。複雑な部品の開発段階では、3D プリント技術により、繰り返しのプロセステストにかかる時間を節約し、速度を上げ、コストを削減できます。部品の製造段階では、3D プリント技術を使用して複雑な内部構造を実現し、部品の性能を向上させることができます。さらに、3D プリント技術を使用して部品を修理し、設備の耐用年数を延ばし、経済的損失を削減することもできます。
3D プリンティングは、設計基準と使用要件を満たす高精度の部品を製造するために使用でき、宇宙船の全体的なパフォーマンスの向上に積極的に役立ちます。欧州宇宙機関（ESA）、アメリカ航空宇宙局（NASA）、SpaceX、Relativity Spaceはいずれも、ロケット点火装置、スラスターノズル、燃焼室、燃料タンクの製造に3Dプリント技術を使用しています。GE、ボーイング、エアバス、サフランは、民間航空機のエンジン部品、軍用機の胴体部品、航空機の空気ダクト、客室内装などの製造に3Dプリント技術を使用しています。同時に、3Dプリント部品は国内の航空宇宙分野でも広く使用され、天問1号、実況衛星、北斗ナビゲーションシステムなど数十回の打ち上げ・飛行ミッションに成功裏に参加しています。
3Dプリント技術は、航空宇宙の設計と製造能力を向上させるための重要な技術となり、近年その応用規模は急速に拡大しており、将来的には巨大な市場スペースが存在します。
2. 自動車製造
3D技術の革新とアップグレードに伴い、自動車製造分野での応用は概念モデルの印刷から機能モデルの印刷まで徐々に深まり、現在は機能部品の製造に徐々に応用され、完成車の製造の方向へと拡大しています。自動車製造の分野では、3Dプリンティングの主な用途は自動車の設計、部品開発、内外装の装飾用途など多岐にわたり、主な技術はSLS、SLMなどです。
設計面では、3Dプリント技術の応用により、金型を使用しない設計と製造が実現し、企業の製品コンセプトモデルの設計と製造サイクルの短縮に役立ち、自動車メーカーとスペアパーツメーカーの設計の最適化に役立ちます。同時に、安全性テストの段階で一部の重要でない部品を代替品として印刷して製品検証プロセスを加速することができ、企業が小ロットのカスタマイズを迅速に実現し、コストを削減し、製品の市場投入までの時間を短縮するのに役立ちます。さらに、3Dプリントは、設計段階で軽量、統合、パーソナライズ、機能的な部品の革新を導くことができます。製造面では、3Dプリント技術により、部品の製造効率と製造品質が向上し、部品の軽量製造と変位経路を実現して品質を低減し、複雑な構造の金型を処理し、製造精度の制御を強化できます。同時に、3Dプリントの統合成形技術により、複数の部品を1つの部品に統合できるため、複雑な主要部品の重量を軽減できます。メンテナンス面では、3Dプリント技術を使用してドアハンドル、ホイール、シリンダー、トランスミッションなどの基本部品を製造できるため、メンテナンスの効率と経済的メリットを確保できます。
自動車業界は、3Dプリント技術を最も早く導入した業界の一つであり、3Dプリント技術の応用において重要な位置を占めています。近年の自動車の所有台数と生産台数の増加に伴い、自動車業界の巨大な市場規模は、3Dプリント技術の応用に広い余地を提供し続けるでしょう。
3. 医療分野
人体には個人差があり、従来製造されている医療機器はスタイルやサイズがほとんど標準化されていることを考えると、3Dプリントはカスタマイズが可能であるため、医療分野で徐々に広く使用されています。主な応用方向としては、医療モデル、手術ガイド、外科/歯科インプラント、リハビリテーション機器などの製造（主な材料にはプラスチック、樹脂、金属、ポリマー複合材料など）、および人体組織や臓器の生物学的3Dプリントなどがあります。
