3D印刷、ゆっくりとした「革命」が続く

2020年以降の新しいクラウンの流行により、3Dプリント技術が再び世間の注目を集めました。 医薬品の不足に直面している一部の設計者や製造会社は、この技術を使用して保護マスク、イヤークリップ、呼吸弁の主要コンポーネントを製造しています。3D印刷は、しばらくの間救助者になりました。

3Dプリンティングの技術名は「アディティブマニュファクチャリング」です。簡単に言うと、データと原材料を3Dプリンターに入れ、プログラムを使用して物質の形状、組成、動作を制御し、材料層を積み重ねてエンティティを構築します。レイヤー記事。従来の製造で使用されている材料加工技術は、ほとんどが「サブトラクティブマニュファクチャリング」です。つまり、原材料を切断することによって新製品が生成されます。 1986年、アメリカの科学者チャックハルは、業界でこの技術の幅広い応用を可能にした最初の3Dプリンターを発明しました。





2012年、「The Economist」誌は、表紙のレポートで3D印刷技術に焦点を当て、「第3の産業革命」を引き起こす可能性のある多くのブレークスルーの1つと呼んでいます。著者は、3D印刷は知識労働者の地位を向上させ、経済発展のパターンを変え、資本主義の独占と中央集権化から分散化と自由資本主義への移行を促進することができるとコメントしました。





3Dプリンティング業界のメディアAntarcticXiongはYiMagazineの「ChinaBusinessNews」に、2015年から2016年までが業界の熱狂のピークであったと語った。同時に中国には1,000以上の関連企業があり、当時は多くの投資家がいた。この「日の出産業」を見た。市場調査機関iiMediaConsultingが発表したデータによると、2016年の中国の3D印刷市場の規模は、前年比38％増の約109億元でした。





しかし、資本市場の多くの同様の話のように、世論の混乱の期間の後、3D印刷トラックは徐々に沈黙しているようです-初期に人々が期待していた変化は約束どおりに来ず、会社は閉鎖され、投資家は撤回...一般の消費者にとって、3Dプリントはまだやや馴染みのない用語です。





もともと、流行の緊急の必要性は、業界の発展を促進する機会であるべきです。しかし、1年後、流行中のホットなDIYスタイルの3D印刷技術により、業界は飛躍的に発展することができませんでした。製品の設計方法を再定義し、新しいビジネスモデルを作成し、さらには命を救うことができると信じられているこのテクノロジーは、現在、厄介な状況にあります。明るく見えますが、実際には長い間遅いプロセスにあります。時間。





「業界全体の開発速度は思ったより遅い。数年前、多くの家族が3Dプリンターを購入すると予想していた。これは、工業生産でも大量に使用できるが、現在の市場からは、アプリケーションの量が多い。まだ非常に大きいです。少しです。」と南極ベアの創設者であるLiHaixiongは言いました。





2013年、コーネル大学のHudy Lipson教授は、モノグラフ「3D Printing」で、Appleと同様の企業が3D印刷の分野に登場し、爆発的なアプリの開発やユーザーの作成など、同様の消費者戦略を採用すると予測しました。フレンドリーなエンドツーエンドのプラットフォームである3Dプリントの家庭市場と消費者市場は爆発的に拡大します。





8年経った今でも、そのような予測は単なる予測に過ぎません。事実、ほとんどの国内消費者や中小企業は3D印刷について深く理解していないか、家庭やオフィスで使用する3Dプリンターを購入するインセンティブを持っていません。3D印刷市場は依然として製造と工業設計に限定されています。





3Dプリント業界が常に直面している問題であるスケールを達成することは困難です。多くのインタビュー対象者によると、現在の3D印刷会社の事業は依然としてプロジェクトシステムに基づいていますが、プロジェクト自体を大規模に達成することは困難であり、投資家は開始時に比較的慎重になります。





ロジスティクス業界の急速な発展も、3Dプリント業界をある程度圧迫しています。企業にとって、効率的なロジスティクスにより、世界中のメーカーがサプライチェーンを共有できます。サンプル生産が必要な企業は、3Dプリンターを自分で購入しなくても、注文する機器メーカーを直接見つけることができます。一般消費者の場合、ロジスティクスは同じ日です。 DaDaとNextDayDaのターンオーバースピードは非常に便利です。eコマースプラットフォームの豊富なカテゴリは目がくらむほどであり、したがって「家庭用プリンターで物を作る」ことは理想的すぎます。





