3Dプリント金属粉末材料の需要は大きく、江蘇省ウェラリが業界の発展をリード

出典: Cailianshe

国内3Dプリント産業の発展状況

近年、中国の3Dプリント市場の応用は深化し続けており、さまざまな業界で広く使用されています。 2017年から2022年にかけて、中国の3Dプリント産業の規模は年々急成長の傾向を示しています。データによると、わが国の3Dプリント産業の市場規模は2022年に325億元、2025年には630億元に達するでしょう。

下流の需要は急速に成長しており、3Dプリント金属粉末材料の開発見通しは広い

3D プリント金属粉末材料は、3D プリント技術の発展と進歩を促進するための前提条件であり、3D プリントアプリケーションの促進と発展の鍵でもあります。「第14次5カ年計画」に入って以来、国は先進的な製造技術の開発を重視しており、3Dプリント技術は発展のピークを迎えている。

Wohlers Reportによると、2022年には3Dプリンティングは主に航空宇宙、自動車、消費者向け・電子製品、医療・歯科、消費財、金型製造、電子機器などの分野で利用されるようになるという。

3Dプリント技術は徐々に向上しており、航空宇宙ブルーオーシャンの需要が見込まれている

3Dプリント技術は、部品の統合製造、大型で複雑な構造部品の製造、可変バッチのカスタマイズされた構造部品の製造において大きな利点があり、航空宇宙分野の特定の部品が生産プロセス中に直面する複雑なプロセス問題を解決できるため、航空宇宙分野で急速な発展を遂げています。

3Dプリンティングは自動車業界で認められ、「インテリジェント製造」の革新的な開発をリードしています

3D プリント技術は成熟を続け、自動車製造に新たな選択肢をもたらしています。フライス加工、スタンピング、鋳造などの従来の製造プロセスとは異なり、3D プリントは非常に難しい形状の製品を生産できます。3D プリント技術を使用して部品を製造することは、新しいトレンドになっています。 3Dpbmが発表した自動車業界における3Dプリンティングに関するホワイトペーパーでは、自動車部品製造における3Dプリンティングによる収益は2026年には129億7,400万米ドル、2030年には203億5,000万米ドルになると予測されている。

医療分野における3Dプリント技術の応用を加速

3Dプリント技術が徐々に成熟するにつれて、医療分野における金属粉末の市場規模も徐々に拡大しています。 3D プリントは、当初は医療用モデルの作成やリハビリテーション医療機器のカスタマイズに使用されていました。現在は、歯科、整形外科、手術ガイド、インプラント、精密医療、薬物スクリーニング、薬物投与形態の設計にも使用されています。医療分野における3Dプリント技術の普及率は今後も高まり続け、徐々に複数のサブ医療分野をカバーしていくことが予想されます。

高品質の3Dプリント金属粉末材料に対する市場の需要は急速に高まっています

現在、中国は経済構造の転換とアップグレードの重要な時期にあり、新技術、新産業、新モデルの出現が製造業の持続的な発展を牽引しています。近年、3Dプリンティングは、航空宇宙、自動車製造、バイオメディカルなどの分野における複雑な構造部品の開発と生産の中核技術として徐々に定着しつつあります。

しかし、上記分野で使用できる3Dプリント金属粉末材料の種類と量は依然として不十分であり、製品の品質とコストは増大する製造ニーズを満たすことができません。そのため、高品質の 3D プリント金属粉末材料の開発と製造が急務となっています。

サプライヤーの生産能力は向上し続けており、3Dプリント用金属粉末の出荷は大幅に増加している。

近年、3Dプリント金属粉末材料サプライヤーの生産能力は向上し続けており、市場での各種合金粉末の出荷量が大幅に増加し、材料バリューチェーンにプラスの影響を与え、規模の経済の向上、コストの削減、製品品質の継続的な向上を促進しています。

国際市場では、3Dプリント金属粉末材料のサプライヤーは主にドイツのEOS、ドイツのTLSTechNIk、AP＆C、Arcam、スウェーデンのSolvayなどの欧米のメーカーです。国内市場では、ウィラリは業界のリーダー的地位にあり、2022年にウィラリの金属粉末製品の売上高は1億元を超え、急速な発展の中でより高いレベルに達しました。

国内の3Dプリント金属粉末企業は事業規模が急成長

江蘇ウィラリ新材料技術有限公司は2015年に設立され、徐州鉱業グループ株式会社が投資して設立した国家ハイテク企業です。「国家科学技術改革モデル企業」、「国家専門化・新「小巨人」」、「国家知的財産権優位企業」など多くの栄誉を獲得し、中国航空産業国際フォーラム組織委員会から「航空宇宙向け最優秀3Dプリント金属材料サプライヤー」に選ばれました。

Wellariは現在、VIGA生産ライン10本、EIGA生産ライン5本を含む15本の生産ラインを保有しており、3Dプリント金属粉末製品の年間生産能力は1,000トンを超えています。同社は現在、工場の第2期を計画しており、敷地面積は6万平方メートル、生産ラインは40本以上になる予定です。生産開始後は、年間生産能力は4,000トンに達すると予想されています。

過去3年間、ウィラリの営業利益は平均99.33%の成長率を維持しており、3Dプリント金属粉末の市場シェアは業界第1位です。同社は金型鋼粉末と高温合金粉末の分野で明らかな優位性を持っており、それぞれ70％と37％の市場シェアを持ち、国内市場分野で第1位にランクされています。

材料に焦点を当て、科学研究開発への投資を継続しています

Willari は技術革新を重視し、積層造形用の金属粉末材料に注力しています。上海交通大学、ハルビン工業大学、西北工業大学などの有名大学と長期的戦略的パートナーシップを確立しました。同社は中国で大規模な金属粉末材料生産ラインを構築しており、現在37,000台以上の炉の技術データと完全な自主知的財産権を蓄積しており、合金粉末生産プロセスのフルレンジデータベースを確立しています。