3Dプリント技術は口腔科学の分野で徐々に成熟し、義歯のプリント、装具の製作、リハーサル手術模型の製作、手術ガイドの製作などに応用され、精度と効率の向上、手術リスクの軽減に役立っています。 3Dプリント技術は整形外科用インプラントでも急速に発展しています。現在、金属3Dプリント技術は、全膝関節インプラント、寛骨臼カップ、脊椎インプラントなどの製造に使用されています。金属3Dプリント技術は、人骨の層構造をシミュレートするのに役立ちます。多孔質設計により、人体組織との統合が促進され、骨の成長を促進できます。さらに、3Dプリント技術は、インプラント設計に高い設計自由度をもたらします。将来、経済レベルと精密医療の要件が継続的に向上するにつれて、3D プリント技術は医療業界で大きな発展の余地を持つことになります。
4. その他の産業
消費財: 消費財セクターは広範囲にわたります。3D プリント技術は、消費財業界における製品設計、最適化、反復を加速し、アスリート向けの軽量でパーソナライズされたスポーツ用具のカスタマイズなど、製品のパフォーマンスを向上および強化するのに役立ちます。
金型分野：3Dプリントは靴金型やコンフォーマル冷却金型などで広く使用されており、水路の複雑さに制限されることなく冷却水路の設計を最適化し、金型の冷却効率と生産効率を向上させます。
電子・電気分野: 3D プリント技術は、組み立てや機能の検証、外観や性能のテスト、人間工学、ラピッドプロトタイピング、バッチ製造など、製品の研究開発や生産段階で大きな助けとなり、研究開発や時間のコストが削減され、製品の利益が増加します。
第3章: 3Dプリント技術
3D 印刷技術には、さまざまなプロセス タイプが含まれます。国家標準「付加製造用語」(GB∕T 35351-2017) では、3D 印刷技術の形成原理に基づいて、3D 印刷プロセスを 7 つの基本カテゴリに分類しています。具体的な分類は次のとおりです。粉末床溶融結合、指向性エネルギー堆積、光造形、バインダー ジェッティング、材料押し出し、材料ジェッティング、シート積層。主なプロセス原理に対応する代表的なプロセス技術は次のとおりです。
1. 粉末床溶融結合法（PBF）
（１）選択的レーザー溶融（SLM）
選択的レーザー溶融 (SLM) は、コンピューター制御のレーザー ビームを使用して層ごとにスキャンおよび溶融し、形状を形成する技術です。
利点:
加工中、粉末は完全に溶融し、結合材は不要であるため、加工によって形成された部品の精度と機械的特性は比較的良好です。
密度が高く、レーザービームのスポット径が細かく、密度が100％に近く、冶金とほぼ同等です。
複雑な形状の金属部品を簡単かつ直接的に製造できます。
デメリット:
この機器は高価で、操作が複雑であり、専門家による操作が必要です。
後処理は複雑で、サポートを追加するプロセスが必要であり、成形された部品はサポートを除去するために後処理される必要があります。
応用分野:
航空宇宙、金型、自動車、医療、原子力産業、科学研究・教育などの分野。
（２）選択的レーザー焼結（SLS）
選択的レーザー焼結法（SLS）は、あらかじめ粉末床上に敷き詰められた予熱された金属粉末をレーザービームで焼結し、コンピュータ制御により層状焼結と層状積層を行う部品加工技術です。
利点:
選択性に優れ、ポリマー材料、金属粉末、セラミック粉末、ナイロン粉末など、さまざまな材料を使用できます。
サポートは必要なく、未焼結粉末は印刷プロセス中に生成された懸濁層をサポートできます。
高い材料利用率。
デメリット:
表面がざらざらしています。この工程で製造された試作品の表面は粉末状や溶融状になっており、粉粒状になっているため、表面品質は高くありません。
金属粒子の結合力は低く、さらに熱処理が必要です。
保護ガスとして窒素を使用すると、有害なガスが発生します。
応用分野:
自動車、造船、航空宇宙、航空、通信、微小電気機械システム、建設、医療、考古学などの分野。
