3Dプリントサービスエンジニアとして10年間働いてきたHao Geは、いくつかのストーリーを語りたいと思っています。

この記事を読んだら、子供のために3Dプリンターを購入するでしょう

文/ハオ・ゲ、武漢智雷

みなさんこんにちは。私は 10 年間 3D プリントサービスに携わってきたエンジニアの Haoge です。

Antarctic Bear プラットフォームを通じて、3D プリントの技術的応用について皆さんと共有できることを大変嬉しく思います。今日は3Dプリント技術について詳しく説明します。同時に、一部の3Dプリント写真家（ビデオUPホスト）のナンセンスも標的にしています。

3D プリントとは何ですか?付加製造技術は米国で生まれました。1982 年にはすでに、米国の特許で、積層製造法を使用して 3 次元の地形図を作成することが提案されていました。【それでは、画面の前の皆さん、今日は知識ポイントを再確立してください。】
3D プリンティングは、ステレオリソグラフィー (SLA)、選択的レーザー焼結 (SLS)、熱溶解積層法 (FDM)、積層造形法 (LOM)、3DP テクノロジーに分類されます。

通常の説明: 3D プリントは「付加製造」とも呼ばれ、支柱や金型を必要とせず、ラピッドプロトタイピングの「自由な製造」技術です。この技術は、3次元デジタルモデルファイルに基づいて、プラスチック、ナイロン、感光性樹脂、粉末金属などの材料（または液体、粉末、シルク、シート、プレート、ブロックなど）を使用して、層ごとに積み重ねることでさまざまなモデルオブジェクトを製造します。処理が困難または不可能であった従来のプロセスの限界を打ち破り、処理サイクルを大幅に短縮します。

私の答え: 3D プリントは、従来のモデル作成とは異なる付加製造プロセスです。3D プリント技術はゼロからのプロセスであるため、生産と処理の考え方が完全に変わります。つまり、このモデルを 3D プリントで作成したい場合は、最初から始めなければなりません。私の言っていることを理解すれば、なぜそれが付加製造と呼ばれるのかがわかるでしょう。同時に、伝統的な技術は減法製造とも呼ばれています。伝統的な技術は、大きな物体を必要なモデルに彫ることであるためです。製造プロセス中、元の物体の体積は継続的に減少します。石片はライオンの形に彫られます。このプロセスで、大きな石片の体積がいくらか減少し、それによってライオンのモデルの形成が実現されるのでしょうか。したがって、従来の技術と比較すると、3D プリンティングを付加製造と呼ぶ理由がよりよく理解できるでしょう。ここで、いくつかの知識を共有したいと思います。スタンピング、鋳造、鍛造など、等材質製造と呼ばれる別の伝統的なプロセスがあります。

では、なぜ今日はこんなに詳しく説明するのでしょうか。皆さんにも、そして小中学生にもお伝えします。オンラインメディアによって誤解されることを避けてください。また、3D プリントを理解していない人が作り話をして、このテクノロジーについて子供に誤った理解を与えることも避けてください。子どもたち、3D プリントはあらゆる種類のオブジェクトを作成するために使用でき、両親への贈り物を作成するためにも使用できます。3D プリントは、あなたをクリエイターや修理の専門家にすることができます。3D プリンターがあれば、家庭のヒーローになり、さまざまな家庭の問題 (コートフック、バスタブのプラグ、ラジオのノブスイッチなど) を解決するのに役立ちます。私の説明を通じて、3D プリント技術について深く理解していただければ幸いです。今日から積層造形を楽しんでみませんか。

3D プリントの利点は何ですか?
第一のポイント: 複雑な構造の迅速な製造に適しています。伝統的な職人技は複雑さを恐れますが、3D プリンティングは複雑なことを好みます。たとえば、インペラ、中空、内部構造モデルなどです。
2つ目のポイントは、パーソナライズされたカスタマイズのニーズを満たすことです。歯科治療などの個別医療。ジュエリーのパーソナライズ。文化的、創造的な製品の小ロット生産。
3点目は、高付加価値製品の製造です。例えば、2メートルを超える大型の部品モデルや、航空宇宙に必要な高級素材アクセサリなどです。

この時点で少しお腹が空いてきたので、3D プリントを使用して食品を印刷することはできますか?

