万里の長城の新しいレンガ - 3D印刷

付加的製造業が中国でたちまち成長している

週末だけれども、北京の海淀区の小さな工場は忙しく働いている。最大のものは配達用ヴァンの大きさである8台の機械が、忙しく物を作っている。しかし、(AFSとして知られる)北京隆源自動成型系統有限公司によって所有されるその工場は、ほとんど見捨てられているようだ。これは、一般的に3次元(3D)印刷機として知られる、昼夜を問わず週に7日動く付加的製造機械を使っているためだ。

その印刷機は、「インク」として使う粉末素材を追加したり、完成品を取り除いたりするために監視人が時折訪問することが必要だが、それ以外には放っておくことができる。それらは、ほとんどゴミを作り出さず、旋盤、フライス盤、そして切削具を使った伝統的な「縮減的」技術を使って成し遂げるのは不可能な形を作ることのできるやり方で、インクをレーザーで焼結させるにつれて、それらの作っているものを一度に一つの層ずつ作り上げていく。

それはまだ大量生産に使う準備はできていないけれども(物を積み上げるのは、削り落とすよりも遅い)、3D印刷は、試作品製作、カスタマイズされた仕事、そして短期間生産のためには素晴らしい。毎回仕様変更をやり直す必要がないからだ。する必要のあることは、プリントヘッドを管理するソフトを変えることだけだ。

西洋諸国が3D印刷の開発を主導し、その技術は、バラク・オバマによってアメリカの製造業を復活させる方法として称賛されている。それはまだそうするかもしれない。しかし、中国のような国へ移った生産をアメリカに戻すことによってもたらされるだろうその復活の程度は、中国も自身の計画を持っているので、予測するのが難しい。
 

粉末を乾かし続けろ

今のところ、AFSは試作品づくりの仕事をしている。その顧客は、主に、実験的な設計をすぐに金属に変える必要がある宇宙航空企業や自動車メーカーだ。その機械のじょうごの中にある粉末は、プラスティック、ワックス、そして鋳物砂だ。その結果は鋳物工場に送り出され、そこでそれらは金属品の砂型鋳物のための金型を作るのにつかわれる。

AFSの副総董事のウィリアム・ツェンによると、車のエンジンの試作品を作るのに必要なすべての部品は、2週間未満でこのやり方で印刷し鋳造することができるという。伝統的な機械屋では、特に部品の多くが手で作られなければならないので、そうするのに数か月必要とするだろう。

AFSはまた、2つ目の事業も持っている。それは、これが急速に成長する産業なので、作ったレーザー焼結印刷機を他に売っているのだ。そして、150万元(約25万ドル)までのその機械の中には、単にプラスティック、ワックス、そして砂を焼結させる以上のことをできるものもある。それらは、金属を直接焼結できるのだ。

実は、(AFSによって作られたものではないが)その国最大の3D印刷機の一つはまさにこれをする。それは12メートルの長さで、北京航空航天大学(BUAA)の国立研究所に所属する。その研究所の主席科学者の王華明(Wang Huaming)は、政府研究機関の計算技術研究所が最近主催したデジタル製造セミナーで、この巨人がエアバスやボーイングによって作られたものと競合するために飛行機を作るという計画である中国の商業飛行機計画のための大きくて複雑な部品を作るために使われている、と語った。

これらの部品には、失敗の原因となるかもしれない構成材料の金属に欠陥がないことが要求される、チタンの胴体枠や強力な鋼鉄着陸装置が含まれる。そのようなものを、事前に鋳造された金属から作るのではなく、印刷することは、技術的なちから技で、王博士のチームは、それ故に、金属がレーザーによって融かされた後にそれらが再結晶するのを管理するという厄介な問題に取り組んでいる。

飛行機を作ることは、機械工学と同じくらいハイテクだ。しかし、中国の3D印刷はまた、市場の逆側でも忙しい。おもちゃ、携帯電話ケース、そして車の装備品といったものを作るために、融かしたプラスティックのフィラメントを成形することだ。この分野での最大の会社の一つは、北京郊外の懷柔区で営業するティアタイムだ。ティアタイムは、(レゴの煉瓦の原料である素材でABSと総称される)アクリロニトリル、ブタジエン、そしてスチレンの高分子繊維の「合金」からものを作り出す様々な3D印刷機を作っている。ティアタイムの印刷機もまた、しばしば試作品事業に使われるが、AFSのものとは違って、それらは工場の床ではなく設計者の事務所に置いてある。机の上におけるほど小さいものもある。それらにより、人々は他の人に作ってもらうために外注するよりもむしろ、彼らの考えを直接印刷できるようになる。

その会社はまた、6,000元以下で売られるUPと呼ばれるさらに小さな印刷機すらも作っている。これらのような個人向け印刷機は、中国版の「メーカームーヴメント」を作るのに役立っている。それは、3D印刷技術が生産に参入する費用を大きく下げるということを見つけて、小さな製造業を作り出している、愛好家と製作者のまじりあいだ。メーカームーヴメントはアメリカで始まったが、それは中国でも離陸している。メーカー博覧会が、今、大都市のいくつかで開かれている。役人は幸せそうにこれを奨励し、3D印刷機を学校に導入し、技術者としての経歴へ生徒の関心の火をつけると話すものもいる。

3D印刷が大量生産にとってかわるのは、依然として遠い道のりだ。しかし、中国では、アメリカやヨーロッパと同じように、その技術が製品の開発生産方法を変えている。そして、参入費用を下げることにより、3D印刷は中国の製造業起業家のさらに新世代を先触れしているかもしれない。
 

発行日: 
2013-04-27
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