多くの業界の専門家が共同でまとめた、3Dプリントの最先端技術に関する一連の学術論文

はじめに：「中国製造2025」は、中国の総合的な製造力を世界の強国の最前線に押し上げるために、30年にわたる「3段階」の戦略を提案しています。 3Dプリント（付加製造）技術は、過去30年にわたり、欧米、日本などの国々でハイエンド工業製品の開発、試作、完成のための重要な支援技術であり、中国の製造業の革新と主要産業の転換・アップグレードのための主要な共通需要技術でもあります。新しい添加剤の原理、新しい材料の研究開発、設備の革新、標準建設、エンジニアリングの応用は、必然的に各国の「産学研究投資」界から大きな注目を集めることになる。

3D プリントは、機械、コンピューター、数値制御、材料などの複数の分野を統合した新しいデジタル先進製造技術です。この技術は、あらゆる複雑な構造を形成するために使用できます。 3D プリンティングは幅広い用途があり、航空、宇宙、航行、潜水艦、輸送機器、バイオメディカル、リハビリテーション産業、文化創造、革新教育などの分野で非常に魅力的な展望を持っています。

華中科技大学出版局は、中国工程院院士である西安交通大学の陸炳恒教授、中国工程院院士である北京航空航天大学の王華明教授、中国工程院院士である北京理工大学の聶作人教授を特別に招待してシリーズの顧問を務めてもらったほか、華中科技大学の石宇勝教授をシリーズの編集長と編集委員会の委員長に特別に招待し、中国の3Dプリント分野の著名な専門家をシリーズの編集委員として招き、専門家の視点からシリーズ構築の考え方や方向性を企画し、「3Dプリント最前線技術シリーズ」を組織して発表した。

このシリーズの多くの書籍は、エルゼビアと共同で英語で出版され、世界中に配布される予定です。このシリーズの書籍の内容は、最先端に焦点を当て、応用に配慮し、幅広いトピックをカバーしています。さまざまな分野の専門家や学者がさまざまな視点から学術的な見解を提示し、学際的な統合を実現しています。このシリーズの書籍は、わが国の関連分野の専門家や学者の間の学術交流と協力のプラットフォームとして機能するだけでなく、中国の科学技術関係者が研究成果を披露するための国際的なプラットフォームにもなります。
「3Dプリント最前線技術シリーズ」（第1シリーズ）には、「3Dプリント材料」、「レーザー選択焼結3Dプリント」、「光立体造形3Dプリント技術」、「3Dリバース技術」、「レーザー選択溶融3Dプリント技術」、「3Dプリントデータフォーマット」、「光立体造形に基づく3Dプリント複雑部品急速鋳造技術」、「バイオ3Dプリント：医療補助製造から細胞印刷まで」、「異種材料3Dプリント技術」の9巻が含まれています。シリーズ第1シリーズは2019年3月に発売されます。多くの書籍が国家科学技術学術図書出版基金と湖北省学術図書出版基金を獲得しています。

《光硬化型3Dプリント技術》
執筆者：王永馨、宗学文

コンテンツ紹介]：
本書では、光硬化型3Dプリントの基本原理と最先端技術を紹介しています。共通のプロセス特性に基づいて、成功裏に適用するための重要な技術リンクを分析しています。ポイントスキャン蓄積装置を例に、3Dプリント装置の開発基盤を詳細に紹介し、レーザースキャンシステム、添加剤デバイス、コーティングシステム、液面制御システム（発明特許技術）、樹脂加熱システムなどの機能モジュールの設計要件、およびジョイントデバッグとプロセステスト方法を分析します。

データ処理フローを主軸として、3次元デジタルモデルの構築、欠陥修復方法、設備座標系の方向付け、サポートタイプの選択、自動生成方法、階層化処理、レーザースキャンアルゴリズム、ソフトウェア機能計画などの内容を紹介します。

著者について:
王永馨氏は、上級エンジニアであり、大学院の講師です。現在は、中国機械製造技術協会ラピッドプロトタイピング製造技術支部の事務局長、ラピッド製造国家工学研究センターの副所長、教育部のラピッドプロトタイピング製造技術工学研究センターの副所長を務めています。