初期の3D印刷の専門家は、利益を上げるために主に印刷および製造装置の製造に依存していました。業界全体の中流リンクとして、装置メーカーは3D印刷プロセス全体のコア技術を習得し、迅速かつ簡単にシステムを形成しました。 Prospective Industry Research Instituteが発表した一連のデータによると、2016年には、機器の販売によってもたらされた出力値が3D印刷業界の総出力値の半分を占め、次に材料技術と印刷サービスが26.9％と出力値の23％。





しかし、Li Haixiongの観察によれば、異なる技術タイプの印刷機器の販売はまったく同じではありません。特定のタイプの3Dプリンター（フルカラー石膏3Dプリンターなど）は思ったほど良くありません。販売後、多くのお客様はそうではありません。これにより事業が拡大し、そのようなプリンターの買戻し率は低くなりますが、金属3Dプリンターや光硬化性樹脂3Dプリンターなどのモデルは近年急速に成長しています。 「サービスやアプリケーションに発展した今、サブセクター向けの部品や製品を印刷するために3Dプリンターを使用することは、徐々により主流のモデルになりました。」と彼は言いました。





国内の工業用3D印刷機器の製造およびソリューションプロバイダーであるYijia3Dは、この傾向の証人です。この会社は2014年に設立され、主に加工工場にBサービスを提供しています。 Yijia3Dの創設者であるFengTaoは、業界で30年近くの経験を持ち、3D印刷機器の市場はモデル製造に限定されるべきではなく、より幅広い製品や部品が直接バッチで製造されることに非常に早く気づきました。 。





モデル製造から部品やコンポーネントの直接製造まで、その背後には関連技術の急速な発展があります。 Feng Tao氏によると、過去に3D印刷機器で使用されていた技術は、ラピッドプロトタイピングと呼ばれ、物理的な物理モデルをすばやく生成して、設計や機能の検証を容易にし、問題を時間内に見つけることができます。現在、この技術は直接製造に発展しています。顧客は3D印刷機器を購入した後、デジタルモデルに基づいて最終部品を直接製造して使用することができます。





3Dプリント機器が主要部品を直接生産できるようになると、企業顧客の購入需要は自然に増加します。 2019年、Yijia 3Dは52セットの金属3D印刷装置を出荷し、装置の単価は100万から数百万元の範囲です。これは大きな出荷ではありませんが、Feng Taoは過去2年間で大きな変化を遂げました。「機器の購入者は基本的に実際のユーザーです。これらの機器は、昼夜を問わず稼働する生産ツールとして使用されます。」





さまざまな市場セグメントに直面して、Yijia3Dはさまざまな機器タイプも発売しました。現在の3D印刷市場セグメントの開発が不十分であるため、Yijia 3Dの3D印刷装置は、主に歯科用機械、金型機械、航空宇宙用機械の3つのカテゴリーに限定されています。これは、3D印刷業界が、標準化された機械を販売することで従来の利益モデルから脱却し、産業チェーンの中流域および下流域とより緊密に統合されていることを意味します。





このビジネスモデルの変化は、国内市場だけで発生するわけではありません。マテリアライズはベルギーのソフトウェアおよび3D印刷サービスプロバイダーです。同社のCEOは、同社の2019年の業界トレンドレポートで、3D印刷業界はテクノロジー主導からアプリケーション主導に移行し、投資家の焦点はもはや機械メーカーではなくなると述べています。特定の分野で真の価値を生み出すために3Dプリントを使用する企業や新興企業に投資する傾向があります。





今日、産業分野の3Dプリンターは、企業が肉眼ではほとんど見えない車や針と同じくらいの大きさのオブジェクトを製造するのに役立ちます。中国では、3D印刷のアプリケーションシナリオには、主に航空宇宙、軍事産業、宝飾品および宝飾品、医療用歯列矯正、および航空宇宙製品ラインの複雑な部品のバッチなどの他の分野、および光学スキャンを使用した補聴器のカスタマイズを実現するための内耳生産など。





ただし、これらの幅広いアプリケーションシナリオは、市場の需要が比較的細分化されていることも意味します。まだ成長段階にあるテクノロジーにとって、このような細分化は必ずしも良いことではありません。ほとんどの新興企業は、人々の注意を引くための良いアイデアをいつでも思いつくことができ、それから彼らは無数のアイデアに沈黙します。





