過去 10 年間の付加製造: 成果、影響、展望

出典: Additive Manufacturing Industry Alliance、著者: Li Fangzheng、Li Bo

中国共産党第20回全国代表大会の報告は、現代的産業システムを構築し、実体経済の発展に重点を置き、新型工業化を推進し、製造強国、品質強国、宇宙強国、交通強国、ネットワーク強国の建設を加速すべきであると明確に指摘した。付加製造は、「製造強国」戦略の実施を深化させるための主な方向であり、「品質強国」、「航空宇宙強国」、「デジタル中国」の構築を加速するための重要な手段として、わが国の製造業において輝かしい「名刺」となり、わが国の製造業のハイエンド、インテリジェント、グリーンの発展を促進し、実体経済とデジタル経済の高品質な融合を促進し、産業チェーンとサプライチェーンの回復力と安全性の向上に重点を置く上で大きな役割を果たしてきました。私の国の付加製造産業は2012年に繁栄し始めました。10年間の急速な発展を経て、目覚ましい成果を達成しました。

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10年間の開発成果

1. 技術開発から産業発展への総合的な変革を実現する。過去10年間、我が国の付加製造は基礎研究、主要技術、成果の転換において急速な発展を遂げ、付加製造技術と製品は徐々に産業化され、競争力の強い基幹企業が多数誕生しました。産業規模で見ると、わが国の付加製造産業の規模は2012年の10億人民元未満から2021年には265億人民元に拡大し、過去10年間の成長率は20倍以上、年間複合成長率は35％を超えています。企業数で見ると、10年間の発展を経て、わが国には積層造形産業チェーン全体に関連する企業が1,000社以上あります。ポリライト、シャイニング3D、ファーソンハイテクなど、積層造形を主業務とする上場企業が出現し、その数は2013年の1社から2022年には22社（新三板を含む）に増加しています。指定規模以上の企業数は、2016年の20社以上から2022年には100社以上に増加しています。そのうち、1億を超える規模の企業は、2012年の3社から2022年には42社に増加しています。

（II）設備は主に輸入から国産設備に置き換えられました。過去 10 年間で、我が国の積層造形における主要なプロセス設備やコア部品の多くが国産品に置き換えられ、大量供給能力とコスト競争力の面で大きな優位性を獲得しました。我が国は、高精度のデスクトップレベルの光硬化型積層造形装置と多材料溶融堆積型積層造形装置で世界をリードし続けており、その製品は海外でもよく売れています。メートルレベルのマルチレーザーレーザー選択溶融装置、マルチ電子銃電子ビーム溶融装置、大型砂型積層造形装置など、中国が自主開発した装置の中核指標は国際先進レベルに達しており、5軸積層・減算ハイブリッド製造装置が商品化されています。さらに、わが国は超高速レーザークラッディングヘッドや電子銃など10種類以上の主要部品の技術研究と自主生産を完了し、その安定性と信頼性は継続的に向上しています。Dazzle LaserやRaycus Laserなどの企業が自主開発したレーザー、走査型ガルバノメーターなどの部品は、関連する積層造形装置に応用されています。

（III）アプリケーションは、試作製造から直接製造への質的変化を実現します。過去 10 年間で、積層造形技術の応用により、プロトタイプの迅速な製造から最終製品の直接製造へと質的な変化が実現しました。航空宇宙分野では、新世代戦闘機、国産大型航空機、新型ロケットエンジン、火星探査車などの重要装備の主要コア部品に積層造形技術が広く採用され、従来製造が困難であった多くの複雑な構造部品の成形問題を解決し、軽量な製品構造を実現しました。医療分野では、寛骨臼カップや脊椎椎体間固定装置など、積層造形医療用インプラント14点がNMPA認証を取得し、臨床応用が可能になり、疾患治療ソリューションが拡大しています。Angelalignは積層造形技術を使用して、矯正用歯型の大量カスタマイズ生産を実現し、従来の機械加工と製造の複雑な問題を解決し、患者の個別ニーズを満たし、中国の口腔医療レベルを全面的に向上させています。鋳造分野では、寧夏回族自治区銀川市が世界初の1万トン鋳造3Dプリント工場を建設し、砂型鋳造や精密鋳造などの鋳造工程に積層造形技術を適用し、鋳造工程を大幅に短縮し、製品製造効率を向上させ、従来の鋳造に取って代わっています。その他の地域では、大型ハイブリッド橋梁や住宅など積層造形による建築物が各地で完成し、高級フィギュアや軽量靴も消費者の間で大人気となっている。

