3D プリント + 鋳造: グリーン鋳造改革を推進し、2 つの炭素目標の達成に貢献

世界が気候変動に積極的に対応し、持続可能な開発に向かう中、3Dプリントと鋳造の統合は、わが国の鋳造産業のグリーンアップグレードに重要な機会をもたらしました。この変化は、二重炭素目標と密接に関連しており、特にわが国の巨大な鋳造産業基盤と独自の製造クラスターの利点と組み合わせて、国家政策レベルで体系的に計画および推進することが緊急に必要です。
△3DP砂型印刷法で作られたグリーン鋳造砂型
大規模な産業規模の基礎

わが国は世界有数の鋳造大国として、基礎産業の規模が強固であり、現在、鋳造企業は24,000社を超え、鋳造生産量は世界の45％を占めています。中国鋳造協会のデータによると、中国の全種類の鋳物の総生産量は2023年に5190万トンに達する見込みだ。このような巨大な産業規模は、鋳造産業クラスターの形成と発展に強固な基盤を提供し、多くの企業が集まることで規模の経済が生まれ、生産コストが削減され、生産効率が向上しました。

完全な産業チェーンのサポート

鋳造業界は、上流の原材料サプライヤー、機器サプライヤー、中流の鋳造会社、そして多くの下流のアプリケーション領域をカバーする長い産業チェーンを持っています。わが国の鋳造産業クラスター内の企業は明確な分業体制と緊密な連携を保ち、完全な産業チェーンを形成しています。例えば、河南省などの鋳造産業クラスターには、多数の鋳造企業だけでなく、銑鉄やスクラップ鋼などの原材料の供給企業、鋳造機械、加工設備、試験設備を生産する企業も存在しています。この完全な産業チェーンにより、企業間の取引コストが削減され、生産サイクルが短縮され、市場の需要に迅速に対応できるようになり、クラスター全体の競争力が向上しています。

豊富な技術と人材リソース

長年の発展を経て、わが国の鋳造産業クラスターは豊富な技術と人材資源を蓄積してきました。一方では、クラスター内の企業は長期にわたる生産実践の中で継続的に模索と革新を行い、独自のコア技術とプロセスを形成してきました。例えば、一部の地域は砂型鋳造、精密鋳造、ダイカストなどの分野で独自の技術的優位性を持っています。他方では、産業クラスターは技術労働者、エンジニア、科学研究者など、企業の技術研究開発と革新に知的サポートを提供する多くの専門人材を引き付けています。同時に、クラスター内の企業間の人材や技術の交流も比較的頻繁に行われており、技術の普及と革新を促進し、クラスター全体の技術レベルの向上に役立っています。

強力な市場放射能力

わが国の鋳造産業クラスターは広く分布しており、主に長江デルタや珠江デルタなど、経済的に発展し、交通の便が良い地域に集中しています。これらの地域は地理的に優れた位置にあり、市場環境も良好で、国内市場、さらには世界市場への波及が可能です。長江デルタ地域の鋳造産業クラスターを例にとると、そこで生産される鋳造製品は国内の自動車、機械設備などの業界の大きな需要を満たすだけでなく、ヨーロッパ、アメリカ、東南アジアなどの国際市場にも輸出されています。強力な市場放射能力は、産業クラスターの発展に広いスペースを提供し、企業が生産規模を継続的に拡大し、製品の品質と市場シェアを向上させるよう促しています。

政策支援と業界ガイダンス

中国は鋳造産業の発展を重視しており、一連の関連政策を導入している。例えば、「第14次5カ年計画」では、2025年までに3Dプリント技術を使った鋳物を50万トン以上生産するなど、鋳造産業のデジタル化と発展の目標が明確に定められている。これらの政策は、鋳造産業クラスターの発展を強力にサポートし、産業クラスターをハイエンド、インテリジェント、グリーンの方向に発展させ、産業構造の最適化とアップグレードを促進し、クラスターの全体的な競争力を強化しました。

地域ブランド効果

有名な鋳造産業クラスターは、例えば泊頭の「中国の有名な鋳造都市」、焦作のシリンダーライナー、「寒山鋳造」、「林州鋳造」など、地域ブランド効果を形成しています。これらの地域ブランドは市場での知名度と評判が高く、より多くの顧客とリソースを引き付け、クラスター内の企業にさらなる発展の機会をもたらすことができます。同時に、地域ブランドの構築は、企業が製品の品質とブランドイメージをより重視するように促し、企業間の協力と自律性を強化し、クラスター全体の利益と市場秩序の維持に役立っています。

私の国の鋳造会社は全国に広がっており、数多くの特徴的な中国製造業クラスターを形成しています。例えば、河南省の新郷市では、年間55,000トンの大型鋳鋼品を生産しており、生産量の30%以上が輸出されています。恵県市には100社以上の鋳物会社があり、生産能力は130万トンを超えています。平頂山市の嘉県は、中国の鋳鉄鍋の首都として知られています...

