3Dプリンティング技術の未来

3Dプリント技術は、1980年代に児玉英雄が日本で初めて開発して以来、長い道のりを歩んできた。 当時、児玉は高速プロトタイピング・システムを確立する方法を考え、感光性樹脂とUVライトを使用したレイヤー・バイ・レイヤーの製造方法を生み出した。 3Dプリンティング技術は大きく成長し、近い将来にはさらに大きく成長すると予測されている。 Lux Researchによると、世界の3Dプリンティング市場は今後10年間で4倍になり、500億ドルを超えると予測されている。 パンデミックはまた、この近代的な印刷技術に大量の需要をもたらした。 個人用保護具やその他の医療機器部品の不足は、3Dプリント可能な代替品の入手を後押しした。 この技術はまた、より効率的なサプライチェーンも可能にした。 パンデミック以前は、3Dプリンティング技術は建築や自動車製造などの産業領域でプロトタイプを製造するために一般的に使用されていた。 しかし現在では、より多くの業界がそれぞれの分野で3Dプリンティングの可能性を見出している。

3Dプリンティングに光を見出す産業

ヘルスケア

前述したように、3Dプリンティングは、パンデミック（世界的大流行）の最中、医療物資のサプライチェーンと不足の問題を緩和するために機能した。 フィット感の高いフェイスマスクやその他の保護具を3Dプリントすることで、PPEの予期せぬ不足を緩和した。 人工呼吸器のサポート不足も、3Dプリントされたスプリッターのおかげで軽減され、複数の患者が1台の人工呼吸器を使用できるようになった。 パンデミック関連の用途はさておき、3Dプリンティングによって医療分野は大きな進歩を遂げた。 この技術がこの分野にもたらしたもう一つの大きな貢献は、次のようなものである。 臓器バイオプリンティング . 世界中で臓器不足が叫ばれるなか、科学者や医療関係者は、臓器不足の解決策として臓器バイオプリンティングに注目している。 医薬品もまた、この最新の印刷技術にメリットを見出している。 3Dプリンティングは、従来の大量生産に代わる個別化医療になりつつある。 この技術により、患者の要望や、形状、テクスチャー、サイズ、風味などの個人的な嗜好に合わせた医薬品を作ることができる。 3Dプリンターが医薬品に使用されることで、より効率的な医薬品の生産と供給が可能になる。

食品技術

現在、オーストラリアでは、3Dプリンターを使ってピューレ化した生体材料から食品を製造し、嚥下障害や嚥下障害を持つ人々にとってよりおいしく、より安全な食品を製造できるかどうかを調べる研究が行われている。 多くの社会的活動は食事を中心に行われるが、嚥下障害のある人は普通の人と同じように素早く食べることができないため、しばしば仲間外れにされることがある。 嚥下障害のある人でも安心して食べられる食品を3Dプリンターで作れば、栄養面でのニーズと、食べるという行為によって満たされる心理的なニーズの両方が満たされる。 食品の3Dプリンティングは、嚥下障害のない人にとっても食品をより魅力的にすることができる。 しかし、美的感覚以上に、この技術は食糧不足と世界の飢餓の問題にも対処できる可能性がある。

教育

教室は3Dプリンターのおかげで、よりインタラクティブな学習体験ができるように生まれ変わった。 この技術によって、インストラクターはコンピュータのスクリーンから生徒の手に深い理論構成さえももたらす、豊かな学習体験をデザインできるようになった。 STEM、建築、デザイン、そしてその他の分野を教えることは、教師や生徒にとってよりエキサイティングなものになっている。 3Dプリント技術によって作られた実践的な学習環境は、学生たちが理論的な概念さえもより早く理解することを可能にしている。 より創造的で革新的な仕事ができるようになり、より多くの情報にアクセスできるようになった。 3Dプリントはまた、生徒の実社会の理解を深めることを可能にしました。以前は入手が困難だった機器やモデルを手に入れることで、教室の外や実社会で使用するツールや実践方法をよりよく理解できるようになりました。

建設

建築やインテリアデザインは、3Dプリンターのおかげでより効率的になった。 ミニチュアの部品や家具を印刷することで、労働時間とコストを削減し、実際の建設時の効率を高めることができた。 廃棄物の削減は、3Dプリンターが取り組もうとしていることでもある。 コンストラクション・ダイブによれば、世界の建設廃棄物は年間10億トンを超え、2025年にはさらに倍増する可能性があるという。 3Dプリンターは廃棄物を少なくすることができる付加製造プロセスであるため、建設廃棄物を100％なくすことはできなくても、一定量は減らすことができる。

3Dプリンティングの未来：主な予測

プロトタイピングから生産まで

3Dプリンティングは当初、ラピッドプロトタイピングのために開発されたが、実際の生産にも大きなメリットをもたらしている。 例えば、製造用の部品を印刷すれば、製造工程をスピードアップできる。 入手不可能な部品の在庫を待つ代わりに、3Dプリントを使えばすぐに入手でき、生産時間を短縮できる。 また、3Dプリンターによって、倉庫から供給品を取り出す代わりに、オンデマンドで部品を生産することも可能になる。 アディティブ・マニュファクチャリング、つまり材料を追加して物体を作ることは、製品開発のあらゆる段階にメリットをもたらす。 治具、金型、生産部品、ブリッジ生産用の3Dプリントは、ここ数年で飛躍的に成長した。 この傾向は衰える気配がなく、今後数年でさらに強まるだろう。

よりパーソナライズされたデザインを提供

消費者はやがて、大量生産された商品だけでなく、より多くの選択肢を提供できるようになる。 彼らが望む特別なデザインに合わせてカスタムプリントされたアイテムは、すぐに彼らの手に届く。 アディティブ・マニュファクチャリングは、顧客の好みに合わせた少量生産を可能にし、メーカーに多くの無駄や多大なコストをかけることなく、こうした製品や選択肢を市場に提供することができる。 また、ブランドやメーカーが市場調査に費やす時間を短縮することもできる。 消費者が何に一番反応するかを調べるために面倒な調査や研究に多くの時間を費やす代わりに、1バッチあたりの生産量を少なくしてより多くの選択肢を作ることができる。

持続可能な未来への道

3Dプリンターは廃材をなくすか、少なくとも減らすことができる。 積層造形は、巨大な材料の塊を取って少しずつ削り出して目的の形状にするのではなく、層ごとに物体を作るという生物学的なプロセスを踏襲している。 3Dプリンティングはエネルギーも節約する。 さらに、3Dプリンティングは製品を消費者に近づけるため、輸送の必要性を減らし、間接的に大気を汚染する炭素を削減する。 3Dプリンティング技術は急速なペースで成長しており、今後10年間でその価値は4倍になると予想されている。 3Dプリンティングの利点に気づく産業が増えるにつれ、わずか数年で500億ドルに達する、あるいはそれを超える可能性があることは明らかだ。 廃棄物に対する懸念が高まり、より持続可能な代替品に切り替える必要性に直面する中、3Dプリンティングは、効率や品質を犠牲にすることなく、製造業者により環境に優しい選択肢を提供することができます。