（IV）産業構造は分散型から集中型へと進化した。過去10年間、中国南部、中国中部、中国西北などの地域の一部の省や市は、自らの良好な経済発展の利点、立地条件、産業基盤に依存して、産業資源を効果的に集め、資源利用効率を向上させ、付加製造産業を分散型で断片化された発展から連鎖型で集中化された発展へと進化させました。 2013年、陝西省渭南市に国内初の3Dプリント産業パークが建設されました。その後、広州3Dプリントテクノロジー産業パーク、安徽中谷3Dプリントインテリジェント設備産業パークなど、積層造形産業チェーン全体と関連サポートサービスの産業クラスターと工業パークが各地に20以上出現し、最初は珠江デルタと長江デルタを中核とし、北京・天津・河北地域と陝西省、安徽省などの中西部地域を結び付ける産業空間の発展パターンを形成しました。

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開発のインスピレーション

（１）トップレベルの設計の強化は、我が国における積層造形の発展にとって重要な支援である。過去10年間、中国共産党中央委員会と国務院は状況を全面的に掌握し、決定と手配を行い、関係省庁と地方政府はトップレベルの設計を通じて積層造形のすべてのレベルと要素を考慮した強力な指導を提供してきました。中華人民共和国の国家経済社会開発のための第14回5年間の計画の概要、2035年の長期目標、およびインテリジェントな製造開発のための14回目の5年間の計画など、いくつかの国家計画は、追加の製造業の開発計画（2017-2020の普及のための拡大産業の開発計画など、追加の製造業界の開発計画を明確にサポートしています。私の国の添加剤製造業の主要な特別なプロジェクト、添加剤標準パイロットアクションプラン（2020-2022）、第1主要な技術機器のプロモーションと適用のためのガイダンスカタログ、および14年目の5年制の供給を供給するための14年目のプランニングを使用して、産業を補給します広州、江蘇省、Zhijiang、上海、Shaanxiは、コアポリシー文書におけるハイエンド製造の全体的な開発における添加剤製造の重要な位置を明確に定義しています。

（２）完全な産業システムを持つことは、我が国における積層造形の発展のための強固な基盤となります。私の国は世界で最も完成された近代的な産業システムを有しており、完成された効率的な産業システムは、国が対外的な競争優位性を獲得するための基礎であることは間違いありません。 2021年末時点で、中国の産業用付加製造装置の設置量は市場の10.60％を占め、米国に次ぐ世界第2位の市場となっている。完全な産業チェーンを持つということは、我が国がほぼすべての付加製造技術、設備、製品を独自に開発・生産できることを意味し、これにより我が国の付加製造供給能力が向上し、我が国の付加製造開発の堅牢性と予測不可能なリスクに抵抗する能力が強化されます。同時に、産業システムの完成により付加製造産業の競争力が向上し、付加製造産業のクラスター効果が全国でより顕著になりました。

（３）豊富な応用シナリオを持つことは、我が国における積層造形の発展にとって尽きることのない原動力となっている。わが国の製造業は、幅広い分野と強固な産業基盤を備えており、多くの側面と分野で継続的に大きな進歩と成果を上げており、積層造形の幅広い応用シナリオを提供しています。造船分野では、わが国の3大造船指標はいずれも先行しており、国際市場シェアは12年連続で世界第1位を維持しています。自動車分野では、わが国の自動車保有台数は2012年の1億2000万台から3億1000万台に増加し、新エネルギー車の生産・販売は7年連続で世界第1位となっています。建設機械分野では、わが国の建設機械製造業が急速に成長し、製品は210の国と地域に輸出され、世界最大の製造拠点となっています。新興産業分野では、電池や半導体などの戦略的新興産業の構造が継続的に最適化され、産業規模が拡大し続けています。豊富な製造アプリケーションシナリオにより、積層造形技術のシミュレーションを実現し、積層造形による設備の反復、アプリケーションシナリオのアップグレード、プロモーションと複製を実現し、積層造形業界に幅広い市場空間と開発機会を提供します。

（IV）産業エコロジーの形成に注意を払うことは、我が国における積層造形の発展にとって強力な保証となります。過去 10 年間にわたり、わが国は、ゼロから、そして既存のものから優れたものへと、比較的完全な付加製造産業のエコシステムを徐々に構築してきました。業界組織の構築では、中国付加製造産業連盟、国家付加製造イノベーションセンター、国家付加製造標準化技術委員会、国家付加製造製品品質監督検査センターなどの国家組織が設立され、地方政府は積極的にグループ組織やイノベーションセンターを設立し、付加製造産業の発展を強力にサポートしています。産業サービスでは、中国付加製造産業年次大会、中国付加製造産業展示会、国家付加製造技術サミットフォーラムなどのさまざまな活動が開始され、「中国付加製造産業年鑑」や「中国付加製造産業典型応用事例集」が次々と発表され、業界の発展に全面的に貢献し、社会全体の意識を高めています。付加製造に対する認識。標準構築の面では、付加製造技術に関する国家標準が30件以上発行され、各レベルの標準システムが徐々に確立され、付加製造産業の標準化された発展が促進されています。人材育成の面では、ハルビン工業大学、北京科技大学など70以上の大学が付加製造工学の学部専攻を開設し、100以上の職業技術大学が付加製造関連のコースや専門分野を開設し、専門人材の育成を強化しています。競技の面では、世界職業学校技能競技大会や全国技能競技大会などのハイレベルな競技会に付加製造プロジェクトやサブ競技会が追加され、技術学習への熱意を高め、技術者のスキルを向上させています。