私は、派手なものが嫌いなエンジニア、Hao Ge です。私の答えは、現時点では食べ物を作るのは不可能だということです。将来的には、食品を3Dプリントすることも可能になるはずです。今じゃないのは何故ですか？材料が限られているからです。

現在、食品を印刷できる 3D プリンターが市場に出回っています。ごま3Dプリンターとチョコレート3Dプリンターの2種類があることをお伝えします。ある兄弟が作った3Dプリントの胡麻饅頭は以前とても人気がありましたが、胡麻饅頭の3Dプリントは時間がかかりすぎ、味も従来のものより良くなかったため、消費者の需要を満たしていないことが市場で証明されました。基本的に、もう誰もそれについて言及していません。また、チョコレートの3Dプリントは、おいしいチョコレートをさまざまな形にしたり、愛する人の模様をチョコレートの模型にプリントして食べられることから、当初は市場で人気がありました。現時点では市場に好業績はなく、我々はまだ手探りの状態です。ですから、皆さんへの私の答えは、基本的に食べ物は 3D プリントできないということです。しかし、私たち3Dプリント技術者は将来に期待を抱いています。将来的にはもっと良い装置や材料が開発できると信じています。 3Dプリント牛肉や3Dプリント野菜など、研究室で提案され実現されたこれらの研究開発製品は、一般の人々の家庭にも浸透していくでしょう。

では、3D プリント技術は現在何を実現できるのでしょうか?

先ほど、3D プリントを使って食品を作ることができるかどうかについて話しました。これは今日の雑談の前菜に過ぎません。それでは、今日の講義のメインの内容を始めましょう。どうぞ気長に聞いてください！ 3D プリント技術は現在、金型製造、工業デザインなどの分野で初期段階でプロトタイプモデルを作成するためによく使用され、その後、徐々に一部の製品 (例: 金属 3D プリントアクセサリ) の直接製造に使用されるようになりました。
この技術は、家電製品（新製品開発、設計製品の検証）、漫画キャラクター、手工芸品（月ランプの3Dプリント）、ジュエリーのカスタマイズ（概念的なジュエリーデザイン、例えば、ジュエリーの内側と外側の両方を回転させることができる新世代のジュエリーデザインコンセプト）、履物（以前の3Dプリントシューズと今年より人気の3Dプリントインソール）、工業デザイン（毎年恒例の大学卒業プロジェクト）、都市彫刻、ウィンドウディスプレイ、建築用サンドテーブル（3Dプリント住宅、3Dプリント橋、3Dプリント花壇）、エンジニアリングと建設（3Dプリントミニチュアモデルと組み合わせた予備図面）、自動車部品と車両の研究開発、航空宇宙で広く使用されています。航空（飛行機の3Dプリントアクセサリーが広く使用されている）、歯科および医療業界（見えない歯、3Dプリント骨モデル、頭蓋骨修復、股関節のカスタマイズ）、教育（3Dプリント教材）、地理情報システム（地形3Dプリント）、土木工学、陶磁器の新製品開発（徳化にある設立6年の3Dプリント会社は、3Dプリントの一次鋳型を通じて、毎年地元向けに1000種類以上の茶器のプロトタイプを設計している）、美容整形（3Dプリントの耳、将来的には皮膚の3Dプリント）、文化遺産の複製と修復（3Dプリントの兵馬俑、3Dプリントの磁器の破損部分）、その他のパーソナライズされた製品のカスタマイズなどの分野で実用化されています。

一言で言えば、「今あなたが望むことを達成できないのは、教材が十分に包括的ではないからだ」ということです。将来的には、3D プリントを使用して、欲しいものは何でも作れるようになります。

過去 10 年間に 3D プリントを使用してクライアントのために何をしてきたのでしょうか?

第一の側面：空を飛ぶ
1 航空機エンジン：コア以外の荷重を支える特殊な形状および中空の構造部品。
2 1:1 航空機訓練キャビン（十分な大きさなので、これは印象に残っています。お客様が現場にいるときは、窓が取り外され、道路が閉鎖されていました。吊り上げは夜間に開始され、翌日の夜明けまで現場に入りませんでした。

2つ目の側面: 地上を走る
1.新エネルギー車の研究開発。
2 国際オートショーのコンセプトカー（このコンセプトカーも非常に印象的でした。顧客の製品表現に合わせるため、すべてのパーツを非標準カスタマイズしました。初期の図面計画、配線、動力設備、機械構造などに半年かかりました。実際の生産サイクルには余裕がありましたが、さまざまな理由によりコミュニケーションプロセスが遅れ、非常に厳しい生産スケジュールになりました。幸いなことに、問題よりも解決策の方が常に多くあります。最終的に、展示会前に無事に納品されました。現場での効果は非常に良く、顧客も満足しました！

3番目の側面：水中で泳ぐ
1 新しく進水した船舶など、さまざまな種類の船舶。こういった小型模型は、贈り物用に大量に作られることが多いのですが、数が多すぎて、私も慣れていないので、あまり詳しくは語りません。