（３）電子ビーム溶解法（EBM）
電子ビーム溶融（EBM）は、電子ビームを使用して粉末材料をスキャンして溶融し、層ごとに堆積させて 3D 金属部品を製造する技術です。
利点:
真空状態では予熱温度が非常に高くなるため、高融点金属を溶かし、熱応力の集中を軽減し、成形部品の曲がりや変形を防ぐことができます。
成形工程中にサポートは必要なく、製造完了後に粉末を吹き飛ばすだけで済みます。
デメリット:
「粉吹き」現象。粉末散布機によって粉末床上に散布された粉末は、電子ビームの作用により予め敷かれた位置から離れ、静電反発力により粉末が崩壊します。
「球状化」現象。これは、金属が完全に溶けておらず、互いに離れた金属球のグループを形成することを意味します。
装置は真空状態で完成する必要があり、メンテナンスコストが高く、電子ビーム蒸着プロセス中にガンマ線が発生するため、漏れが発生して環境を汚染する可能性があります。
応用分野:
医療、航空宇宙、産業などの分野。
（４）マルチジェット成形（MJF）
マルチ ジェット フュージョン (MJF) は、インクジェット アレイを使用してフラックスとディテール エージェントを粉末材料の層に堆積させ、それを融合して固体層にする技術です。
利点:
印刷速度が速い。
他の 3D プリント技術と同等の精度と強度を備えています。
デメリット:
設備の消費コストが高い。
製造工程中の化学試薬の影響により、印刷された部品の色は一般的に灰色または黒色になります。
応用分野:
航空宇宙、ヘルスケア、自動車など。
2. レーザーニアネットシェーピング（LENS）
レーザーニアネットシェーピング（LENS）は、レーザービームを使用して本体の金属を溶かし、その後、さまざまな組成と特性の金属粉末を溶融プールに供給して溶かす技術です。
利点:
高い成形効率。
金属部品の密度は極めて高く、100%に達します。
金属部品の表面にスプレー塗装すると、従来のスプレー塗装や電気メッキのプロセスよりも接着強度が高くなります。
部品の表面欠陥を修復できます。
デメリット:
部品の成形精度は若干低くなります。
精度をさらに向上させるには、部品の後処理が必要です。
応用分野:
航空宇宙、自動車、造船などの分野。
3. ステレオリソグラフィー（SLA）
ステレオリソグラフィー（SLA）は、紫外線波長のレーザービームを使用して液体の感光性樹脂をスキャンし、下から上に向かって液体を層ごとに固める技術です。
利点:
原材料の利用率は非常に高いです。
加工された固体表面は滑らかで優れた品質です。
デメリット:
コストが高く、入手可能な原材料は非常に限られています。
印刷された物体は光の下で非常に簡単に分解されます。
応用分野:
航空宇宙、工業製造、バイオメディカル、大量消費、芸術などの分野。
4. バインダージェッティング（BJ）
バインダー ジェッティング (BJ) は、インクジェット プリント ヘッドを使用してバインダーを粉末にスプレーし、粉末を層ごとに結合させる技術です。その中でも、バインダージェッティング（BJ）技術における砂/ワックス 3D 印刷技術は、応用シナリオにおいて優れた価値と利点を備えています。 （詳細は次章以降で説明します）
利点:
選択できる材料は多く、新しい材料を開発するプロセスは比較的簡単です。
レーザーや電子ビームを使用して焼結（または溶融）することが難しい一部の材料の製造に適しています。
成形プロセス中にサポートは必要ありません。
大規模な製造や大量の部品生産に適している場合が多いです。
高精度な部品が手に入ります。
デメリット:
金属またはセラミック材料を直接製造する場合の低密度の問題。
製造プロセス全体には長い時間がかかります。
応用分野:
航空宇宙、医療、自動車、消費者などの分野。
5. 熱溶解積層法（FDM）