これらのクラスターは長期にわたる発展の中で、豊富な生産経験と産業資源を蓄積してきましたが、同時に、伝統的な鋳造プロセスによってもたらされる高エネルギー消費、高汚染、資源の浪費などの問題にも直面しています。統計によると、伝統的な鋳造工程の材料利用には改善の余地が大きく、エネルギー消費強度も比較的高く、企業の生産コストが上昇するだけでなく、環境にも大きな圧力がかかっており、我が国の二重炭素目標の実現とは多少矛盾しています。

3Dプリント+鋳造による新たな品質生産性

効率の向上、汚染の削減、コストの削減の観点から、3D プリント + 鋳造には環境に優しい特性と高度な機能があります。

効率を向上

• 生産サイクルの大幅な短縮：ある企業が「3D+」鋳造プロセスを採用した後、生産サイクルが60％以上短縮されました。たとえば、コアコンプレッサーのシリンダーの生産サイクルは48日から12日に短縮され、L字型ベッドは45日から15日に短縮されました。

• 生産能力の大幅な向上：「3D+」鋳造プロセスにより生産能力が50%向上し、効率が2倍になるため、市場の需要に迅速に対応し、企業の競争力が向上します。

• ラピッドプロトタイピング：砂型3Dプリント技術は、複雑な砂型を短期間で製造し、プロトタイプ部品の生産を迅速に完了することができます。例えば、新エネルギー車両会社は、商用車用の水冷モーターケースを試作しました。3DP砂型プリントを使用して10日間で納品され、従来のプロセスの60日間の生産サイクルよりも83％短縮されました。

汚染削減

• 材料の無駄を削減: 3D プリントはオンデマンド製造に基づいており、サポート砂はオンラインでリサイクルされ、砂の利用率は 95% を超え、従来の成形プロセスにおける原材料の無駄を削減します。

• 粉塵汚染の削減: Sandi Technology の砂型 3D プリント装置は、製造工程中の粉塵発生を効果的に削減し、リサイクル砂などの環境に優しい材料と組み合わせることで、鋳造所がグリーン製造を実現するのに役立ちます。

コスト削減

• 金型コストの削減: 従来の鋳造では、ダッシュボードの金型は 70 万～ 100 万元、バンパーの金型は 35 万～ 70 万元、エンジン部品の金型は 15 万～ 60 万元、あるいはそれ以上のコストがかかります。3D プリント砂型はコストが低く、設計変更が柔軟で、高価な金型製造コストも必要ありません。

• 人件費の削減: 3D 印刷プロセスの自動化により、手作業への依存と人的ミスが減り、人件費が削減されます。たとえば、Sandi Technology の 3D 印刷機器は、操作に簡単なトレーニングのみを必要とし、大量の人的資源の調整を必要としません。

• エネルギー消費の削減: 3DP 印刷プロセス 3D 印刷技術は、砂型コア製造装置や射出成形装置よりもエネルギー消費が少なくなります。 3DPプリント砂型は、射出成形に比べ、ノズルからバインダーを噴射して砂を結合させて成形します。射出成形のように材料を長時間加熱して溶かす必要がないため、エネルギー消費量が大幅に削減されます。 3DP印刷砂型と比較して、従来の砂型中子製造におけるホットコアボックス法では、中子ボックスを200℃～300℃に維持する必要があります。中子ボックスに中子砂を注入した後、塩化アンモニウムが樹脂内の遊離ホルムアルデヒドと高温で反応して酸を生成し、中子を急速に硬化させます。このプロセスは多くのエネルギーを消費します。 3DP 砂印刷プロセスでは、砂をそれほど高温に加熱する必要がなく、装置自体のエネルギー消費も比較的低くなります。
△3DP砂型印刷工程をアップグレードしたグリーン急速鋳造工場

