シーメンス・リー・レイ：アプリケーションの境界を広げ、デジタル化が積層造形の産業化プロセスを加速

本文｜李磊（シーメンス（中国）有限公司デジタルインダストリーズグループシニアバイスプレジデント兼モーションコントロール事業部ゼネラルマネージャー）
出典: シーメンス

チタン合金は数十年にわたって商業的に使用されていますが、微細加工の難しさから、長い間、目に見えるが手の届かない「未来の金属」としてしか機能できませんでした。さまざまな病気を治療するための薬はどこにでもありますが、従来の錠剤構造のため、薬の服用時間と効果を制御することは困難です...これらの事例は、コア材料技術のブレークスルーを達成した後、それに合わせた製造技術が業界の活発な発展を達成する鍵であることを示しています。従来の製造方法の制約に直面し、デジタルモデルに基づく新興製造技術である積層造形は、従来のモデルを打ち破り、製造業界による高品質な開発の加速を推進しています。

従来のモデルを覆し、付加製造により、より多くの「可能性」が「現実」になる
長年にわたり、新しい技術やプロセスの進歩により製造業界は急速な発展を遂げてきましたが、複雑な部品の製造や新たな個別ニーズに完全に応えられるほどには、まだ十分ではありません。伝統的な製造方法は、シェフが食べ物に模様を彫るのと似ています。デザインがユニークで複雑であればあるほど、提示するのが難しくなります。航空機エンジンのタービンブレードを例に挙げてみましょう。従来の設計プロセスに従うと、設計から完成品までに 1 年以上かかることがよくあります。この期間は、宇宙飛行士が数回の宇宙ミッションを完了するのに十分な期間です。

付加製造は、破壊的な製造技術革新です。積層造形の原理は、ケーキにクリームを絞り出すようなものです。材料を層ごとに積み重ねることで、あらゆる形状や構造の対象部品を簡単に作ることができます。積層造形とジェネレーティブデザインを組み合わせることで、従来の生産プロセスの制約がなくなり、製造業界は真の設計の自由と製造の自由を実現できます。

△ジェネレーティブデザインの事例

積層造形におけるジェネレーティブデザインは、製品の研究開発の反復を加速し、新製品やプロセスの開発コストとサイクルを大幅に短縮します。積層造形により、同じ航空機エンジンのタービンブレードをわずか数週間で完成できるため、製造会社の生産柔軟性が大幅に向上します。付加製造は、デジタル時代における小ロット生産とパーソナライゼーションに対するますます高まる需要を構想から現実のものに変えました。

誰もがよく知っている減法製造技術や等方性製造技術とは異なり、積層造形法では、製造プロセス全体を完了するのに 1 台の印刷機しか必要としないため、メーカーのサプライチェーンへの依存度が低くなります。これは、近年サプライチェーンの困難に直面している製造業界に間違いなく大きな影響を与えるでしょう。

付加製造が製造業の発展にさらなる可能性を生み出すことは間違いありません。デジタル技術の活発な発展により、より安定した設備、より多様な材料、よりスマートなジェネレーティブデザインソフトウェアが積層造形に導入され、積層造形の可能性が十分に発揮されるようになりました。デジタル化のリーダーであるシーメンスは、世界的な積層造形分野で産業チェーン全体をカバーする能力を持つ数少ない産業企業の 1 つです。シーメンスの統合プラットフォームソフトウェアソリューション (NX、Simcenter、Opcenter、Teamcenter)、SIMATIC PLC、SINUMERIK CNC システム、および SINAMICS サーボドライブの TIA 完全統合自動化ソリューションを通じて、シーメンスは設計から完成品までのエンドツーエンドの積層製造ソリューションを顧客に提供し、多くの主流の積層製造技術をサポートして、顧客に真に持続可能な競争力をもたらします。

アプリケーションの境界を拡大し、積層造形は何千もの産業に力を与えます<br /> 現在、積層造形はデジタル化の助けを借りて、常に新たな応用範囲を模索しています。科学研究や航空から日常生活まで、精密部品からバイオメディカルまで、付加製造は社会のあらゆる側面に広がり、その独自の利点により、製造業界に「あらゆるものを印刷できる」という想像の空間を開拓し、新たな分野を開拓し続けています。

付加製造についてあまり知らない人は、加工する対象物は密度の高い金属、壊れやすいセラミック、高弾性プラスチックなどであることが多いと考えるかもしれません。しかし、あなたが毎日服用している錠剤も付加製造技術を使用して製造できると言ったら、信じられないと思いますか?そして、これはまさにシーメンスとそのパートナーである南京三合製薬科技有限公司（以下、「三合」）が行っていることです。