ケース 1: 3D プリントは、一部の機械モデルにも利点があります。
私が担当した実際の案件：私は以前、産業用エアコンを製造する顧客企業向けにコンプレッサーやチラーを製造していました。これらの機械の実際のサイズは5〜6メートル、あるいはそれ以上で、非常にかさばるため、輸送に非常に不便です。さらに、使用のために海外に出荷する場合、多くの関連証明書を作成する必要があり、時間がかかり、労力と費用がかかります。最もおかしなのは、そのような操作を行った後でも、コストが利益に比例しないことです。なぜなら、それはエアコンであり、非常に一般的なものだからです。過去に実機をデモンストレーションする必要はありません。熱や冷却を特別にする必要はありません。また、いくつかのコアなものは、過去に実機で表示することはできません。そのため、3Dプリントで作成された機械展示モデルは、規模を縮小でき、輸送が便利でコスト効率が良く、最終的な効果も非常に優れています。同時に、断面構造や透明シェルの作成など、実証したいコア競争力を具体的にアピールすることができます。

私の国で 3D プリント技術に最初に注目した大学はどこですか?
私の国における付加製造は 1990 年代初頭に発展し始め、西安交通大学、清華大学、華中科技大学が最初の大学でした。 1990 年代半ばから後半にかけては、北京航空航天大学、西北工業大学、南京航空航天大学、華南理工大学、上海交通大学、大連理工大学、華北大学などがありました。詳細については、National 3D Printing College Professional Directory https://www.nanjixiong.com/yxzy.html をご覧ください。

3D プリントで一番難しい部分は何ですか?
最初のポイント: 初期の 3D 印刷データモデリング。【データは魂です。特にカラー 3D プリントモデルはそうです。最終的なモデルがうまく印刷されるかどうかは、モデリング中にデータをより高解像度、より詳細、よりリアルにできるかどうかに完全に依存します。】データの扱い方が分からない場合はどうすればいいでしょうか？ 3Dスキャナーをご利用ください。お子さんがデータを扱えない場合はどうすればいいでしょうか?ぜひ彼を大学に行かせてください。自分が欲しいものをデザインするのはとても面白いですし、3D プリントで好きなものを作るのはさらに面白いですから。
2つ目のポイントは、3Dプリントされた部品の後処理です。 [あえて言うなら、現在の 3D プリント企業は、将来、設備ではなく、後処理能力で競争するでしょう] 3D プリントの後処理には、主に、サポート除去、後硬化、段差除去、表面研削、サンドブラスト、電気メッキ、金型改造、表面着色、粉末除去、ワックス浸透、熱処理、寿命延長処理、表面防水防湿処理が含まれます。
3番目のポイントは、マスカスタマイゼーションです。 [3D プリントの本当の弱点ですが、ここでは詳しくは触れません! 】

何かおかしいと感じますか? 確かに、私もそう思いました。最も難しい部分は 3D プリントとはまったく関係ありません。単なる技術の問題です。

私の小さな希望

3D プリンティングは、他のデジタル生産方式と相まって、第 3 次産業革命を促進し、実現します。 1987年、アメリカの3D Systems社が初の光硬化型3Dプリンターを製造しました。 2002年、ドイツはレーザー選択溶融積層造形装置[SLM]の開発に成功しました。この装置は、均質鍛造品のレベルに達する性能で、ほぼ完全に高密度の金属部品を形成できます。 2013 年 8 月、アメリカの会社 Mekerbot は「3D プリンターに恋する」という本を出版しました。この本には、「もしあなたが子供であったり、自分の子供がいたり、たまに子供のように遊びたいと思ったりするなら、3D プリンターに恋するはずです」という一文が含まれていました。私の国の3Dプリント技術は、人々の日常生活においてまだ比較的弱いです。航海術、蒸気機関、コンピューターの時代は過ぎ去りました。個人の富が増大し続ける今日、誰もが3Dプリントを真に学び、この技術を中国が世界に誇れる機会にしてほしいと願っています。

欲しいものが買えなかったらどうしますか？おそらく、あなたの子供たちは、あなたが生きている間には不可能だと思っていたことについて、戸惑う必要がなくなるでしょう。子どもたちの幼少期はより素晴らしいものになるでしょう。彼らは失敗を受け入れ、問題を解決することを学びます。これはすべて、幼い頃から子どもたちに自分の望むものを作ることを学ばせてくれるあなたのような親のおかげです。 3D プリントの究極の目標は、あらゆるものを印刷することです。一緒にその日を待ちましょう。 3D プリントでデータを現実に変え、夢を実現します。ぜひ3Dプリント技術を活用して、子どもたちの新しい未来を創ってください！現在、自宅に 3D プリンターがないとしたら、本当に損をしていることになります。未来が見えない限り、3D プリントは未来のテクノロジーです。

私の投稿を読んでいただきありがとうございました。また次回お会いしましょう！

3Dプリントサービスエンジニアとして10年間働いてきたHao Geは、いくつかのストーリーを語りたいと思っています。

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