基本的な理由は、B面の3D印刷製品は、従来の製造でいくつかの問題点を解決するのに役立ちますが、高頻度の購入を実現することは困難であり、当然、スケール効果を生み出してコストを削減することは不可能です。そのため、近年、3D印刷会社は、消費者に近い産業が歯科などの3D印刷産業の発展を促進することを認識しています。





近年のYijia3Dのサービスターゲットの1つは歯科会社です。2019年の同社の機器販売の主な応用分野の観点からは、航空宇宙および航空が大部分を占めていますが、歯科を含む医療ニーズも全体を占めています。売上高の25％。医師が歯の整形計画を分析するために使用する「歯科モデル」であろうと、患者に直接使用される目に見えない器具であろうと、3D印刷技術を使用して、データスキャンを通じてパーソナライズされたカスタマイズを実現できます。 Feng Tao氏によると、これらの歯科会社は主に民間企業であり、規模は小さく、革新に熱心です。3D印刷技術は、プロセス、人員、および管理を節約するのに役立ちます。





これは、3Dプリントが従来の製造よりも優れているところです。従来の製造業のほとんどは規模の経済に依存しており、大規模生産には高効率の利点があり、企業の利益を増やし、消費者物価を下げることができますが、これは多くの場合、組み立てと輸送のリンクが複雑になることを意味します。 3D印刷は、製品の部品組み立てプロセスを排除すると同時に、サプライチェーンを短縮し、人件費と輸送コストを節約し、限界収益の高いカスタマイズされた製品に適しています。





早くも2010年、ヒューレットパッカードは3DプリンターメーカーのStratasysと協力し、後者を使用してHPの3DプリンターをOEMしていました。それ以来、HPはこのパートナーシップを中断しましたが、社内のR＆Dチームを維持しました。 HPは2014年に自社開発の「MultiJetFusion」（Multi Jet Fusion）技術を発表し、2016年にこの技術を商品化しました。この技術は、HPのフラット印刷用サーマルインクジェット技術から生まれたもので、プリンターには3つのノズルと合計30,000のノズルがあります。 HPは、このテクノロジーによって印刷速度が10倍になり、コストが半分になると主張しています。





2021年第1四半期のHPの財務報告によると、第1四半期のHPの収益は156億ドルで、そのうちパーソナルシステム部門の収益は主にノートブックコンピューター、デスクトップ、ワークステーションを含めて106億ドルに達し、残りの50億ドルは印刷部門から。、収益成長率は7％です。





財務報告では3D印刷事業の財務状況は具体的に開示されていませんが、HPの社長兼CEOであるEnrique Loresは、決算発表で次のように積極的に述べています。将来に向けて。成長に備えてください。お客様は引き続きマルチジェットフュージョンテクノロジーを使用して製品レベルの出力を実現しており、お客様ベース全体で3Dプリント部品の数が30％以上増加していることがわかりました。」





HPの3D印刷技術は、医療用品の製造にも適用されており、世界的な新しい王冠の流行を予防および制御するための効果的な制御を提供します。 「流行の間、HPは、重症患者が緊急に必要とする人工呼吸器など、世界中で400万を超える重要な医療コンポーネントを印刷しました。3D印刷を使用してバルブの設計を改善し、呼吸能力をさらに強化しました。」HP Asia Pacific and 3Dプリントおよびデジタル製造ビジネスのゼネラルマネージャーである日本AlexLalumiereは、China Business NewsのYiMagazineに、3Dプリントから医療製品を生成するこのタイプのパスは、元の旋盤スタンピングプロセスに徐々に置き換わると説明しました。





2019年、HPは国内の3D印刷およびデジタルアプリケーションソリューションプロバイダーとも協力して、整形外科およびリハビリテーションの分野で高度にカスタマイズされたサービスを患者に提供しました。





ただし、一部の中小企業や新興企業にとって、ホットな医療業界の発展は、3D印刷市場に参入するための最も理想的なカットではありません。 Feng Tao氏は、大規模な工業用製品の生産と比較して、ブレースなどの歯科用印刷の技術的しきい値は高くありませんが、小規模な歯科会社は高い印刷サービスコストを支払う余裕がないため、歯科ビジネスは簡単ですがやるべきことは、多くの競合他社があり、利益率はほとんどありません。一方、医療業界では製品の素材や性能に対する要求が高く、企業が3D印刷素材を自社で開発する場合、必然的に認定審査に直面し、製品リストのプロセスが長くなります。