サンディテクノロジーが3D鋳造を支援

この文脈において、Sandi Technology の探求と実践は、業界の発展にとって有益な参考資料を提供してきました。 Sandi Technology は、6 つの伝統的な鋳造所を買収し、3D 印刷技術を導入して変革とアップグレードを促進し、目覚ましい成果を上げました。生産プロセスでは、3Dプリント技術の精密な特性により、材料利用率が大幅に向上し、採掘から加工までの原材料の炭素排出量が効果的に削減され、環境への影響が軽減されました。これは、わが国の鋳造業界が資源消費の強度を下げ、資源利用効率を向上させるための重要な実証意義を持ち、さまざまな産業のグリーン開発を促進し、産業構造を最適化するという国家関連部門の政策方向と非常に一致しています。

エネルギー消費の観点から見ると、従来の鋳造プロセスでは処理と修正のステップが繰り返されるためエネルギー消費量が多くなりますが、3D プリント支援鋳造では生産プロセスが簡素化され、エネルギー需要が削減されます。同国はエネルギー分野の改革と発展に注力しており、エネルギー効率を改善し、クリーンエネルギーの利用を促進するための一連の政策と措置を導入している。鋳造企業は、3Dプリント技術を採用した後、省エネ3Dプリント鋳造設備を導入し、クリーンエネルギー電源と組み合わせるなど、これらのエネルギー政策との調整を強化して、炭素排出量をさらに削減し、鋳造業界のエネルギー構造のグリーン最適化を支援し、デュアルカーボン目標の下で総エネルギー消費量と強度の「デュアルコントロール」の達成に積極的な役割を果たすことができます。

技術革新の促進という点では、わが国の製造業の発展は、伝統産業における新興技術の徹底的な応用と総合的な革新と切り離せないものです。第14次5カ年計画期間中、工業情報化部などの部門は「鋳造・鍛造産業の高品質な発展を促進するための指導意見」を発表し、インテリジェント化の推進とインテリジェント製造モデル工場の建設、グリーン開発の支援と生産能力の置き換え政策の調整、高品質企業の発展の支援、製造業における専門的で革新的な「小さな巨人」と単独のチャンピオンの育成、産業クラスターの開発と鋳造専門産業クラスターの育成など、業界の発展の方向を示しました。国家の関係部門は3Dプリント+鋳造の革新モデルを重視し、研究開発投資、人材育成、技術推進などの政策支援を強化し、「第14次5カ年計画」から「第15次5カ年計画」以降に向けた発展戦略を継続・深化させるべきである。特別な研究開発基金を設立することで、大学、研究機関、企業が産学研の緊密な協力を行い、共同で技術的困難を克服し、グリーン鋳造技術の成熟と普及を加速し、我が国の鋳造産業の全体的な技術レベルを向上させ、国際市場での低炭素競争力を高め、技術革新で業界の高品質な発展を推進し、鋳造大国から鋳造強国への転換を実現することを奨励します。専門的で革新的な「小さな巨人」サンディテクノロジーの実践的な成果は、政策の正確な実施と最適化にも現実的な参考を提供します。

産業クラスター発展の観点から、国家の関係部門は我が国の製造業クラスターの優位性を十分に発揮し、3Dプリント+鋳造のグリーン工業団地の設立を指導することができます。サンディテクノロジーが買収したファウンドリーとそれが位置する産業クラスターを基盤として、上流と下流の関連企業を誘致し、パーク内に定着させ、完全なグリーン産業チェーンの生態系を形成します。完全なインフラストラクチャと環境保護施設がパーク内に集中的に配置されており、廃棄物の集中処理とリサイクルを実現し、グリーン産業チェーンの閉ループを構築します。企業は3Dプリント技術リソース、エネルギー管理システムなどを共有することで、全体的な運営コストと炭素排出量を効果的に削減できると同時に、グリーン鋳造基準の統一的な監督と推進を促進し、産業クラスター内の企業のグリーンと低炭素の協調発展を促進し、二重炭素目標の下で我が国の伝統的な鋳造産業のグリーン化のモデル例を作り出すことができます。これは、点から面までの全国の鋳造産業の全面的なグリーン化を促進し、我が国がカーボンピークとカーボンニュートラルの目標を達成するための強固な産業サポートと強力な政策実践例を提供し、世界のグリーン製造分野における大国としての我が国の主導的地位と責任をさらに実証します。

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