3Dプリンティング年鑑 | 世界主要国における積層造形技術の発展

出典: 積層造形産業連盟

はじめに：2021年3月、中国付加製造産業連盟は、付加製造分野に焦点を当てた中国初の参考書である「中国付加製造産業年鑑（2020）」をリリースしました。この年鑑は、中国の3Dプリント産業の発展状況を包括的に紹介し、産業チェーンとバリューチェーンにおける高品質ユニットを深く探究し、政府部門が積層造形産業に関する関連政策や規制を発行し、企業が関連戦略計画を策定するための重要な参考資料と効果的な参考資料を提供します。

2021年3月26日、徐州空港経済開発区で2021年付加製造材料イノベーション・開発フォーラムが盛大に開催されました。このフォーラムでは、工業情報化部設備産業開発センターの李芳正博士が「中国付加製造産業年鑑（2020）」を発表し、2020年のわが国の市場、政策、技術、製品、企業、標準、科学研究、地方付加製造産業の発展情報をまとめました。

△「中国付加製造産業年鑑（2020年）」の発表李芳正博士 ▏ 工業情報化部設備産業発展センター

本稿は『中国付加製造産業年鑑（2020年）』第1章「発展概況」より抜粋したものです。世界の主要先進国は早くから付加製造技術に注目し、導入しており、引き続きこれを製造業発展の重要分野と位置付け、発展戦略立案を強化しています。

米国：世界の付加製造産業は急速に発展している 米国は世界の付加製造技術発祥の地であり、多くの付加製造技術を生み出し、完備した最先端の付加製造技術と産業発展システムを備え、世界の付加製造産業の発展をリードしています。 1983 年、アメリカの科学者がフォトリソグラフィー技術を発明し、世界初の積層造形部品を生産し、世界の積層造形産業の発展に新たな章を開きました。 2009年、米国は率先して付加製造産業の発展を国家戦略レベルに引き上げ、製造業活性化のための戦略計画を提唱し、付加製造を米国製造業活性化の3本の柱の1つに位置付けました。 2012 年 8 月、米国の国立製造業イノベーションネットワークの最初のイノベーション機関である国立付加製造業イノベーション研究所が設立され、2013 年に「America Makes」に改名されました。

米国には、GE Additive、Stratasys、3D Systems、HP、Markforged など、多くの有名な積層造形企業があり、この分野における確固たる世界的地位を確立しています。

ドイツ：金属積層造形技術は世界の最先端にある ドイツは、金属積層造形技術の革新と応用において常に世界の最前線に立ってきました。 1995年にドイツのフラウンホーファーレーザー技術研究所が初めてSLM技術の概念を提案し、特許を取得しました。 2002年、ドイツは選択的レーザー溶融積層造形装置の開発に成功し、成形部品の総合性能は均質鍛造品のレベルに達しました。 2008年、ドイツは付加製造研究センターを設立しました。過去 30 年間で、EOS、SLM Solutions、Voxeljet、Concept Laser などに代表される数多くの積層製造装置メーカーがドイツに登場しました。そのうち、EOSの世界の設置能力は3,500台に達し、金属積層造形装置の世界市場シェアは約30％に達しています。さらに、TRUMPF、Siemens、DMG、Carl Zeiss などの有名な工業企業も、積層造形技術の主導権を握るために、計画を加速させています。

英国：航空宇宙分野に重点を置く 英国は積層造形技術の開発と応用を非常に重視しており、軍用航空産業の基盤と能力を基に、航空宇宙分野における積層造形技術の応用の継続的な深化を促進することに重点を置いています。 2014年、英国政府は、航空技術革新における英国の安定した地位を確保するため、軽量航空機金属部品の付加製造に関する研究を含む航空産業研究プログラムに1億5,400万ポンドを投資すると発表しました。 2017年、英国製造技術センター（MTC）と欧州宇宙機関（ESA）は共同でESA付加製造ベンチマークセンター（AMBC）を設立し、宇宙付加製造の問題に関する共同研究を実施しました。 2018 年 6 月、英国製造技術センターは航空宇宙デジタル再構成可能積層造形プログラムを開始しました。2019 年 11 月までに、国立積層造形センター (NCAM) で完全な試験施設が稼働し、2020 年までに英国の航空宇宙サプライチェーン全体の製品ニーズを満たす積層造形部品の生産が確保されることになりました。