資料は、業界の発展を制限する主要なボトルネックとして、複数のインタビュー対象者によって満場一致で見なされました。理論的には3Dプリンティングは多くのアイテムを生産できますが、多くの製品は材料の靭性と強度に厳しい要件があり、現在の合成材料技術は生産者が「やりたいことを何でもできる」レベルに達していません。既存の3D印刷材料は通常、複雑で柔らかい物体の印刷に適しています。製品に高強度が必要な場合は、3D印刷製品の機械的構造と機能を再開発する必要があります。材料の重要性は、航空宇宙や自動車など、性能と品質の要件が厳しい業界で特に顕著です。





現在、3Dプリンターに使用される材料は、プラスチック、金属、ゴム、セラミック、感光性樹脂に限定されるものが少なく、材料費が高いところがほとんどです。これらの材料は3D印刷装置用に特別に開発されたもので、形状は通常の材料とは異なり、ほとんどが粉末、フィラメント、液体です。





金属粉末は、業界で最も主流の材料の1つです。 「非金属材料と比較して、金属材料のサプライチェーン全体は比較的完全であり、金属材料の強度は高く、印刷性能は従来の鋳造に非常に近く、以前のものを上回っています。」Feng Taoとはいえ、幅広い金属粉末アプリケーションはレーザー技術の開発の恩恵を受けました。レーザーのエネルギー密度が高いため、加工が難しい金属の製造を実現できます。これは、3D印刷業界だけの結果ではなく、レーザー業界チェーン全体の発展の結果です。





材料の研究開発に対する国内企業の慎重な態度とは異なり、多くの大規模な外国企業は、3D印刷材料の研究開発のペースを加速させています。 「これまで、材料サプライヤーは、商用プリンターでは使用できなかったため、3D印刷用の新しい材料の開発にあまり熱心ではありませんでした。現在、大手材料サプライヤーは、3D印刷技術の開発を促進する意欲を示しています。 3Dプリント。印刷材料は着実に成長しています。」と、マテリアライズR＆Dチームの材料専門家であるGiovanniVlemenckx氏は述べています。





HPは、3D印刷における材料の重要性を長い間認識してきました。2017年、HPは、マルチジェット溶融技術でカバーできる材料の範囲を拡大するために、オープンな3D材料プラットフォームを立ち上げました。その動作ロジックはAppleの「アプリストア」と同様であり、パートナーメーカーのすべての素材をHPの3Dプリンターで使用できます。現在、このシステムは、アルケマ、エボニック、BASF、ヘンケルなど、多くの世界的な巨人を集めています。

もちろん、デジタルマニュファクチャリングの変革におけるHPの全体的な戦略も、3Dプリントの分野での継続的な取り組みの理由の1つである可能性があります。市場調査組織IDCが提供したレポートによると、2024年までに世界のIT予算の51％がデジタル変革によるものになり、中国が70％以上を占めるようになるでしょう。情報通信技術市場のトッププレーヤーの1つとして、HPはこの傾向の影響を受けるに違いありません。 「私たちは特にデジタル生産を製造業に促進することに重点を置いています。ある程度、HPは3D印刷を行うだけでなく、従来の製造業に新しいデジタル市場を開拓したいと考えています」とAlexLalumiere氏は付け加えました。





清華大学美術アカデミーを卒業したYaoZhifengは、2016年にLuxCreoを設立しました。これまでにこの3D印刷会社は、4ラウンドの資金提供を受けています。独立した材料の研究開発は、その中核的な強みの1つです。材料の研究開発の難しさ。、これは国内の3D印刷会社の間で数少ない実際的なケースの1つかもしれません。 Qingfeng Technologyは、独立した知的財産権を持つ3D印刷技術Light Curing Material（LEAP）を備えており、この技術は、従来の3D印刷のほぼ100倍の速度である最大120cm / hの印刷速度を達成できると報告されています。





商業化を実現するために、スポーツシューズはYao Zhifengの最初の3D印刷アプリケーション分野であり、消費者向け3D印刷市場の代表でもあります。長い間、高いプロセスの柔軟性や複雑な靴底の生産などの問題のために、靴業界は自動化を実現することができませんでした。 Yao Zhifeng氏によると、従来の靴製造プロセスによる新しい靴の大量生産には、設計、サンプルの変更、型開きなどの複数のプロセスが含まれることがよくあります。最も難しいのはソールです。左右の足はカビ。脱ガムがなく、真ん中のすべてのリンクがうまくいかないことを確認してください。