医薬品業界の継続性とデジタル化は、米国FDA、欧州EMA、中国NMPAなど、各国の医薬品監督管理部門が推進する産業改革の方向です。 20年以上の開発を経て、医薬品3Dプリント技術は、製薬業界の「パラダイム飛躍」を推進するデジタル製剤技術となりました。 3Dプリント医薬品の分野における世界的リーダーであるTriassicは、絶え間ないイノベーションを通じてコア技術MED（Melt Extrudeposition）の飛躍的進歩を達成し、長い医薬品チェーンにエンドツーエンドの技術ソリューションを提供しています。しかし、研究開発設備から産業化に移行し、年間生産能力5,000万錠の連続3Dプリント医薬品生産ラインを実現するのは容易ではありません。慎重な産業化計画は、スループット生産技術のブレークスルーを達成するための重要な基礎です。

△ Triassic MED 医薬品 3D プリント技術で作られた錠剤

生産ライン構築の実際のニーズに直面して、Sanjie はシーメンスと協力することを選択しました。シーメンスは、医薬品および付加製造分野における豊富な経験と包括的なソリューションを最大限に活用し、自動化およびデジタル化の分野での技術ソリューションと製品ポートフォリオで研究開発と生産を結び付け、MED 3Dプリント医薬品技術の生産能力を継続的に向上させ、医薬品業界におけるデジタル技術の応用を包括的に拡大することに貢献しています。 Triassic との協力は、製薬業界における付加製造の産業化の先例となるだけでなく、技術進歩の意味を真に解釈するものでもあります。

シーメンスは、付加製造における能力と経験を活かし、航空宇宙、自動車、金型、靴製造に代表される消費財分野のさまざまな種類と規模の100社以上の企業と協力し、数千を超える付加製造コンポーネントの完成に成功し、数千の業界で付加製造を現実のものにしています。

産業チェーンの開放により、積層造形の産業化は明るい未来を迎えると期待されています。国家統計局のデータによると、中国の一定規模以上の付加製造企業は2016年の20社以上から2021年には100社以上に増加し、売上高が1億元を超える企業も40社を超えた。市場規模から判断すると、付加製造にはまだまだ大きな潜在力があり、産業発展の可能性も大きいと言えます。

デジタル化の先駆者であり推進者として、シーメンスは革新的なテクノロジーとデジタル機能を通じて、中国における付加製造の産業発展に新たな推進力を注入する方法を模索してきました。シーメンスは、積層造形産業チェーンの上流と下流を結びつけるために、積層造形クラウドプリンティング工場を立ち上げました。このグローバルなデジタルコラボレーションプラットフォームは、ユーザーのニーズとサプライヤーネットワークを結び付けます。ユーザーがクラウドプラットフォーム上でニーズを公開すると、クラウドプラットフォームは見積もり、調達、注文監視などのすべての機能を引き継ぎ、オンデマンドで積層造形設計、エンジニアリング、生産機能を割り当て、グローバル分散製造を実現します。データ分析の助けを借りて、クラウド印刷工場は、ユーザーからのフィードバックを供給側に迅速に提供し、積層造形ソリューションと技術の反復の改善を継続的に促進し、積層造形の完全なライフサイクル管理を可能にし、積層造形製品の革新を加速することもできます。

△ シーメンス、付加製造による産業化の加速を支援

さらに、シーメンスは、積層造形ユーザーや機械メーカーの資金調達ニーズを満たすためにカスタマイズされた金融サービス（金融リースまたは商業ファクタリング）を提供し、パートナーが必要な機器や技術を簡単に購入できるように支援します。また、各自の状況に基づいて返済計画をカスタマイズできるため、意思決定や予算の柔軟性が向上します。シーメンスのバリューチェーン全体をカバーする「資本活力」は、積層造形の大規模応用の着実な進歩を加速します。

業界のデジタル化が深く広く拡大し続けるにつれて、付加製造の将来の青写真も急速に拡大しています。ビッグデータや人工知能などのテクノロジーとの深い統合は、生産モデル、ライフスタイル、さらには価値観に大きな影響を与えるでしょう。シーメンスは、今後もさらに多くの中国のパートナーと協力し、付加製造の設計、シミュレーション、印刷、テスト、コンサルティング、人材育成サービスなど、ライフサイクル全体のソリューションを活用して付加製造の産業化を推進していきたいと考えています。

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