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金属加工の未来：2024年以降を形作る主要トレンド

11月 15, 2024

3Dプリンティング、自動化、先端材料など、2024年に向けた金属加工の最重要未来を探ります。新技術がどのように成長を促進し、世界的な金属製造業の未来を形作るかをご覧ください。

金属加工の未来：2024年に注目すべきトレンド

近い将来、金属加工業界の未来はどのような順列と組み合わせになるのでしょうか？今日、3Dプリンティング、自動化、そして改良された材料が、すでに製造業の強化に利用されていることは周知の通りです。この記事では、金属加工業界の未来を定義し、影響を与えるであろう主なトレンドについて解説します。金属板加工製造業2024年以降、新技術の採用がどのように企業の新たな収益源を拡大するのかを明らかにします。

市場予測

今後の金属加工の世界市場は、2029年までに294億6,000万米ドルに達すると予想されています。アナリストによると、この市場は今後10年間で飛躍的な成長を遂げると予測されています。それは主に発展途上地域と主要産業部門からの需要によって煽られるでしょう。

アジア太平洋地域の高成長

アジア太平洋市場は、インフラ分野で多くのプロジェクトが進行しているため、力強い市場成長を遂げるでしょう。中国やインドをはじめとする多くの先進国や発展途上国では、新しい道路や建物、橋などの建設が積極的に行われています。このため、将来的には金属加工部品や製品の需要が高まるでしょう。

主要セクターからの需要の高まり

同時に、自動車産業と航空宇宙産業は、世界中で金属加工の将来に対する需要を提供し続けている2つの産業であることを認めることは自由です。自動車生産と航空機製造産業は世界中で増加傾向にあり、これらの産業はこれらの需要を増加させるのに役立つ可能性があります。

新しいレーザー切断技術とそのスピードと性能への影響

レーザー切断技術は、金属製品の製造に広く採用されており、今後さらなる生産量の増加が期待されています。レーザーを使用するもう一つの利点は、複雑な形状や輪郭を持つ部品を正確に成形する能力であり、これは直接触れることなく行われます。これにより、金属加工の将来性が向上し、不必要な無駄が最小限に抑えられます。生産量の増加に伴い、レーザー加工はスループット・レベルの達成に重要な役割を果たすでしょう。

技能労働者不足の危機

の見通しが金属加工 2030年までに国際市場で210万人以上の熟練労働者が不足すると推定されることです。技能需要は、特に新分野でのビジネスチャンスの活用を計画している組織にとって、もう一つの重要な焦点となるでしょう。

オートメーション

今後の金属加工業界では、業界が国際的に成長するにつれ、企業は自動化された製造部門を統合しようとしています。品質の向上に加え、高度な自動化技術により、ファブリケーターは効率を妥協することなく生産ラインと生産量を増やすことができます。

労働力不足の補填

実際、企業がオートメーション・ソリューションへの移行を加速させている主な理由の1つは、出現しつつある熟練労働力の格差に対抗するためです。このように、反復的で肉体的に重い作業にロボットソリューションを使用することで、加工業者は溶接工、機械工、その他の製造専門家の不在に対処することができます。これにより、雇用している人員が減少しているにもかかわらず、企業経営を維持することができます。

品質と一貫性の向上

また、自動化されたシステムは、従業員に頼るよりも、製品の品質や公差を維持する能力において、より大きなコントロールを提供します。機械やロボットは、疲労や注意不足から生じるミスを排除します。

人間を置き換えるのではなく、能力を拡張

一般的な懸念に反して、金属加工の未来における自動化は、すべての人間の役割を置き換えるのではなく、新たな機会を生み出します。自動化された装置のプログラミング、メンテナンス、監督には、従来の製造業に取って代わることのない技術的スキルが必要です。自動化システムの統合、サービス、開発には、依然として専門家チームが必要です。

アメリテックスのケーススタディ

その一例が、スチール製の窓やドアを製造するアメリテックス。アメリテックスは、溶接作業の一部をロボットで自動化することにより、標準的な窓ユニットの溶接時間を3時間からわずか30分に短縮しました。これにより、溶接工を増員することなく、大幅なスループットの向上が可能になりました。自動化による全体的な生産性の向上は、他の労働要件を補って余りあるものでした。

