歯は「印刷」できるのでしょうか?

北京冬季オリンピックの素晴らしい開会式を覚えていますか?その夜、冬季オリンピック「フライング」のメイントーチが小さな炎の形で点灯されました。それはシンプルで斬新、そして意味深いものであり、誰にでも忘れられない印象を残しました。

言っておきますが、このメイントーチは「印刷」されています!

信じられませんか？実のところ、何でもないんです。歯が抜けても、代わりに新しい歯を「印刷」することができます。

歯は「印刷」できるのでしょうか?

はい！魔法の「万能創造技術」である 3D プリントは、孫悟空の「七十二候」のように歯を複製するのに役立ちます。

まず、コンピューターを使用して歯の 3 次元画像を描き、それを層に「切断」します。各層は、歯の断面の正確な形状を持ちます。次に、コンピューターが3Dプリンターに指示を送り、プリンターが必要に応じて原材料を層ごとに印刷し、歯が生成されます。

実際、3D プリンターと通常のプリンターの動作原理は基本的に同じです。主な違いは印刷材料です！

通常のプリンターの印刷材料は主にインクと紙ですが、3Dプリンターの印刷材料は金属、セラミック、プラスチック、砂など、はるかに多岐にわたります。小麦粉、卵、蜂蜜、チョコレート、ゼリー、アイシング、ピューレ、マッシュポテトなども3Dプリントの原料として使用でき、チョコレートムース、クレープケーキ、ピザなど、さまざまなおいしい食べ物を印刷できます。考えただけでよだれが出てきませんか？

3D プリントは、歯だけでなく、コップ、卵、車なども印刷できます。家や橋まで…ある意味、何でも印刷できるんです！

きっと感じると思います。このような魔法のような 3D プリントは新興技術であるべきですよね?実はそうではありません。約40年前に登場しました。

私の国における3Dプリント技術の研究開発は1990年代に始まりました。 2005 年 6 月、わが国初の 3D プリント チタン合金部品が中国空軍の J-11 航空機に搭載され、3D プリント技術における画期的な一歩が完成しました。こうして中国はこの技術を突破した最初の国となった。

この象徴的なステップを踏むのは簡単ではありません!

当時、一部の国では航空機の大型主要部品の製造に 3D プリントの使用をやめると発表しており、このアプローチは実現不可能であると考えられていたからです。

しかし、わが国の金属3Dプリントの専門家である王華明氏は影響を受けなかった。彼は、3Dプリント技術の方向性は間違っていないと主張し、8年間この「行き止まり」の道を歩み続けた。

この8年間、王華明はチームを率いて何度も実験を繰り返しました。実験を行うには、装置を 24 時間稼働させる必要があり、全員が交代で機械を監視することしかできません。

チームには夜勤を担当し、午後8時から翌日の午前8時まで勤務し、7～8年間続けている主要メンバーがいます。

原理は単純に聞こえるが、実際の実験では王華明は数え切れないほどの困難に遭遇した。

「金属3Dプリントは生地をこねるようなものです。粉末や絹などの原材料を溶かし、合金化し、固めて準備します。材料が準備されると、すでに複雑な部品になります」と王華明氏は生き生きとまとめた。

かつて、非常に難しい部品の印刷に 10 日以上かかりました。チームが安堵のため息をついたちょうどその時、突然爆発音が聞こえた。

突然部品が壊れてしまったので、原因を突き止めて一からやり直すしかなかったのですが…

王華明は言った。「大きな問題を解決するのは1日や2日ではできません。落ち着いて一生懸命勉強しなければなりません。」

粘り強く続けることで、最終的に報われるのです。王華明は今でもその経験の甘い余韻を覚えている。同氏は次のように語った。「生きているうちに、3Dプリントした部品を飛行機に搭載できるとは思ってもいませんでした。航空業界で働く人のほとんどは大学から働き始め、60歳で定年退職する頃には、その製品を飛行機に搭載できていないかもしれません。当時、私たちは記録破りの画期的なことを成し遂げたことを非常に誇りに思っていました。」

王華明氏と彼のチームはそこで止まらず、より大きな機器の印刷に目を向けました。彼らはまたもや成功した。中国人自らが開発した3Dプリント技術、レーザー立体成形を利用して、国産大型航空機C919の機首部分にチタン合金製のメイン風防一体型窓枠を作ったのだ。

この技術はどうですか？比較することによってのみ、判断を下すことができます。

従来の技術を使用すると、C919機首のメインフロントガラスの窓枠を製造するのに2年かかり、200万ドルの費用がかかります。この技術を使用することで、王華明のチームは 55 日以内に 10 分の 1 のコストで優れた性能で製造できるようになりました。

2015年、王華明氏は中国工程院の院士に選出され、中国初の「金属3Dプリント」技術分野の院士となった。

我が国は、3Dプリント技術を活用して、航空機やロケットなどの主要な装備品の製造において初めて世界最先端のレベルに到達しました。

想像を現実に変えることは、どう考えてもワクワクして幸せなことです。テクノロジーは私たちの生活を変えます。 3D プリント技術の普及により、私たちはテクノロジーが生活にもたらす変化と進歩を徐々に享受しています。

寄稿者：重慶市産学研究協力促進協会 著者：潘福生、中国工程院院士、重慶大学教授、重慶市科学技術協会会長

レビュー専門家：重慶科学コミュニケーション専門家グループ主任専門家、重慶電子工学専門学校教授、茅毅氏

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