FDM（熱溶解積層法）は、溶融ノズルを使用して溶融材料を溶かしてから押し出し、特定の条件と場所で堆積、冷却、固化成形を完了する技術です。
利点:
低コスト。
処理量が少ない。
操作は簡単です。
デメリット:
固化した固体表面の接合部には明らかな亀裂が生じます。
接着強度は保証できません。
応用分野:
文化創造、消費、教育、娯楽、医療、エレクトロニクス、自動車、建設などの分野。
6. マテリアルジェッティング（MJ）
マテリアル ジェッティング (MJ) は、液体フォトポリマー液滴を噴射して紫外線下で硬化させる技術です。
利点:
ビルド速度を犠牲にすることなく複数の部品を製造します。
部品の表面は非常に滑らかで、美観を重視するプロトタイプに最適です。
フルカラー、マルチマテリアル印刷が可能です。
デメリット:
コストは比較的高いです。
印刷された部品の強度は高くありません。
応用分野:
医療、消費者、産業ツール、電子機器、自動車などの分野。
7. 積層材料（LOM）
薄層材料積層法 (LOM) は、レーザー ビームを使用して材料層の輪郭を切断し、材料層を形成する技術です。
利点:
製造コストが低い。
充填材は必要ありません。
製品形成率が高いです。
デメリット:
表面品質が悪い。
材料の利用率が非常に低いです。
応用分野:
自動車、機械設備、計測、医療、通信、製靴などの分野。
第4章: サンド/ワックス 3D プリント入門
1. サンド/ワックス 3D プリント入門
（１）砂型３Ｄプリント砂型３Ｄプリント技術はバインダージェッティング（BJ）技術の一種である。砂型 3D プリントの動作原理は図に示されています。システムはまず、作業プラットフォーム上に砂の層 (硬化剤と事前に混合) を広げます。インクジェット プリント ヘッドは、CAD データによって生成された断面形状に従って、粉末床にバインダー (フラン樹脂) を選択的にスプレーして断面を印刷します。作業面は層の厚さ (0.2~0.4mm) を落とします。システムは砂の敷設、バインダーのスプレー、層の厚さの落とし、層ごとの積み重ねを繰り返し、すべての印刷が完了します。その後、結合していない浮遊砂が除去され、最終的に必要な砂型が得られます。
インクジェット砂型3Dプリント原理の概略図。オペレーターは、鋳造品の3Dデータを3Dプリンターの制御コンピューターにインポートするだけです。システムに組み込まれたソフトウェアは、3Dデータを自動的に2D断面にスライスし、インクジェットプリントヘッドを使用してバインダーを印刷して砂粒を結合し、層ごとに積み重ねて砂型/コアを直接製造します。従来のプロセスと比較すると、第一に、鋳型製作工程が省略され、製品の生産サイクルが短縮されます。第二に、鋳型加工技術の制限を受けることなく、あらゆる複雑な形状の砂型を直接製造できます。第三に、砂型の精度が保証されます。合理的な鋳造システム設計と組み合わせることで、鋳造歩留まり率を大幅に向上させ、生産コストを削減できます。これまでの実施事例によれば、砂型3Dプリント技術を利用することで、製品の試作サイクルを3か月から3週間に短縮することができ、開発の反復回数を大幅に増やし、量産の歩留まりと品質を大幅に向上させることができます。プロセス全体で手動プログラミングは必要なく、操作も簡単です。同時に、この技術の現在の最大造型サイズは4,000×2,000×1,000mmに達しているため、一度に数百または数千個の中小型砂型を製造でき、小ロット生産の要件を完全に満たすことができます。
（2）ワックス型3Dプリントワックス型3Dプリント装置は砂型3Dプリントと同じで、プロセスと技術は似ていますが、印刷材料がPMMA（プレキシガラス）であるという違いがあります。ワックスモデルを 3D プリントした後、インベストメント鋳造プロセスを使用して構造部品が製造されます。