これらの事例が示すように、適切に実施された自動化戦略は、ファブリケーターにその能力を成長させ、将来の金属加工業界のトレンドを先取りする力を与えます。

IoTとインダストリー4.0の統合

産業用モノのインターネット（IIoT）技術とインダストリー4.0の原則の台頭は、金属加工作業の将来にわたって比類のない接続性を可能にしています。ネットワーク化されたセンサーとデータ収集ツールを統合することで、加工業者は生産ワークフローに対する強力な新しい洞察を得ることができます。

リアルタイムプロセス監視

機械、材料、環境条件に関するリアルタイムの詳細なデータにより、問題が顕在化したときに、その問題を特定し、実際に対処することができます。機器の性能や品質のばらつきに関する問題は、長時間のダウンタイムや不良バッチの原因となる前に、ピンポイントで特定し、改善することができます。

予知保全

使用パターンと部品のストレスを分析することで、IoTによる予知保全が可能になります。製造業者は、実際の機械の遠隔測定に基づいて、故障が発生する前にメンテナンスのスケジュールを立てることができます。これにより、メンテナンスコストを最小限に抑えながら稼働時間を最大化できます。

定量的プロセス改善

長期にわたって測定される生産と品質の指標は、プロセスを合理化するための的を絞ったアプローチを提供します。ボトルネックが可視化されるため、パフォーマンス分析に基づいてプロセスを体系的に再設計できます。

ケーススタディによると、IoTの統合により、一部の施設では計画外ダウンタイムが30～40%減少しています。ある航空宇宙部品メーカーによれば、IoTを導入したことで CNCマシン IoTベースのメンテナンスコネクティビティ・ツールの進歩に伴い、製造オペレーションの最適化に対するそのメリットはますます大きくなっていくでしょう。

3Dプリンティング

今日、3Dプリンティングは、金属加工の未来において最も健全で急速に成長している製造形態の1つであると言えます。少量生産部品やプロトタイプの製造に新たな機会が生まれ、高価な工具を使わずに難しい形状を作成できるようになったことは、大きな進歩です。

メタル・パウダー・ベッド・フュージョン

レーザーや電子ビーム溶融を使用するような金属粉末床溶融システムは、金属加工部品の機能的な未来の精密印刷を提供します。複雑な内部通路、最適化された格子、その他の形状を、従来は困難または不可能であった方法で簡単に作ることができます。

市場成長予測

の世界市場 3Dプリント金属は、主要研究グループによると、2025年までに推定31億米ドルの規模に達すると予想されています。技術と受容の両方が進歩するにつれて、このアプリケーションはより多くの金属生産を占めるようになるでしょう。

航空宇宙部品のケーススタディ

最先端の採用例の1つが航空宇宙産業で、ジェットエンジンや宇宙船用の複雑なチタンやニッケル合金部品の製造に3Dプリントが使用されています。あるメーカーは、航空OEMと協力して、新しい航空機モデルの燃料ノズル部品を約100個プリントし、製造期間を18か月からわずか6か月に短縮しました。

金型の制約を受けることなく、必要な時点で少量の金属加工部品の将来を迅速に作成する能力は、以下を確立します。持続可能な3Dプリンティングカスタマイズされた製造ソリューションのトレンドが高まっているためです。

先端材料

より軽く、より強い部品を求める用途が増えるにつれて、特性を調整した高度な金属合金の需要が急増しています。アルミニウムやチタンのような材料は、その高い強度対重量比、耐食性、耐久性により、ますます価値が高まっています。

高性能合金の成長

航空宇宙産業、自動車産業、その他高級性能を必要とするセクターが特殊合金の消費を促進しています。金属加工の未来は、高度な超合金、工具鋼、複合材料を使用して、メーカーのエンジニアリングニーズに最適化された革新的な製品を開発します。

製品開発事例

ある企業では、6000シリーズのアルミ削り出しパネルからEV用バッテリー筐体を製造しています。セルを保護する強度を持ちながら、従来のスチール製よりもはるかに軽量です。ある工具メーカーは、極端な温度や圧力に耐えるコバルトクロム合金を調整し、複合材料用の金型を製造しています。

材料科学が進歩するにつれて、製造業者はハイテク材料の優れた特性を必要とする用途を解き放つために、製造能力を押し上げるでしょう。

環境の持続可能性

企業が持続可能な戦略の採用に向けて動き出す中、金属加工業界の未来もまた、環境への害を最小限に抑えようと試みています。企業は環境に配慮したプロセスや手順を採用し、二酸化炭素排出量や汚染を削減しています。

