3Dプリントが急成長中、河北省はどうやってその展開を加速できるのか？

出典：河北ニュースネットワーク

伝統的な加工方法は「減算的製造」であり、材料を徐々に減らすことによって達成される製造プロセスです。徐々に材料を追加して製造プロセスを実現する手法を積層造形と呼びます。

積層造形（3D プリントとも呼ばれる）は、デジタルモデルを基盤として材料を層ごとに積み重ねて物理的なオブジェクトを作成する新しい製造技術です。従来のプロセスフロー、生産ライン、工場モデル、産業チェーンの組み合わせに大きな影響を与えます。これは、製造業界における代表的な破壊的技術です。

付加製造は、製造材料と処理時間を節約し、さまざまな形状の物体を生産し、パーソナライズされたカスタマイズされた製造を実現し、新材料、インテリジェント製造などの分野の急速な発展を促進するのに役立ちます。 CCIDのデータによると、2020年、新型肺炎の流行の影響にもかかわらず、わが国の3Dプリンター機器の出荷量は倍増し、業界規模は200億元を超えた。
△2022年3月に河北省付加製造協会の設立会議が開催されました。河北省の付加製造産業の発展状況はどうですか？記者は何人かのビジネスリーダーや業界の専門家にインタビューした。

現状：業界規模は拡大を続け、エコシステムも形成されつつある

4月8日、唐山威豪マグネシウム粉末有限公司

機械が轟音を立て、生産現場がにぎやかな従来の製造工場とは異なり、ここの工場は騒音が非常に少なく、床は非常に清潔です。設備はきちんと配置され、レーザーが設備内を飛び回ってスキャンし、製品の本当の姿を層ごとにレイアウトします。そうして、3Dプリントされた航空グレードの製品が誕生します。

「現在の伝統的な製造技術では、合格率が低く、プロセスが長く、信頼性が低い製品に対して、3Dプリント技術を使用して、高性能で統合された複雑な部品を製造することができます。」Weihaoマグネシウムパウダーの副総経理である呉志燕氏は記者団に対し、同社の2021年の営業利益は6000万元を超え、前年比約50％増加したと語った。今年は8000万元を超えると予想されています。製品は主に航空宇宙、防衛産業、バイオメディカルなどの分野で使用されています。

威豪マグネシウム粉末は、中国で唯一、高純度アトマイズ球状マグネシウム粉末とアトマイズ球状シリーズマグネシウム合金粉末を工業生産している会社です。同社の高純度アトマイズ球状マグネシウム粉末は中国初の製品であり、その技術と製品は国際的に先進的なレベルに達しています。

威豪マグネシウム粉末が付加製造を急速に発展させている一方で、河鋼成鋼もバナジウムとチタン資源の助けを借りてその配置を加速させている。

「今年第1四半期に、当社は3Dプリントアルミ合金部品9点を顧客に納品し、昨年の総納品量の75％を達成しました。」河鋼成港バナジウムチタンの技術専門家である趙北瑤氏は、同社が3Dプリントに適した金属粉末の開発に成功し、自動車金型、軍事レーダーアクセサリー、航空機部品など30種類以上の製品のテストプリントを完了し、顧客の差別化されたニーズを満たしていると紹介した。

河北省の付加製造産業は遅れて始まったが、近年急速に発展しており、多くの企業が配置を強化し、多くのリソースを投入して研究開発と生産を加速しています。産業チェーン全体で付加製造製品の研究開発、生産、販売に特化した企業が数多く出現し、産業規模は拡大し続けています。

石家荘では今年2月に「Jingye Additive Printing 100ユニットスーパープロジェクト」がスタートした。このプロジェクトは、総投資額4億6000万人民元を予定しており、大型金属3Dプリント設備90台を追加導入し、研究開発、生産加工、後処理、販売を一体化したフルチェーン総合プロジェクトを構築し、完全な金属3Dプリント産業のエコロジカルチェーンを構築することに注力しています。さらに、Jingye Additive は金属粉末材料の開発も行っています。

