パンデミック中に3Dプリントとデジタル製造が主流に

出典: テンセント

このCOVID-19の流行の中で、トレンドに逆らって成長したクラウドコンピューティング分野に加えて、流行中に密かに爆発的に成長したもう1つの分野が3Dプリンティングです。 BMWは2020年6月25日、ミュンヘンに1500万ユーロ規模の積層造形パークを開設した。このパークでは3Dプロトタイプ印刷と量産部品製造が統合され、新たな3D印刷技術の研究と世界的な金型フリー生産トレーニングも開始され、自動車業界における積層造形技術のBMWグループの主導的地位が確立された。 2019年、BMWは3Dプリント技術を使用して30万個の自動車部品を製造した。

3Dプリントと積層造形に多額の投資を行っている別の自動車会社であるフォルクスワーゲンは、2020年4月に3Dプリント機能を活用してスペインで防護マスク用のプラスチック製ブラケットを製造した。これまでフォルクスワーゲンは、GKNおよびHPと提携し、HPの3D金属印刷技術とGKNの積層造形材料および製造能力を活用して、フォルクスワーゲン向けの3Dプリント自動車部品を製造してきました。フォルクスワーゲン以外にも、多くの企業が3Dプリント技術を活用して、感染症流行時に感染症と闘うために必要な人工呼吸器アダプター、鼻咽頭スワブ、防護マスク、マスクなどの医療用品を製造している。

パンデミックの間、一部の企業は隔離住宅の製造に3Dプリント技術さえ使用しました。 6月、銀創建設科技（上海）有限公司は、15セットの「3Dプリント隔離住宅」が1か月の海上輸送を経てパキスタンの首都イスラマバードに到着し、現地でのCOVID-19治療に使用されると発表した。 Yingchuang の 3D プリント建物は、1 日平均 100 棟の隔離住宅を印刷できます。パキスタンに寄贈された隔離住宅は内装がすべて印刷されており、水道、電気、ドア、窓もすべて設置されている。イスラマバードに到着後、吊り上げて水道と電気を接続するだけで使用可能となる。

実際、3D プリント技術は近年ますます成熟してきています。HP に代表される 3D プリント製品およびテクノロジー企業は、産業用途や金属やプラスチックなどのさまざまな材料向けの 3D プリンターを発売しています。疫病流行中、世界のサプライチェーンと通常の生産・製造が中断され、それまでに蓄積された3Dプリント能力は社会全体で共有されるデジタル製造能力となりました。この流行により、3D プリントとデジタル製造が主流になりました。

着実に成長する3Dプリント市場

世界の製造市場は一般的に12兆ドルに達すると考えられています。このような伝統的な市場では、成熟した工業グレードのプラスチックおよび金属 3D プリンターが登場するまで、根本的に破壊的なテクノロジーが欠如していました。ガートナー社の新興技術ハイプカーブによると、2015 年は 3D 印刷技術がカーブに登場した最後の年でした。 2016 年までに、エンタープライズレベルの 3D プリンティングとコンシューマーレベルの 3D プリンティング技術は、ガートナーの新興技術誇大宣伝曲線から姿を消しました。これは、3D プリンティング技術が生産と生活全体に統合され始めたことを意味します。

2020年のWohlerレポートによると、世界の3Dプリント完成部品市場の支出は、2016年の7億5,000万米ドルから2019年には15億米ドルへと2倍以上に増加しました。 Wohler レポートは、世界の付加製造および 3D プリント市場に関する年次調査レポートであり、25 年間発行されています。 2019 年、Wohler Report は、過去最高の 129 社の 3D プリントおよび積層造形サービスプロバイダー、114 社の産業用積層造形システムメーカー、40 社のサードパーティマテリアルおよびデスクトップ 3D プリンターメーカーを観察しました。同時に、Wohler Report では世界中の 139 の学術研究機関の活動も記録されています。

2017年、プライスウォーターハウスクーパースは「世界の新たな製造業の展望：オンデマンド生産モデルの台頭」を発表し、次のように述べています。「次の製造革命では、3Dプリントやロボットなどの技術が工場の生産方法を変え、企業も製品や生産拠点を再考するでしょう。高度にパーソナライズされた製品の小ロットが組立ラインで組み立てられ、製品の品質は伝統的な手工芸品のハイテク版のようなものになるでしょう。」

