上海3Dプリント材料工学技術研究センター

出典：上海材料研究所

概要：上海3Dプリント材料工学技術研究センター（以下、「材料センター」という）は、上海材料研究所を拠点として設立された省級の工学技術研究センターであり、工学技術の研究開発能力とレベル、人材育成とサービス公開、内部運営管理、産業技術発展への影響を中心に工学技術センターの構築を行っています。

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材料センターは革新的な人材を集め、技術革新を重視し、産業サービスを向上させ、成果の転換を重視しています。3Dプリント材料の研究開発と生産、3Dプリント材料と製品のテストと評価、3Dプリント材料技術革新サービス、3Dプリント標準の策定、3Dプリント人材の育成、3Dプリント技術の応用と推進を通じて、ベース材料の準備、消耗品の準備、3Dプリントプロセス、性能テスト、3Dプリント材料ゲノムなどを含むフルチェーンの3Dプリント技術研究開発およびサービスシステムを形成し、技術は国内トップレベルに達しています。

1 研究開発の方向性

（１）３Ｄプリント材料に関する共通技術研究３Ｄプリントに用いられるニッケル基高温合金やチタン合金などの金属材料を対象に、粉末調製技術、粉末微粒化技術、粉末表面処理技術などの多分野にわたる技術やプロセスを体系的に研究します。

（２）３Ｄプリント用キー材料の工学応用研究３Ｄプリント用ポリマー材料と金属材料の工学応用研究を通じて、材料の実験段階からパイロット生産、量産への移行を実現し、３Ｄプリント材料の大規模生産に存在する設備、プロセス、材料安定性などの問題を解決し、３Ｄプリント用キー材料の製造技術と工学研究開発能力を形成する。

（3）3Dプリント技術のオープンサービスと普及および応用は、航空宇宙、医療機器などの専門分野を対象とし、材料の選択と使用に関する技術コンサルティングとテストと評価サービスを提供します。金型やクリエイティブデザインなどの分野には、3Dプリントのパーソナライズされたカスタマイズサービスを提供します。一般向けには、特別講演、科学普及、トレーニングなどの活動を実施します。

（4）3Dプリント専用材料および製品の性能試験および評価システムの研究。3Dプリント製品の性能、品質、寸法精度、信頼性などに関する現在のユーザーの懸念に応えて、すべての製品指標がユーザーと市場のニーズを満たしていることを確認するために、品質技術評価と第三者によるテストと認証を実施します。

（５）３Ｄプリント材料標準システムの研究では、航空宇宙、金型、バイオメディカルなどの分野のニーズを組み合わせ、３Ｄプリント材料の品質管理と性能評価のための業界および国家標準と使用仕様を策定する。

2 技術的特徴

（1）3Dプリント金属粉末消耗品材料センターは、粉末製造において40年以上の経験を持ち、粉末冶金プレスおよび金属射出成形において豊富な経験を持っています。同時に、センターは高性能金属粉末噴霧、後処理などのコア技術を習得し、ドイツのALD社のEIGA50-500ガス噴霧装置と国産の真空不活性ガス噴霧VIGA装置を導入し、いくつかの完全な高品質の金属粉末ガス噴霧生産ラインを持ち、対応する大規模な調整可能な窒素とアルゴンガスステーションを備えています。電極誘導真空ガス噴霧 EIGA 生産ラインは、主に航空、宇宙、医療用の高品質チタン合金金属粉末製品の生産に従事しています。真空不活性ガス噴霧VIGA生産ラインは、ニッケル基高温合金、ステンレス鋼、金型鋼などの3Dプリント用金属粉末を主に扱っています。

画像出典：上海材料研究所の材料センターは、チタン合金、ニッケル基高温合金、ステンレス鋼、金型鋼など、SLM、EBM、LENSなどの3Dプリント技術に適したさまざまな金属粉末消耗品を開発しました。開発した粉末は、成分の高純度、低酸素含有量、高真球度、良好な流動性、制御可能な粒度範囲などの優れた特性を有しており、バイオメディカルや航空宇宙を含む多くの産業のニーズを満たし、航空、航空宇宙、医療、金型など多くの分野に提供されています。 2015年、彼のチームはSLM用の高性能インコネル625合金粉末の製造に成功しました。印刷部品の性能は鍛造品のレベルに達し、輸入原料粉末で作られた印刷部品の性能をはるかに上回りました。これは国内初であり、対応する国家認可特許を取得しています。

（２）３Ｄプリンティングポリマーフィラメント材料センターは、PLA、PETG、HIPS、フレキシブル材料など、様々な３Ｄプリンティング消耗品の開発に成功しました。生産される 3D プリント高解像度フィラメントは、均一な直径、高精度、高強度、優れた靭性、均一な色、安定した印刷品質などの利点があり、あらゆるタイプの FDM 3D プリンターに適しています。

（3）3Dプリントプロセスおよび材料センターは、ドイツ製EOS M290金属選択レーザー溶融3Dプリンター、レーザー焼結3Dプリンター、3Dスキャナーなど、多数の3Dプリント関連機器を導入しており、印刷プロセスのシミュレーションと最適化、特殊プロセスのカスタマイズ、印刷部品の後処理などの3Dプリントサービスを提供できます。

（4）3Dプリント試験材料センターは、上海材料研究所の国内トップクラスの試験技術を活用し、完全な物理化学試験、非破壊試験技術と設備を有しており、各種金属粉末の特性試験、印刷部品の性能試験、製品の非破壊試験など、総合的な3Dプリント試験サービスを提供することができます。

画像出典：上海材料研究所（5）3Dプリント材料ゲノム材料ゲノムプロジェクトは、生物ゲノムの概念を借用し、「マルチスケールコンピューティング-ハイスループット実験-データベース技術」を統合することを中核とし、材料の「発見-生産-応用」という新しい研究開発コンセプトに基づき、低コストで高効率な新材料の研究開発と設計を実現し、新材料の研究開発サイクルを半分に短縮し、研究開発コストを半分に削減するという目標を達成し、材料科学が最終的に「オンデマンド設計」という偉大な目標に向かって進むことができるようにします。

近年、材料センターは、産学研の深い融合に向けた協働イノベーションシステムとメカニズムを積極的に模索し、国内外の良質なリソースを吸収し、材料の主要な応用と発見に重点を置き、材料遺伝子データベース、統合コンピューティングとソフトウェア開発、ハイスループット材料の準備と特性評価、サービスと故障メカニズムと産業化の探索などの分野で科学研究、技術開発、基地建設レイアウトにおける基礎と応用研究を実施し、研究開発のペースを加速し、研究開発コストを削減し、イノベーションで発展を牽引し、国のハイエンド製造業と戦略的新興産業に貢献し、材料ゲノムで優れた成果を達成しました。

上海3Dプリント材料工学技術研究センター

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