発明特許17件を含む合計96件の特許が認可されました。これまでに14件の国家標準の制定に参加し、4件の業界標準を改訂し、第一起草部署として1件の国家標準を起草し、11件の国家標準が発行されました。長年にわたる技術と研究開発の継続的な蓄積と画期的な進歩を経て、Willari は国内の 3D プリント金属材料業界の大手企業になりました。

科学研究の進歩を加速するために威航研究所を設立

Willariは2021年10月に威航金属粉末材料研究所の設立に投資しました。「研究が価値を創造する」という目的を掲げ、国家の主要な戦略と経済建設の新材料のニーズに応えることを基本とし、粉末グレーディング寿命管理技術、高温耐久時間が50時間を超える高性能高温合金組成設計、高嵩密度、高流動性粉末多段複合材料製造の主要技術で画期的な進歩を遂げました。材料設計、粉末調製、レーザー3Dプリント技術などの側面から基礎理論と信頼性の研究が行われ、科学的研究の成果により体系的かつ工学的な研究開発がさらに完成します。

技術の優位性と高品質の製品を生み出し、業界の進歩をリードします

Willariは世界最先端の真空誘導溶解ガスアトマイゼーションとるつぼ不要の誘導溶解ガスアトマイゼーション粉末製造技術を習得しており、その製品は、高温合金、金型鋼、高エントロピー合金、アルミニウム合金、チタン合金、銅合金、コバルトクロム合金など、さまざまな高級金属粉末をカバーしています。ウィラリは7年間で海外の技術障壁を突破し、比較的高い国内技術レベルを達成し、多くのボトルネック問題を解決し、コア技術の「国家責任」を真に実現しました。

高温合金粉末：

高温合金材料は航空宇宙エンジンを製造するための主な材料です。その中で、高温合金GH5188とGH3230にはランタンを添加する必要があります。ランタンの融点は920℃しかないため、燃えやすく、制御が難しいです。このため、私たちは知的財産権を持つランタン制御システムを独自に開発し、バッチ間のランタンの安定性と一貫性を確保し、輸入粉末の代替に成功しました。また、ウィラリは複数モデルの事前研究や量産にも参加し、自主的な研究開発を堅持し、GH4169、GH3625、GH3536、GH4099などの高温合金粉末を継続的に供給し、国内の航空宇宙分野の高性能高温合金粉末材料の需要を満たしています。

金型鋼粉：

金型鋼の3Dプリントでは、粉末の品質に対する要求が厳しくなっています。ウィラリは、噴霧メカニズムの研究を通じて、既存の噴霧器の構造を改良し、噴霧効率を向上させ、金型鋼粉末のサテライトボールの数を減らし、流動性とゆるい密度を改善しました。現在、ウィラリが独自に進めているプロジェクト「金型鋼粉3Dプリントプロセスの最適化と産業応用研究」は、江蘇省科学技術新奇性コンサルティングセンター（国際一流の科学技術新奇性コンサルティング機関）から新奇性レポートを取得しました。その中で、18Ni300粉末は、高性能、高効率など多くの指標において輸入粉末に匹敵し、同様の国内製品をはるかに上回っています。独自のバッチ安定性制御方法により、印刷性能の安定性が保証されています。これは、中国で工業用途で検証された数少ない金型鋼粉末の1つです。

高エントロピー合金粉末:

近年、3Dプリント技術の発展に伴い、原子力、電熱、水素貯蔵材料などにおける高エントロピー合金粉末の需要が徐々に増加しています。マンガンを含む高エントロピー合金の場合、マンガン元素の揮発と燃焼により深刻な煙が発生し、炉内の生産状況を観察することが困難になり、組成が比率要件を満たさず、組成偏差が発生します。 Willari は、生産プロセスにおける Mn 元素の大規模な損失の問題を解決し、信頼性と安定した製品品質を確保しています。

Willariが独自プロジェクトとして実施した「マンガン含有高エントロピー合金の工業生産技術研究」に基づいて生産したFeCoNiCrMn高水分合金粉末は、中国で最も早く量産に成功した企業の一つであり、その研究成果は国内の先進レベルに達しています。 7年後、ウィラリはマルチシステム高エントロピー合金製造技術を有する国内でも数少ない企業の1つになりました。

アルミニウム合金粉末：

Willariは上海交通大学と提携し、新型ナノセラミック強化アルミ合金粉末を開発しました。3Dプリント（SLM）技術でワークピースに加工した後、引張強度は530MPa、伸びは15.5％、微小硬度は193HVに達します。この性能は鍛造アルミ合金材料（引張強度360MPa）よりもはるかに高く、国内の大型航空機に採用されています。

Willariは噴霧メカニズムを研究し、既存の噴霧器の構造を改良し、ふるい分けプロセスを調整しました。得られた粉末は流動性が良く、純度が高く、国産アルミ合金粉末の流動性の問題を解決しました。性能指標は世界最先端であり、外国の技術封鎖を打ち破り、選択溶融プロセスにおける粉末の広がりの問題を解決しました。

要約する

新たな発展段階に基づき、国家の主要なニーズに直面し、時代の使命を勇敢に担い、「科学技術+資本」の二重の推進を力強く実行し、重点分野の「ネック」材料のコア技術に取り組むことに焦点を当て、自主革新能力を継続的に向上させ、国有科学技術企業改革のモデルと自主革新の先駆者の構築に努めます。

3Dプリント金属粉末材料の需要は大きく、江蘇省ウェラリが業界の発展をリード

付加製造: シックスシグマ品質管理 (パート 2)

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