3Dプリンティングは世界を変えますか?

「添加剤生産の技術、可能性および結果」、この見出しの下の記事は、戦略的先見イニシアチブの専門家によって発行されました。 この組織は、世界で発生する可能性のある長期的なグローバルトレンド、革命的な変化、ショックの潜在的な結果を分析するために作成されました。 過去6年間にわたって、戦略的予測イニシアチブは、米国国家情報委員会と共同で、2025〜2030年までの長期的な傾向を予測するレポートを発行しています。 今回は、3Dプリンティングと、いわゆる積層造形(AP、積層造形)の他の方法に注目しています。



研究者によると、APは社会と世界経済を根本的に変えることができます。 インパクトの観点から、これは蒸気エンジン、電球、原子力、またはマイクロチップの発明と比較できます。 さらに、現時点では、この技術は「離陸準備完了」であり、今後10年間で、業界での3Dプリントの使用が急激に増加し始めます。



レポートでは、既存の積層造形技術とその現在の用途について簡単に説明しています。 著者は、最初はAPがラピッドプロトタイピング、つまり概念モデルとプロトタイプの迅速な生産に使用されたことに注目しています。 しかし、材料と技術プロセスの改善により、APテクノロジーは最初に機能テスト用の部品の作成に切り替えられ、次にプレスやその他の工業生産のツール用の部品の作成、最後に直接工業生産に切り替えられました。 2009年の調査によると、APデバイスの16%が部品の製造に直接使用され、21%が機能モデリングに、23%がツールの作成に使用されました。





AP製品およびサービスからの収入の推定と予測(数百万米ドル)



現在、いくつかの「サクセスストーリー」、つまりAPを使用して部品を作成することに成功している領域があります。





既存の制限の中で、APは使用される材料の選択が不十分であり、3D印刷の速度が遅い(1時間あたり数十立方センチメートル)と呼びます。 調査の著者によると、これらの制限は一時的なものであり、重要でないか、将来克服されると考えられます。



しかし、テクノロジーの可能性を過大評価することは本当に困難です。 大量生産は認識を超えて変換できます。多くの製品では、標準的なコンベヤーを大幅に削減するか、3Dプリンターに完全に置き換えることができます。これは、最終製品(自動車など)が数百、数千の個々のスペアパーツからではなく、単一のプロセスで組み立てられるためです。 これは多くのメーカーとサプライヤーに影響を与えます-このコンベヤーの部品を製造する世界中の多くの工場。



グローバリゼーションはその顔を変えます。 商品の移動は、物理的な世界(はしけ、コンテナ、貨物トラック)ではなく、デジタルファイルと3Dモデルの形でインターネット上で発生し始めます。 電子メールとして、世界の反対側に転送して2Dで印刷できます。3DモデルSTLのファイルは、元のデバイスを受け取った3Dプリンターで送信および印刷できます。 STLファイルは、オリジナルの3次元スキャンによって作成されるか、デザイナーが3Dモデリングパッケージで設計します。







場合によっては、村の居住者向けに最新モデルの数百台のiPhoneを印刷することは、中国で数百万台のデバイスを生産し、それらを海上で輸送してから、大規模な流通センターから離れたこの集落に配送するよりも、地元のプリンターで簡単かつ安価になります 生産の現地化により、現在の輸出国は、ドイツ、日本、中国などのように、輸出が輸入を上回る将来、苦しむ可能性があります。 輸入国(米国)、国内市場の大きい国(米国)、知的製品の輸出の可能性が高い国(再び米国)が勝利します。 一般に、研究者は、3次元印刷の普及により、米国は世界経済、産業、知的財産市場、設計、革新、知的財産製品の輸出において以前の影響力を取り戻すことができると考えています。



APの導入により恩恵を受ける上記の国の一部で生産のローカリゼーションによる貿易収支の改善にもかかわらず、このような経済の変化は失業率の上昇による政治的不安定化につながる可能性があります。 しかし、米国では、この傾向は人口の高齢化と労働年齢人口の自然な減少によって相殺できると専門家は言う。 さらに、AP自体は売上高が数千億ドルの新しい産業を創出しますが、これには新しい職業の専門家(3Dデザイナー、プログラマー、エンジニア、プリンター開発者、プリンター、包装工場など)が必要になります。



将来的には、APデバイスは、複雑な再構成を行うことなく、さまざまな素材で動作できるようになります。 しかし、今後数年間でブレークスルーを保証する主要なテクノロジーは2つです。



  1. 直接AP金属コンポーネント 。 過去5年間で、この分野で大きな進展がありました。 エンジニアは、AP製造プロセスの一環として、3Dモデルに基づいてチタンと一部の金属合金からコンポーネントを製造できるようになりました。これらの部品は、従来の方法で製造された類似物と比べて多くの点で劣っていません。 この技術が改善されるにつれて、業界でのAPの導入がますます増えます。
  2. デスクトップ3Dプリンター 。 金属部品の直接APは業界に革命をもたらしますが、デスクトップ3Dプリンターはこの技術の価格障壁を下げ、すべてのユーザーに手頃な価格を提供します。 有効期限が切れた特許と技術がパブリックドメインになったことと、オープンソースプロジェクトのおかげで、今日ではわずか1,000ドルでAPデバイスを購入できます。 このような低価格のおかげで、3Dプリンティングへの関心は近年ますます高まっており、新しい趣味に参加するファンが増えています。 この意味で、3Dプリンティングは最初のApple Iコンピューターとほぼ同じ段階にあり、その後、パーソナルコンピューターの大衆市場が登場しました。


したがって、3Dプリンティングの革命は、上位レベルと下位レベルの両方で行われ、中央での収束が約束されます。



APのもう1つの重要な価値は、多くの人が最近話しているプロセスの刺激です。これは、技術分野、特に4つのNBIC(ナノテクノロジー、バイオテクノロジー、情報技術、認知科学)の収束です。



ブルース・スターリング経由



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