リサイクル素材と再生可能素材

金属加工の未来は、リサイクルされた金属スクラップを活用し、バージン資源の使用量を削減するために、よりクリーンな製造方法を採用しています。ある企業では、鉄鋼需要の75%以上をリサイクルで賄っています。また、30%のアルミニウムを再生可能な水力発電の副産物から直接調達している企業もあります。

クリーンエネルギー製造

油圧モデルの代わりに電動工作機械とロボットに移行することで、グリコールベースのクーラントが不要になります。あるメーカーは80,000平方フィートの工場を改造し、二酸化炭素排出量を40%削減しました。

持続可能な調達基準

業界リーダーは、サプライヤーのエネルギー、排出、責任ある鉱物採掘を考慮した調達ガイドラインを採用。第三者機関による環境認証と透明性のある調達先の開示に対する需要が増加。

カスタマイズとオーダーメイド・ソリューション

高度にカスタマイズされた部品を迅速に製造できることは、オーダーメイドのソリューションが求められるプロジェクトにおいて、ますます重要になっています。金属加工の未来は、CAD/CAMプログラミングとCNC機器を活用して、複雑な2Dおよび3D設計を1点ものの部品に変えます。これにより、大量生産では対応できない用途に正確に合わせた複雑な形状が可能になります。

建築、医療、工業デザインの分野では、特殊なエンジニアリングを必要とするユニークな加工部品に対する需要が高まっています。非標準部品のニーズに対してオーダーメイドの金属加工サービスを提供する企業は、個別のソリューションを必要とするニッチ市場でのビジネスチャンスを獲得することができます。

新しいトレーニング方法

新技術の採用

金属加工業界の将来が迫り来る技能不足に直面する中、人材を惹きつけ、育成するためには革新的なトレーニングアプローチが必要となってきています。特に若い専門家は、インタラクティブでテクノロジー主導の学習体験を期待しています。ファブリケーターは、トレーニングをより魅力的なものにするために、拡張現実や仮想現実のようなツールを取り入れています。

実戦スキルのシミュレーション

VR溶接訓練プログラムを通じて、訓練生は高価な材料を消費することなく、さまざまな溶接技術を安全に練習することができます。研究によると、AR/VRの受講者は従来の方法と比較して、主要なスキルを平均で30%早く習得しています。実際の設備や状況を没入型シミュレーションすることで、訓練生が生産作業に十分な準備ができるようになります。

AR溶接の成功事例

ある指導者は、地元の高校にAR溶接シミュレーター・プログラムを提供しています。ゲームのような要素で溶接に興味を持たせることで、3年間で多くの生徒を進路に引き込みました。ARトレーニングを利用した30人の生徒のクラスは、溶接認定試験を行い、最初の受験で92%という素晴らしい合格率を記録しました。ARコースの卒業生は、従来のトレーニング方法のみを使用した学生と比較して、業界認定試験で22%の好成績を収めました。

革新的なトレーニングプログラムが示すように、没入型の学習体験は、労働力における重要な役割を満たし、学習者の成果を高めることができます。新たなバーチャルシミュレーションの手法は、明日の有能な労働者を育成するために、加工教育の形を変え続けるでしょう。

結論

世界レベルの金属加工業界は、来年に良い知らせを期待しています。これは、企業が新しいトレンドに追随する努力をしているためです。自動化と新しいタイプの材料、3Dプリンティング、 IoTソリューションその他の進歩により、同社は新たな顧客の需要を増やし、満たすことができるでしょう。

企業が新たなトレンドに適応していることから、金属加工業界の世界的な将来見通しは依然として明るい。自動化、先端材料、3Dプリンティング、IoTソリューション、その他のイノベーションを取り入れることで、企業は躍進し、進化する顧客ニーズに応えていくでしょう。金属加工の未来は、データインサイトに基づいた戦略的プランニングと、技術的変化に合わせて進化する意欲にかかっています。

持続可能な慣行の採用や、新しい訓練方法による技能開発への投資など、その他の要因もまた、今後数年間の競争上の優位性を決定することになるでしょう。全体として、金属加工の未来は活気に満ちた成長分野であることに変わりはありませんが、成功するのは、先見性のある戦略と適応力によって新たな機会を活用することに長けた組織です。