研究の方向性としては、付加製造技術、リバースエンジニアリングと検出技術、ラピッドツーリング技術、インテリジェント製造技術などがあります。国家重点研究開発計画プロジェクト、国家「863」計画プロジェクト、国家科学技術支援計画プロジェクトなど、数多くの科学研究プロジェクトを実施してきました。企業との水平連携を積極的に模索し、ハイテク成果の実証応用を推進します。彼は 3 冊の本、10 以上の論文を出版し、5 件の発明特許を取得し、国家科学技術発明賞で 2 等賞を 1 回、陝西省科学技術賞で 1 等賞を 1 回受賞しています。

《3Dリバーステクノロジー》
梁金、石宝全編
コンテンツ：
リバースエンジニアリング技術は、物理的なオブジェクトの3次元データモデルを取得するために使用され、3Dプリント技術と密接に連携して、製品開発サイクルを効果的に短縮し、製品の更新とアップグレードの速度を高め、企業の競争力を強化します。

本書は、データ取得、データ処理、データモデリングの3つの側面から、3D逆技術に関わるさまざまな理論と方法を体系的に説明しています。特に、さまざまな高度な光学3次元測定理論と方法を詳細に紹介し、いくつかの典型的な事例を紹介することで、読者が産業や医療などのさまざまな分野における3D逆技術の応用展望を理解できるようにします。

著者について:
梁金氏は西安交通大学の教授であり、博士課程の指導者です。主に機械電子と情報技術の学際的な研究に従事し、近距離工業写真測量、三次元光学測定、コンピュータビジョン、画像処理などの技術と、機械分野の金型技術、CAD技術、数値シミュレーション技術、変形・ひずみ解析技術を組み合わせ、複雑な構造や材料の三次元変形・ひずみ検出と解析を実現します。

863計画、中国国家自然科学基金、国家工作機械重点科学技術特別プロジェクト、江蘇省重点研究プロジェクトなど20以上の科学研究プロジェクトを主宰し、60本以上の論文を発表（うち40本以上はSCI/EI収録）、10冊以上の書籍を出版、7件の中国発明特許を取得し、1件の国家標準の制定に参加、国家科学技術賞（技術発明賞）で2等賞を1回受賞（第1位）、陝西省科学技術進歩賞で1等賞と2等賞を1回受賞（ともに第1位）。

「3Dバイオプリンティング：医療機器製造から細胞印刷まで」
編集者：He Yong、Fu Jianzhong、Gao Qing

コンテンツ：
バイオ 3D プリンティングは、3D プリンティング技術とバイオメディカルを組み合わせた新しい研究分野です。バイオ 3D プリンティング研究は、医学、生物学、力学、材料の分野における典型的な多分野にわたる徹底的な学際研究であり、関連分野の研究者の関与と徹底的な協力が必要です。

現在、中国では生物3Dプリント研究に従事する学者が少なく、この分野での専門的な研究も行われていないため、関連研究の急速な発展が制限され、この技術の普及と大規模応用が制限されています。本書は、著者の研究グループによる近年の研究成果の概要に基づいて、生物学的 3D プリントの関連する方法と応用について説明しています。医療補助具や医療インプラントのプリントから、分解可能な人工骨の製造、そして細胞を操作してバイオニック 3 次元組織を構築するまでの、生物学的 3D プリントの 4 つのレベルを中心に説明しています。これは、生物学的 3D プリンティング研究の応用と学際的な協力をさらに深めるための基盤を築くことを目的としています。

著者について:
何勇氏は若手長江学者であり、国家優秀若手科学者基金の受賞者です。現在は浙江大学機械工学部の教授および博士課程の指導者であり、浙江省 3D 印刷技術および設備重点実験室の副所長を務めています。

彼は、積層造形（3Dプリンティング）、生物学的3Dプリンティング、バイオ製造などの研究に従事しています。彼は、3つの国立自然科学財団プロジェクト、国家支援プログラムの1つのサブプロジェクト、国家CNC主要プロジェクトの1つのサブプロジェクト、多数の省および省庁プロジェクト、50を超える認可された発明特許、およびBiomaterials、Small、Biofabrication、ACS Applied Materials & Interfaceなどのバイオ製造、マイクロ製造、マイクロ流体ジャーナルに掲載された60を超えるSCI論文（H指数19）を主宰しています。