統計によると、2012年9月から2022年9月までの間に、英国は付加製造の研究開発に1億1500万ポンドを投資する予定で、そのうち約半分は英国工学物理科学研究会議（EPSRC）と産業界からの投資となる。 EU第7次フレームワーク計画（FP7）、Innovate UK、大学、防衛科学技術研究所（DSTL）なども、研究開発資金の重要な資金源です。

イスラエル：技術革新力は世界最先端 イスラエルは、付加製造分野で大きな影響力を持つ世界的な技術革新センターとなり、数多くの世界クラスの研究機関や科学技術革新企業を成功裏に設立し、強力でオープンな付加製造技術とアプリケーションのエコシステムの構築を推進しています。イスラエルのXJet社は、ナノ粒子噴射（NPJ）金属付加製造技術を発表し、業界の技術に対する認識を覆した。 2018年10月、新設された世界最大の金属・セラミック積層造形センターでは、新たな積層造形材料と技術の開発と応用をさらに推進しました。

2019年3月、精密積層造形技術を開発するイスラエルのナノファブリカ社は、デジタル光処理（DLP）技術と適応光学を組み合わせたミクロンレベルの積層造形技術を発表し、1mm近い解像度を実現した。 2019年4月15日、イスラエルのテルアビブ大学の研究者らは、患者自身の組織を原料として細胞、血管、心室、心房を備えた世界初の「完全な」心臓を3Dプリントすることに成功したと発表し、バイオメディカルの付加製造技術の画期的な発展を促進した。

日本：積層造形と切削造形による複合材製造の優位性 日本は、積層造形を製造業の国際競争力を再構築する重要な原動力と位置付けており、経済産業省、通商産業省、経済産業省を含む委員会を設置し、積層造形産業の育成や産業発展を支援するための特別基金の設立に取り組んでいる。長年の発展を経て、日本は積層複合材製造の分野で優位性を獲得しました。

1990 年代後半、日本の大学と産業界の共同研究プロジェクトにより、レーザー粉末溶融とコンピュータ数値制御機械 (CNC) 加工技術を組み合わせた初の商用ハイブリッド工作機械が開発されました。日本の松浦機械製作所の金属積層造形装置「LUMEX Avance-25」は、金属レーザー焼結技術と高速フライス加工技術を組み合わせた世界初の複合材製造装置です。 2007年、日本の学界と産業界が協力し、金属の積層プロセスと切削プロセス間でのツールの切り替えを容易にする研究を実施しました。この研究の成果は、レーザーカドミウムメッキ（直接エネルギー堆積技術）機能が追加された CNC 工作機械です。日本の榎本工業株式会社は、熱溶解積層法と切削加工技術を組み合わせ、複雑な工業部品を低コストかつ高精度に製造する5軸積層造形装置を2015年に発売しました。

韓国：バイオメディカル付加製造の特別開発 近年、韓国はバイオメディカル付加製造の革新的な発展を支援するための一連の政策と措置を導入しています。韓国の付加製造市場をリードする企業であるロキットは、2015年に300万ドルの政府補助金を受け、バイオ付加製造分野に参入した。同社は韓国科学技術院、ソウル国立大学病院、漢陽大学、韓国機械研究院などの機関と共同で、人間の皮膚組織のバイオプリンティング技術の研究と装置開発を進めてきた。韓国政府は2016年7月、「新たな経済成長の原動力」を創出するため、付加製造などのハイテク産業に対する研究開発税の引き下げと、中小企業に対する最大30％の免税を発表した。 2017年5月、韓国政府は革新的な機器をできるだけ早く患者に提供するために、付加製造医療機器の迅速な認証を実施すると発表しました。 2018年2月、韓国の未来創造科学部は、付加製造技術の開発と拡大、およびビジネス、軍事、医療分野での応用開発に3,700万米ドルの投資を行うと発表しました。
一連の政策措置の指導と支援の下、バイオメディカル分野における積層造形技術の応用は活発化し、臨床診断や治療、医療手術などに新たなソリューションを提供しています。現在、韓国の市場規模は年平均24％で成長しており、2025年には1兆ウォンに達すると予想されています。

チェコ共和国: 付加製造と工業生産の融合 チェコ共和国の積層造形産業は主に3つの地域に分布しています。北部は研究機関や企業が集中しており、積層造形の研究開発と市場開発に力を入れています。中央部はチェコの大学が主導する技術研究開発が中心で、金属積層造形や建設産業などの分野、コア材料の研究に力を入れています。数百年の歴史を持つチェコの大学も関連研究に取り組んでいます。南東部にもいくつかの企業が分布しており、この地域の工学大学や技術大学は航空宇宙や医療分野の研究開発に力を入れています。