小規模多品種生産のシナリオが世界中で出現すると、製造業に求められるのは、技術的に対応できることだけでなく、より速いスピードで製品を提供することです。そのため、現地の販売代理店と直接協力して必要な材料を入手し、現地の顧客の意見に耳を傾け、迅速な製品納品を実現し、新しい技術を使用して現地化された独自の製品を作成するという、現地化された生産モデルは、将来、より多くの製造企業にとって「標準構成」になる可能性があります。

従来の製造業の「多ければ多いほど良い」という生産戦略と大規模で集約的な生産プロセスと比較して、将来の製造業は、より豊富な手段で情報を収集し、顧客と密接なコミュニケーションを維持し、顧客のニーズをタイムリーに理解する必要があります。同時に、小規模でパーソナライズされた生産シナリオにも適応する必要があります。ビッグデータ、モノのインターネット、3Dプリント技術の出現はすべて、現在の製造企業に、これらの新しいテクノロジーを通じてデジタル変革を行う必要があることを思い出させます。

デジタル製造：共有製造ネットワーク

今回の疫病流行の期間中、各国の企業は蓄積した3Dプリント設備と能力を速やかに疫病対策に必要な各種装備の生産に転用し、仮想共有デジタル製造ネットワークを形成した。これは各国の防護具や医療機器に対する切実な需要をタイムリーに満たしただけでなく、政府や公共機関に自国や地域にデジタル製造能力とデジタル製造拠点を確立することの重要性を思い起こさせた。これは伝統的な製造業の補完や部分的な代替にとどまらず、さまざまな「ブラックスワン」イベントに対処するための緊急措置、さらには生き残りを確実なものにするための「切り札」にもなる。

世界最大の3D産業用印刷システムメーカーであるHPは、今年3月に世界中の病院に1,000個以上の3Dプリント部品を納入しました。スペインのバルセロナ、オレゴン州コーバリス、カリフォルニア州サンディエゴ、ワシントン州バンクーバーにある HP の 3D R&D センターは、世界中のパートナーと協力して、フェイスマスク、マスクレギュレーター、鼻腔スワブ、ハンズフリードアオープナー、呼吸器コンポーネントなどの工業生産向けアプリケーションの検証と完成に取り組みました。

スペインのエアバス従業員は今年4月、スペイン国内の複数のエアバス拠点にある20台以上の3Dプリンターと自分の個人所有の3Dプリンターを使い、防護マスクブラケットを緊急生産した。1日で300個のマスクブラケットを生産し、スペインの防疫活動を支援する。エアバスはまた、ドイツとフランスの拠点でスペインの医療スタッフを支援するために3Dプリント技術を使用している。欧州連合は今年3月、3Dプリント能力を持つ企業に支援を求める通知を出した。直ちに、自動車、航空宇宙、スポーツ用品などの業界から190社を超える企業が支援を申請した。

中国では、中国航空科学技術公司第五科学院529工場が、衛星、宇宙船、探査機などの製造に用いられる3Dプリント技術を医療用ゴーグルのフレームの生産に応用する。疫病によって引き起こされた人的および物的障壁に直面して、管理者はインダストリアルインターネットの協業イノベーションプラットフォームを使用して、遠隔でデータをリアルタイムに監視し、設備を追跡し、故障を予測しました。大量のゴーグルフレームが迅速に生産され、組み立てのために配送され、疫病との戦いの最前線に送られました。中国航天科技集団の付加製造技術イノベーションセンターは、「世界協力による3Dプリント呼吸弁によるイタリア支援」キャンペーンに積極的に参加し、3Dプリント呼吸弁をイタリアの病院に寄付しました。

COVID-19の世界的パンデミックの期間中、3Dプリントは予想外に人気を博しました。さまざまな企業や機関が、パンデミック中に、これまで蓄積してきた3Dプリントと積層造形の能力を医療用品の生産に転用し、3Dプリントとデジタル製造の機敏な対応能力を十分に発揮しました。大規模な自然災害により従来の製造業が間に合わなかったり、中断したりした場合に、3D プリンティングや積層造形は大きな社会的意義を発揮します。

間違いなく、3D プリンティングと付加製造は、この流行以前からすでに成熟した産業アプリケーションとなっていましたが、この流行中に実証された世界規模の共有製造の相乗効果により、3D プリンティングとデジタル製造は世界中の政府や公共機関の主流のビジョンに加わりました。製造クラスターベースに特定の 3D プリント機能を構成することは、従来の製造業に対する有益な補足となるだけでなく、将来の公衆衛生事故や自然災害に対処するための重要な緊急対応策でもあります。（文／寧川）

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