光造形3Dプリンティングによる複雑な部品の高速鋳造技術
編纂者：宗学文、瞿銀湖、王暁麗
コンテンツ：
3D プリント技術は、複雑な 3 次元形状を物理的なオブジェクトに素早く変換することができ、従来の鋳造と組み合わせて迅速な鋳造技術を形成します。 20年以上の開発を経て、3Dプリント技術は急速砂型鋳造、急速精密鋳造、急速石膏鋳造、急速セラミック鋳造へと発展し、複雑な部品の迅速な製造を支える重要な技術となっています。

本書では、著者は過去15年間に「第15次5カ年計画」国家重点科学技術研究計画、863計画、ハイエンドCNC工作機械と基礎製造設備の主要特別プロジェクト、陝西省産業研究プロジェクトで100件以上の複雑な鋳造品を完成させた自身の科学研究経験を組み合わせ、「開発サイクルの短縮、開発コストの削減、作業性能の確保」という目標に焦点を当て、主に自動車のギアボックス、航空ピストンエンジン、タービンハウジング、ケーシングなどの部品の急速な開発における光硬化技術の応用を紹介しています。さまざまな急速鋳造プロセスにおけるアルミニウム合金、ステンレス鋼、耐熱合金、チタン合金材料の成形制御性の問題を解決することにより、急速鋳造技術の含意が明らかにされます。

本書は、光重合技術、3D プリント装置の開発と応用分野の研究者、エンジニア、技術者、および関連専攻の大学院生の参考書として使用できます。また、新製品開発、複雑な部品の設計と製造、鋳造業界に従事するエンジニアと技術者の参考書としても使用できます。

著者について:
宗学文博士は、西安理工大学の准教授および修士課程の指導者です。西安交通大学を卒業し、ステレオリソグラフィー、レーザー選択焼結、熱溶解積層法、表面露出法などの 3D 印刷技術に基づく複雑な部品の高速鋳造技術の研究に長年従事してきました。彼は、20件以上の国家自然科学基金プロジェクト、国家863計画プロジェクト、国家科学技術支援計画プロジェクト、ハイエンドCNC工作機械と基礎製造設備特別プロジェクトに参加し、完了しました。30件以上の論文を発表し、2冊の教科書を出版し、20件以上の国家特許認可を取得し、1件の省および大臣賞を受賞しました。

《3Dプリント材料》
（華中科技大学教授・博士課程指導教員の石宇勝氏による執筆）
内容紹介：本書は、華中科技大学材料成形・金型技術国家重点実験室ラピッドマニュファクチャリングセンターの20年以上の研究成果に基づいており、3Dプリント材料の製造理論と技術およびその応用を包括的かつ体系的に紹介しています。主な内容としては、3Dプリント材料の概要、3Dプリントポリマー材料 - 粉末材料、3Dプリントポリマー材料 - 液体材料、3Dプリントポリマー材料 - フィラメント材料、3Dプリント金属材料、3Dプリントセラミック材料、3Dプリント材料の応用事例などが含まれます。この本は、体系的、包括的、普遍的、斬新で、写真と文章の両方が掲載されています。理論研究と実践的応用の両方が含まれています。3D プリント材料の研究と応用にとって、非常に実用的な価値のある参考書です。この本は、3D プリント分野のエンジニアリングおよび技術者が読むことができるだけでなく、関連専攻の教師や学生の参考書としても使用できます。

《選択的レーザー焼結3Dプリンティング》
（執筆者：ヤン・チュンゼ、華中科技大学教授、博士課程指導教員他）

コンテンツ：
この本は、華中科技大学のヤン・チュンゼ教授、シ・ユシェン教授、ウェイ・チンソン教授らが執筆したもので、「国家科学技術学術図書出版基金」と「湖北省学術図書出版特別基金」に選ばれ、「中国製造2025」、「第13次5カ年国家科学技術イノベーション計画」、「国家付加製造産業発展促進計画」を背景に企画された一連の書籍の一つです。著者チームは、レーザー選択焼結3D印刷技術の分野で約30年の研究経験を持っています。レーザー選択焼結3D印刷技術の理論と方法を包括的かつ体系的に紹介しています。学術的価値と参考価値が高く、大学の教師や学生、科学研究機関、業界関係者の参考資料として使用できます。この本は全体がハードカバーでカラー印刷されています。