廊坊では、AVIC Mate Powder Metallurgy Technology（Gu'an）Co., Ltd.が世界トップクラスの各種粉末製造技術を習得し、エアロゾル粉末製造における一連の基礎科学と重要な工学技術問題を突破・解決し、航海標識、国家軍事基準などの基準を満たす粉末製品の開発に成功しました。製品の性能は輸入品に匹敵し、一部の製品性能指標は輸入品よりも優れています。世界中の2,000人以上のユーザーに高品質の金属3Dプリント粉末製品と包括的な応用技術ソリューションを提供してきました。

邢台では、河北省春雷3Dプリント産業パークが、3Dプリント技術機器製造エリア、3Dプリント新素材生産エリア、インテリジェント製造製品開発エリア、3Dプリント技術研究開発センターを計画しています。現在、同パークはプロジェクトの第1期の投資と建設を完了しており、わずか2年で、安徽科院、北京創連、深セン智足、西安付加製造研究所など8つのユニットを導入しました。現在、プロジェクトの第2フェーズの建設が開始されています。

省工業情報化庁の関係者は、近年、河北省の付加製造産業は産業チェーンの上流から産業チェーン全体にまで広がり、産業発展のペースが大幅に加速し、主要技術が継続的に突破し、設備の性能が大幅に向上し、応用分野がますます拡大していると述べた。Jingye Additive、Chunlei Group、Ruizhao Laserなど、一定の競争力を持つ多くの基幹企業が出現し、エコシステムが初期に形成された。

問題: 業界の規模が小さく、適用範囲と深さを拡大する必要がある。

河北省の付加製造産業は大きな進歩を遂げているものの、産業規模の低さ、主要技術の遅れ、イノベーション能力の不足、特殊材料の性能向上の緊急性、応用の幅と深さの拡大の必要性などの問題が依然として残っている。

記者の調査によると、河北省の付加製造産業の立ち上がりが遅れたため、付加製造企業は全体としてまだ「小規模で、散在し、弱い」状態にある。ほとんどの企業は立ち上げ段階にあり、大規模で強力な国際的リーダー企業が不足している。多くの企業は、技術研究開発サイクルの長さやアプリケーションコストの高さなどの制約を受けており、収益性が低く、イノベーションへの投資を継続するために大きな財務的プレッシャーに直面しています。

「金属積層造形産業は原材料や設備のコストが高いため、市場の応用範囲が比較的狭く、当初は主に航空宇宙や軍事などの独占産業や、医療などのハイテク障壁の応用分野に集中していました。」AVIC Mate Powder Metallurgy Technology（Gu'an）Co., Ltd.の担当者は記者に対し、企業の民生分野や商業分野では、中国の消費者市場における金属3Dプリント技術への理解不足と、工業用金属3Dプリンターの高額な運用コストとメンテナンスコストのために、多くの中小企業がそれを躊躇しており、ある程度、既存の伝統的生産方法の転換とアップグレードを妨げていると語った。金属3Dプリント業界は、より大きな規模の産業応用を形成する前に、ある程度の市場開拓が必要です。

「工業団地は多くの著名な機関と協力関係を築き、中国工程院の院士で西安交通大学教授の陸炳恒氏を工業団地の主任専門家として雇用しているが、ハイエンドの設計人材の自主研究開発は比較的不足しており、科学研究人材階層の構築を強化する必要がある」と河北春雷実業集団有限公司の沈暁武副総経理は述べた。現在、企業がハイエンドの科学研究人材を導入するのは難しく、引き留めるのはさらに困難であり、自主革新の道を早急に切り開く必要がある。

河北省付加製造協会の楊立寧副事務局長は、河北省の付加製造業界の全体的なイノベーション研究にはまだ欠陥があると考えている。同業界はまだ追い上げの段階にあり、業界の「ボトルネック」技術に取り組む能力が欠けている。大学、研究機関、企業の間では一定の協力関係が築かれているものの、生産、教育、研究、応用を密接に統合した研究開発・産業化促進メカニズムはまだ効果的に形成されていない。