主なプロセスを図に示します。
2. 応用シナリオにおける砂/ワックス3Dプリントの利点
（1）砂型3Dプリントは伝統的な鋳造に変化をもたらします。砂型3Dプリント技術は、鋳造業界の変革とアップグレードを解決するという利点があり、工業分野での応用に適しており、工業用途に適しています。
砂型 3D プリントと従来の鋳造プロセスの比較 市場競争と技術の進歩に伴い、砂型 3D プリント技術のコスト上の利点が徐々に現れ、500 ～ 1,000 個の小中規模バッチの鋳造品の生産において、従来の砂型鋳造プロセスに徐々に取って代わっていくでしょう。これは国内の砂型鋳造業界に広範囲にわたる影響を及ぼし、鋳造業界にとって非常に有用なツールセットを提供します。
砂型3Dプリント技術の産業応用は、伝統的な鋳造に破壊的な変化をもたらしました。鋳造製造は簡素化され、品質と効率が向上し、製造プロセスは人間中心で環境に優しく、鋳造業界の変革とアップグレードのデモンストレーションを提供します。具体的には、
鋳造生産工程を短縮します。鋳造工程では、3Dグラフィックデータから複雑な砂型を直接生成し、型の使用、成型、成形、組み立てという従来の鋳造方法に革命をもたらしました。
鋳造品質を向上させ、生産効率を高めます。この工程により高精度の製品が生産され、砂型が一体となって素早く形成されるため、製品の研究開発および生産サイクルが大幅に短縮されます。
柔軟な設計、コスト削減、製造難易度の低減。このプロセスは、モデル設計を柔軟に変更できるという利点があり、製品精度の向上と砂鉄比の低減に効果的であり、特に複雑な内部構造を持つ鋳物の製造に適しています。
人間本位、グリーン鋳造、インテリジェント鋳造。鋳造現場の環境が大幅に改善され、労働者の労働強度が軽減され、労働者が機械に置き換えられ、人件費が大幅に削減されました。典型的なデジタル製造により、鋳造生産の知能レベルが大幅に向上しました。
鋳造3Dプリント技術の産業応用は、鋳造業界の変革とアップグレード、鋳造インテリジェント製造、将来の鋳造インテリジェント工場の構築に変革的で広範囲にわたる影響を及ぼすでしょう。
（2）「ワックスモデル3Dプリント+インベストメント鋳造」は、我が国の商用衛星の軽量構造部品の「ボトルネック」問題を解決することが期待されています。我が国の「第14次5カ年計画と2035年の長期目標」では、「通信、ナビゲーション、リモートセンシングの宇宙インフラシステムのグローバルカバレッジ、効率的な運用を構築し、商用宇宙発射場を建設する」ことを明確に提案しています。商用衛星は新しいデジタルインフラの重要な部分となり、その発展の見通しは明確です。
SpaceXのStarlinkプロジェクトは、4万基以上の小型衛星を打ち上げ、低軌道衛星通信ネットワークを構築する予定だ。独自の民生価値を持つだけでなく、軍事用途も無限に広がる。わが国は2021年に、登録資本金100億元の中国衛星ネットワークグループ株式会社を設立し、1万基以上の小型衛星を打ち上げ、中国独自の「スターリンク」を形成する予定です。 2021年に我が国は合計102機の衛星を打ち上げました（7.6％を占めます）。華泰研究の将来の商用衛星需要の試算によると、衛星群の規模が16,451基、ネットワーク周期が7年の場合を例に、衛星打ち上げの需要を予測したところ、今後7年間で国内市場の衛星の年間平均需要は約2,350基となり、衛星生産能力に大きなギャップが生じている。
宇宙ペイロードの打ち上げコストは高額で、1kgあたり1万ドル近くになることもあります。構造部品は衛星の総重量の15%～20%を占めるため、軽量化の要求は最も切実です。軽量設計は、軽量材料の選択に加えて、主にコンピュータ支援によるトポロジー最適化/格子構造などの手段に頼って実現されます。構造が複雑なため、従来の処理方法は不可能であり、3D プリントなどの高度な製造技術に頼る必要があります。