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今後の展望

1. 付加製造は、3 つの主要な主流製造プロセスの 1 つになります。従来の減算製造（機械加工など）や等材料製造（鋳造、鍛造、溶接など）プロセスと比較して、積層製造は従来の複雑な製造システムを単一の製造設備に縮小します。設計の自由度が高く、小ロット生産の経済効率が高く、生産予測性が強く、作業効率が高いなど、かけがえのない利点があります。製品のカスタマイズや複雑な構造部品の製造を実現する唯一の手段になります。機械工具産業チェーンの重要な部分として、積層造形は、将来的には、減算造形や等材料造形と並んで、3大産業分野の主流製造プロセスの1つとなり、技術が成熟し、材料と生産コストが下がり続け、産業支援能力が高まり続けるにつれて、「3分割」パターンを形成することは避けられません。

（II）中国の付加製造産業の規模は、今後5年間で1000億人民元を超えると予想されている。過去10年間、わが国の付加製造産業の規模は年々急速に成長しており、2022年までにわが国の付加製造産業の市場規模は330億元に達すると予測されています。将来、積層造形は製造業のさまざまな分野や社会生活のさまざまな側面に深く浸透し続けるでしょう。わが国の経済発展の見通しが良好であること、市場規模が巨大であること、付加製造アプリケーションに対する需要が強いことを考慮すると、推定複合成長率25％によれば、わが国の付加製造産業の規模は2027年頃に1000億人民元を超えると予想されます。

（３）中国の付加製造供給能力が全面的に向上する。わが国の完全な産業システムと包括的な産業チェーンのおかげで、付加製造は力強い発展の勢いを維持してきました。今後、高品質レーザー、電子ビーム銃、走査型ガルバノメーターなどのコア部品は完全に国産化され、各種の大型マルチレーザー高効率積層造形装置の安定性は引き続き向上し、バイオ医薬品・医療機器の積層造形、大型高性能複合部品の積層造形、宇宙積層造形などの新先端技術設備は引き続き拡大・革新し、積層造形技術と設備は低コスト、高信頼性、高性能、高インテリジェントに向けて全面的に発展し、供給能力は全面的に向上します。

（IV）付加製造は、製造業の様相を一変させるために、確実に広く利用されるようになるだろう。付加製造は破壊的な製造技術として、デジタル技術、レーザー技術、機械加工技術など、複数の技術の完璧な組み合わせを実現できます。それは、生産モデル、ライフスタイル、さらには産業チェーンの価値構造に大きな影響を与えます。サプライチェーンの接続性を強化し、サプライチェーンの脆弱性を軽減する上で明らかな利点があり、わが国の製造業の発展にさらなる可能性を生み出します。将来、積層造形技術は、製造業のさまざまな分野でスマート工場、スマート工場、スマートサプライチェーンに広く応用され、製造業のデジタル化、インテリジェント化、グリーン化を大幅に向上させ、現代製造業の育成と成長、伝統的製造業の変革とアップグレードを効果的に促進し、わが国の製造業の新たな姿を再構築するでしょう。

（V）数多くの付加製造企業、ブランド、製品が世界の産業発展をリードするでしょう。現在、世界クラスの付加製造企業としては、ドイツのEOS、ドイツのSLMソリューションズ、米国のGEアディティブ、米国の3Dシステムズなどがあり、我が国の付加製造企業も非常に大きな発展の可能性を秘めています。例えば、2021年にポリライト選定地区のレーザー溶解装置の生産台数は293台となり、ドイツの国際大手EOSを上回り世界一となった。清華科技大学は世界初の多重電子ビーム火薬床核融合装置を開発した。我が国の付加製造業は、産業クラスターの発展を加速し、サービス指向の変革に重点を置き、品質基盤の向上を主張し、有利なリソースを積極的に調整することで、企業の自主的なイノベーションと市場開発能力を全面的に向上させ、企業の競争力を強化します。今後、中国の代表的な企業群が積極的に積層造形産業チェーン全体の共同発展を推進し、国際的に有名な中国ブランド群が我が国の積層造形の世界における影響力を継続的に高め、優れた技術性能を備えた多くの中国製品が世界の積層造形産業の高品質な発展に中核的な力を発揮することになるだろう。

今後、付加製造はわが国製造業のインテリジェント化、デジタル化、グリーン化の主要テーマの一つとして、伝統的な製造業の概念とモデルを変え、わが国製造業の変革からイノベーション主導型発展への転換のペースを加速し、わが国製造業チェーンとサプライチェーンの回復力、産業安全保障レベル、国際的影響力を高め、中国が「製造大国」から「製造強国」へと進歩することを加速させるだろう。

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