「河北省では3Dプリントに適した特殊材料の開発が遅れている」石家荘鉄道大学材料科学工学学院の斉海波教授は、市場に出回っている金属粉末や金属線の多くは3Dプリントの特性に基づいて開発された原材料ではなく、積層製造業界の高まるニーズを満たすことができず、3Dプリント製品の応用シナリオが比較的狭いと指摘した。さらに、河北省には3Dプリントの原材料の種類が少なく、その性能は外国製品に比べて遅れています。

業界関係者は、我が国は積層造形分野で数多くの国家標準を提案しているものの、設計、材料、プロセス設備、製品性能、認証、試験を網羅する完全な積層造形標準システムはまだ確立されていないと考えている。業界標準の欠如により、積層造形技術の成果の蓄積、統合、推進、応用が大幅に制限され、技術と産業の架け橋を築くことができず、産業の発展プロセスが遅れています。

重要な共通技術の革新と開発を加速し、積層造形の応用を積極的に推進することが推奨される。

近年、河北省は付加製造産業の発展を重視しており、3Dプリンティングを河北省の重要な将来の産業として挙げています。「河北省戦略的新興産業発展のための3カ年行動計画（2018～2020年）」や「河北省インテリジェント製造業の発展加速行動計画」などの政策文書はいずれも、3Dプリントなどの戦略的新興産業の発展を加速させる必要性を指摘している。

「付加製造業界のトップレベルの設計をさらに改善する必要がある」と斉海波氏は述べ、関連部門が付加製造用の特殊材料、設備、主要部品などの重要分野への財政支援を強化すべきだと提案した。付加製造の応用を促進するための取り組みを強化し、業界の統合を加速するように導きます。政府と業界のリソースを組み合わせて、技術、産業、応用のさまざまな分野でセミナーやマッチング会議を実施し、業界と政府、産業チェーンの上流と下流のドッキングチャネルを構築し、産業協力を促進し、技術の推進と応用を加速します。

斉海波氏の見解では、河北省は実際の状況に合わせ、積極的に付加製造の応用を宣伝・推進し、3Dプリント技術を鉄鋼や鋳造などの産業に浸透させ、産業の変革を支援し、アニメ、映画・テレビ制作、工業デザインなどの産業の配置を加速し、3Dプリント技術の成果の変革と産業化を加速させるべきだ。

楊麗寧氏は「生産、教育、研究、応用を強化し、前向きな技術研究を加速し、重要な共通技術の革新と開発を加速し、材料、設備、プロセス、テスト、応用の完全なシステムを形成する」と提案した。

河北省のイノベーションプラットフォームと産学連携研究応用が目覚ましい成果を達成したことは喜ばしいことです。現在、河北科技大学には、河北省付加製造産業技術研究所、河北省一般航空付加製造協同イノベーションセンター、河北省国家急速製造工学研究センター実証センター、河北省金属3Dプリント工学研究センター、河北省金属材料付加製造イノベーションセンターという5つの省および省レベルの付加製造イノベーションプラットフォームが集まっています。少し前に、河北省付加製造協会が設立され、河北省の付加製造の研究者と実践者のためのコミュニケーションプラットフォームが提供されました。今後、河北科技大学は春雷グループと共同で産業人材の育成も行う予定。

業界関係者は、河北省は付加製造標準化システムの構築と改善を加速し、基本的な共通性、主要技術から試験方法、品質評価、ソフトウェアシステム、関連技術サービスに至るまで、付加製造標準化作業を全面的に開始すべきだと提案している。標準の推進と実施を強化し、第三者認証機関を育成し、付加製造製品の検査と認証の能力構築を強化し、標準化作業と業界との緊密な統合を推進します。（河北日報記者米燕澤）

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