現在、我が国でこのような構造部品を製造するための技術ルートの一つは、金属直接3Dプリント技術を使用することです。この技術ルートは、レーザーを使用して金属粉末の点焼結を行います。単一のマシンの生産効率を向上させることは困難です。歩留まり率が低いため、納期どおりに納品できないことが繰り返され、衛星の生産サイクルが大幅に延長され、飛行打ち上げの要件を満たすことが不可能になります。中国航天科技集団傘下の中国宇宙技術研究院（CAST）を例にとると、構造部品の生産効率の限界により、現在の小型衛星の生産能力は年間1,000機以上の衛星打ち上げ需要を満たすには程遠い。さらに、金属直接3Dプリント技術ルートの根本的な制限により、サイズが小さい（800mm×800mm以下）という問題があり、商用衛星の大型構造部品の製造コストは依然として高いままです。
こうした中、湖州美邁科技有限公司、康碩電機集団有限公司、共創設備有限公司など、商用衛星の「ボトルネック」問題を解決すると期待される国内3Dプリント企業が台頭を加速させている。
第5章: 砂/ワックス3Dプリント企業
1. 湖州メイマイテクノロジー株式会社
Huzhou Meimai Technology Co.、Ltd。は、以前はSuzhou Meimai Rapid Manufacturing Technology Co.、Ltd。SuzhouMeimaiが2013年に設立されました。これは、長年にわたって3D印刷の産業用途に深く関与してきたハイテク企業です。 Meimai Technologyは、主にハイブリッド3D印刷技術（3Dプリンティング +精密金属熱成形技術）を使用し、ドイツのMKテクノロジーGMBH、ドイツのRWP GMBH、米国の3Dシステム、およびイギリスの盛り合わせを備えているため、ドイツのRWP GMBH、米国の3Dシステムなどの世界的に有名な企業と協力していますエロスペース、自動車製造、機械装備、兵器機器、および海洋機械。
現在、Meimai Technologyと5番目の航空宇宙科学技術は、「My Country Small Satellite R＆Dプロジェクト」のサブプロジェクトである「Hongyi」プロジェクトを共同で開発しています。最近、この製品は航空宇宙科学技術アカデミーの受け入れに成功しました。
2。KangsuoElectrical Group Co.、Ltd。 Kanguo Electric Co.、Ltd。は、2010年9月に設立され、国家レベルの専門的で革新的な小規模企業とハイテク企業のサプライヤーです。
Kangsuo Electricは、3D印刷業界と関連する材料とアプリケーションの全体的なソリューションの開発に焦点を当てています。ガイドとして機器と材料をコアとして使用しています。
3。SharedEquipment Co.、Ltd。
Shared Equipment Co.、Ltd。は1966年に設立され、主に高級機器の主要なコンポーネントの研究、開発、販売に従事しており、産業用グレードの3D印刷機器、産業用ロボット、その他のインテリジェント製造機器、インテリジェントな製造サービスを提供しています。
Gongxiang Groupは、ファウンドリーサンド型用の大規模で高効率の3D印刷機器を開発し、鋳造砂型用の世界初の10,000トン3Dプリントデジタルファクトリーを構築し、複数の品種と小さなバッチの伝統的な砂鋳造生産方法を破壊しました。 「標準 +デモンストレーション」に基づいて、鋳造砂型の3Dプリントに基づく4つのデジタル工場が構築されており、クレーン、カビ、重い物理的労働、廃棄物、および一定の温度のない砂鋳造形成環境を実現しました。
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