Qingfeng Technologyは、自社開発の材料技術を画期的なものとして、スキャン、データ入力、自動モデル生成、液体樹脂感光性硬化成形により、製品の生産を迅速に完了できます。 3Dプリントされたスポーツシューズの研究開発プロセスでは、Qingfeng Technologyがソールの研究開発を担当し、残りの大量生産プロセスはブランドによって管理されています。





「1000足の靴の注文が手直しとしてカウントされない場合、従来の型開口部でフルセットのサイズを作成するのに30〜45日かかり、1週間で納品できます。」YaoZhifengは例を挙げました。通常の靴工場では、商品の進捗状況に応じて、生放送前にコード番号に応じて一定量の完成靴を製造する必要があり、3Dプリント技術により従来の型開きの製造工程が不要になります。 、鍛造、切断、部品組立などの工程を経て、出荷速度を向上させることができ、受注量に応じて柔軟に出荷量を調整することもできます。





データサポートにより、ソールのさまざまな領域の柔らかさ、弾力性、衝撃吸収性能をカスタマイズできます。これは、従来の靴業界では実現が困難でした。現在、Qingfengの靴はまだ標準化された生産に基づいています。次の段階であるYao Zhifengのビジョンによると、顧客は携帯電話アプリを使用して足の形のデータを収集するだけで、これらのデータは自動的に会社のクラウドに集約され、変換されます3Dプリント製品に。 「靴のこの分野での私たちの究極の目標は、ほとんどの製品のカスタマイズされた大量生産を達成することです。」と彼は言いました。





アメリカの3Dプリント会社Carbonは、Yao Zhifengが賞賛する同僚の1人であり、この会社とAdidasの協力は広く注目を集めています。 2018年、両社は協力して、Futurecraft4Dと呼ばれる10万足の3Dプリントシューズをそれぞれ2,600人民元で製造しました。実際、Futurecraft 4Dが発売される前から、Nike、Under Armour、New Balanceなどのブランドは、2016年頃に3Dプリントのミッドソールを備えたスポーツシューズを発売し始めていました。国内メーカーのPeakとLiNingも3Dプリントの実験を行っています。 。技術開発関連製品。





しかし、市場の反応から判断すると、3Dプリントされた靴は、ブランドが意図的にデザインで追求している「ギミック」に似ています。市場での受け入れと高コストは依然として解決が困難です。これは、消費者セクターへの3D印刷が直面している問題でもあります。より多くの消費者に、3D印刷製品を購入するように説得する方法と、消費者に購入を継続させる方法を教えてください。





印刷靴に加えて、3D印刷業界は他の消費者志向の試みも行っています。 Li Haixiongの回想によると、国内で最も初期の消費者向け製品は、3Dプリントされた小型USBフラッシュドライブと、淘宝網で売れているムーンライトである必要があります。ただし、これらの試みはすべて、ヤンツェ川デルタとパールリバーデルタ。アプリケーションの規模。





「あなたがデザインの専門家でない限り、一般の人々はモバイルゲームをプレイすることをいとわないでしょう？」国内外の消費者向け3Dプリンターの出荷数が大きく異なるのと比較して、LiHaixiongは国内の消費者には余暇がないかもしれないと推測しました。開始する意欲は、国内の消費者向け3D印刷市場の発展をある程度妨げてきました。





本格的な3Dプリンティングのスタートアップブームの中で、業界について単純すぎると考える人もいますが、トラックに入って初めて、多くの技術的なボトルネックが解決されていないことがわかりました。先進国と比較して、中国の主要技術、生産設備、材料まだ一定のギャップがあり、多くは輸入に依存しています。一方、業界の規模はまだ小さく、ほとんどの人は3Dプリント技術の利点とコストを十分に理解していません。





2019年のYijia3Dのメタルプリンターの買戻し率は約30％であり、大きな成長傾向を示しています。 Feng Taoは、これは良い変化だと考えています。 「それを革命とは考えないでください。3Dプリントは製造業の新しい方法に等しいです。最大の競争相手は依然として伝統的な製造方法と私たち自身が解決していない問題であるべきです。」