《レーザー選択溶融3Dプリンティング技術》
（華南理工大学教授兼博士課程指導者の楊勇強による執筆）
コンテンツ：
この本は、レーザー選択溶融 3D 印刷技術の分野における著者の長年の研究経験に基づいて書かれています。本書では、レーザー選択溶融3D印刷技術の基本原理を説明し、レーザー選択溶融溶融池の熱物理的プロセス、成形プロセス、材料特性、主要な機器技術を紹介し、レーザー選択溶融3D印刷技術の設計制約、設計方法、データ処理、レーザー選択溶融3D印刷技術と従来の製造方法の組み合わせ、カスタマイズされた医療機器の設計、製造、応用、複雑な機能部品の設計、製造、応用について説明します。この本は、大学で機械工学を専攻する学生や、3D プリント技術の関連分野の研究者にとって参考書として最適です。

《異種材料の3Dプリント技術》
（執筆者：南京師範大学教授・博士課程指導教員楊継全氏他）

コンテンツ：
この本は、南京師範大学江蘇省3Dプリント設備・製造重点実験室の科学研究チームの研究成果に基づいており、主に3Dプリント技術を使用して異種部品を製造することに関する内容を体系的に説明しています。この本の指導理念は、異種部品の CAD モデリング方法の詳細な紹介に基づいて、異種部品の成形材料の設計と準備、成形技術、および特定のアプリケーションを深く分析し、読者に異種部品の 3D 印刷技術に関する比較的完全で体系的な知識を提供することです。この本の具体的な内容：第 1 章「はじめに」では、異種エンティティ (または異種部品) の概念と分類について概説します。第 2 章「異種部品の 3D 印刷モデリングの基礎」、第 3 章「異種部品の静的モデリング方法」、第 4 章「異種部品の動的モデリング方法」、第 5 章「異種部品モデル設計の視覚化」、第 6 章「異種部品の 3D 印刷用成形材料」、第 7 章「異種部品の 3D 印刷成形技術」、第 8 章「3D 印刷に基づく異種部品の応用」。本書は、内容の斬新さを確保し、国内外の新たな研究成果を反映しつつ、理論的知識と実践的応用を深く掘り下げ、内容構成においてさまざまな背景を持つ読者に理解しやすく、満足していただけるよう努めています。この本は、工業製造、バイオメディカル、化学工学、電子工学など、さまざまな分野のエンジニアリングおよび技術者が読むことができます。また、3D プリント分野の研究に専念する科学研究者の参考書としても使用できます。

《3Dプリントデータフォーマット》
（執筆者：華中科技大学准教授張立超他）

コンテンツ：
3Dプリント技術は、デジタルモデルを基礎として、材料を層ごとに積み重ねて実体を作成する高度な製造技術であり、情報技術、材料技術、製造技術の相互統合を体現しています。現在のマルチマテリアル、マルチスケール構造統合 3D 印刷技術の発展により、情報処理はモデルの幾何学的情報に限定されなくなり、モデル内の材料コンポーネント情報、マルチスケール構造充填情報、さらには印刷モデルの性能に密接に関連する 3D 印刷プロセス情報も含まれるようになりました。そのため、3D 印刷データ処理では、マルチレベルおよび多次元のデータモデルを抽象化できるため、3D 印刷データ処理に豊富なデータ形式システムを提供できます。この本では、まず、現代の 3D 印刷技術の開発状況と、そのライフサイクル全体のデータ処理モデルを紹介します。次に、3D エンティティ、2D スライス、1D 処理パスの 3 つのレベルから、関連するさまざまな主流データ形式を紹介します。これらには、3D 印刷分野の従来のデファクトスタンダードである STL、SLC、CLI、GCode 形式のほか、最新の AMF および 3MF 形式が含まれます。また、従来の製造、イメージング、測定分野と相互作用する IGES、STEP、SAT、PLY、OBJ、VRML/X3D、FBX、DICOM、BMP、PNG、HPGL などの形式も含まれます。

結論近年、中国の大学では3Dプリント専攻が設立され、大学の教員や学生、機器製造や応用に関わる工学・技術関係者、科学研究者の3Dプリントに対する熱意が高まっています。 3D プリント技術が登場してからまだ 30 年以上しか経っていないため、さらなる改善の余地がまだあります。

このシリーズの書籍が、専門家、学者、大学の教員と学生、関連分野の工学技術者の間の架け橋となり、著者、編集者、読者の間のつながりを強化し、著者と読者が応用における重要な技術的および科学的問題を凝縮し、問題解決の過程で3Dプリント技術の発展を共同で促進することを促進することが期待されます。

多くの業界の専門家が共同でまとめた、3Dプリントの最先端技術に関する一連の学術論文

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