チェコの製造業は、同国のGDPの27.1%を占めています。長年にわたる産業機械製造業と強力な航空宇宙産業を有し、自動車産業でも重要な役割を果たしています。将来、チェコ共和国は付加製造と工業生産、そしておそらくロボット工学を組み合わせるでしょう。チェコの工業生産の 40% 以上が自動化されており、ロボット開発の可能性が最も高いヨーロッパの国の一つとなっています。

中東: 大きな可能性を秘めた新興市場であり、建築用 3D プリント市場に重点を置いています 中東の新興市場は、3D プリンティング業界にとって明らかな成長の機会を提供します。 3Dプリンティングは中東で著しい成長を遂げており、航空宇宙から建設まで多くの業界がこの技術がもたらすチャンスを逃さず活用しようとしています。国家レベルでは、アラブ首長国連邦（UAE）が 3D プリンティングに注力し始めています。 2016年、UAEは「ドバイ3Dプリンティング戦略」を立ち上げ、2030年までにドバイを3Dプリンティング技術の強固な拠点としての地位を強化することを目指しています。 UAE は、建設、航空宇宙、医療、消費財などの分野に特に重点を置いて、3D テクノロジーの世界的拠点となるよう積極的に取り組んでいます。 EOSとの提携により、エティハド・エンジニアリングは、航空会社のメンテナンス、修理、オーバーホール（MRO）サービス向けに、パウダーベッドフュージョン技術を使用して3Dプリントされた客室部品を設計、製造、認証するための認可を欧州航空安全機関から取得した最初の企業となりました。

インド：バイオメディカル 3D プリントの開発を重視 インド初の 3D プリンターは 1995 年に設置され、初の金属 3D プリンターは 1998 年に設置されました。インドは宝飾品分野における付加製造技術の急速な導入をリードしており、宝飾品の85%～90%に3Dプリント技術が使用されています。インドにおける 3D プリントの発展と革新の時代に、多くの地元の機器サプライヤーや新興企業がデスクトップコンピューターや産業用製造システムの生産を開始しています。航空・防衛産業と政府の関与により、インドにおける金属付加製造は 2010 年に急速に発展し始めました。

インドの関連部門の推計によると、インドの付加製造市場シェアは6億米ドルに達しており、付加製造は主に自動車、宝飾品、医療、航空宇宙、防衛の分野で使用されている。多くのインド国内ブランドが生物学および医療印刷の研究を行っています。インドにおける 3D プリント開発の焦点は医療です。インドは人口が多く、医療格差が大きいため、インドにおける医療 3D プリントの開発見通しは非常に広いです。

現在、インドにおける金属 3D プリントの市場は非常に小さいです。2019 年 3 月の時点で、インドには 82 台の金属プリントマシンがあり、主に航空部品、自動車工具、歯科の分野で使用されています。一部の大規模な設計会社はエンジニアリングサービスを提供しており、これも非常に大きな市場となるでしょう。インド政府は応用研究を促進するための関連政策を導入しており、基礎研究への資金提供に加え、産業研究への資金提供も行い、技術を市場に投入することに尽力しています。インドでは、3Dプリント後処理の品質管理と認証が比較的弱く、戦略文書や開発基準も存在しません。

アフリカ：天然資源が豊富で、3Dプリント材料の開発に有利 アフリカでは、初期の 3D プリントサービスが主流となり、地元のターゲットユーザー市場の 20% ～ 50% を占めています。南アフリカは現在、アフリカ大陸における 3D プリントの導入をリードしています。統計によると、2018年には南アフリカに約5,700台の3Dプリンターが設置されており、そのほとんどは低価格のデスクトップデバイスでした。多くのアフリカ諸国は天然資源が豊富で、金属 3D プリントシステム用の金属の供給と生産において多くの機会が生まれています。一般的に使用される金属には、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、コバルトクロム、チタンなどがあり、通常は粉末の形で使用されます。 3D プリント市場は中東とアフリカで大きな成長の機会がありますが、中東とアフリカ市場では 3D プリントの専門知識が不足しているため、3D プリントの急速な導入にはいくつかの障壁があります。

「中国付加製造産業年鑑（2020）」はJD.comやDangdangなどの書籍購入プラットフォームで販売されます。具体的な時間については連盟の公式アカウントをフォローしてください。
年鑑は現在予約注文可能です。詳細については、中国付加製造産業連盟事務局にお問い合わせください。
連絡先：Yu Ling: 15010934019
郭丹: 15210439049

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