2014年06月11日00:42
還要考慮間接運用
把3D打印機作為產品和部件的制造裝置大致有三個方法。（1）利用3D打印機直接造型﹔（2）利用3D打印機制作模具，（3）用3D打印機制作原型，然后通過轉寫獲得產品（圖4）。
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圖4：利用3D打印機制造部件的三種方式 除了利用3D打印機直接成型外，還可以制造模具進行成型，或是制造原型進行轉寫。后二者選擇材料的余地明顯更大，但有時會限制形狀的自由度。 |
其中，（2）的模具，例如注塑成型使用的模具（型芯）是用樹脂和金屬制作的。這裡，用3D打印機為試制品成型制作模具（試制模具）的方法是以前就有的*3。而最近，用3D打印機為實際產品成型制作樹脂和金屬模具的嘗試已經開始出現。
*3 還有企業利用3D打印機制作吹塑成型和沖壓加工的試制模具。
以樹脂模具為例，隨著3D打印機能夠使用的樹脂材料的強度和精度的提高，“在少量生產形狀簡單的產品的時候，已經可以使用3D打印機制作的樹脂模具”〔蘇旺你（SWANY，總部：長野縣伊那市）代表董事社長橋爪良博〕*4。金屬模具方面，鬆下正在著手研究利用3D打印機進行制造。從能夠直接成型模具這一點來說，能夠制作砂型的3D打印機的利用也有望得到擴大*5。
*4 蘇旺你為了減少修改量產模具的成本和次數，縮短交貨期，使用3D打印機制作的樹脂模具，再利用與產品一樣的樹脂成型試制品進行評價，這是該公司3D打印機的主要用途。
*5 比如說，現在已經有多家公司推出了利用粘合劑固定粉末材料的3D打印機，其採用的成型方法非常接近使用木模固定砂型。3D打印機的吸引力在於不僅可以應對制造木模的熟練工的減少，還能對木模無法制造的砂型進行一體成型。
（3）利用3D打印機制造原型的方法已經實際應用到了珠寶飾品、牙科技工等領域。用來制作轉寫至模具的原型，例如利用失蠟法鑄造金屬的蠟模等。提供蠟制材料和高消失性材料的3D打印機企業也已經出現。
實力還不夠強大
除了直接成型之外，通過活用包括在內的原型等模具，3D打印機作為制造裝置的可能性將大大得到拓展。但多數觀點認為，就目前而言，3D打印機的實力還不足以用來制造產品（圖5）。必須要解決的課題還有不少。
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| 圖5：詢問技術人員“3D打印機有沒有足夠的實力制造產品和部件”的結果。共得到了379份回答。 |
代表性課題有：①可以使用的材料種類有限﹔②成品的物理性質（如機械強度等）還達不到要求﹔③精度不夠。目前的情況是，3D打印機是從這些課題攻克的部分開始，逐步開始在作制造裝置之用的嘗試。
比方說，樹脂類材料基本上局限於熱可塑性樹脂或是光硬化性樹脂。熱可塑性樹脂中，ABS（丙烯?-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂）、PLA（聚乳酸）得到了低價位產品的廣泛採用，在面向高功能產品的領域，PC（聚碳酸酯）、PPSF（聚亞苯基?）等高強度、高耐熱性樹脂也已經粉墨登場。其中還不乏接受了飛機部件和醫療等認証的材料。纖維強化樹脂（FRP）類材料也在開發之中。現在，雖然壽命有限，但利用3D打印機已經可以制作注塑成型模具，從而推動了上述樹脂的進化。
其實，3D打印機可以使用的材料的種類還並不足夠。雖然出現了物理性質接近橡膠的成型材料，但其質地並非橡膠，因此存在彈性極限低、易發生斷裂的課題。光硬化性樹脂中雖然有透明、耐熱的材料，但熱可塑性樹脂還達不到這樣的水平。就連ABS的物理性質也不是與注塑成型使用的材料完全相同，這一點需要提起注意。
反觀在結構材料等領域需求較高的金屬3D打印機，借助粉末材料品質的提高、以及直接燒結技術等進化，材質（純度）和密度近年來突飛猛進。“近幾年進展卓著”（近畿大學教授、工學部長京極秀樹）。在歐美，金屬3D打印機已經運用到了航空航天領域，在日本國內，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）也在研究利用其制作火箭發動機等部件。
關於金屬粉末，現在，高耐熱合金、耐腐蝕合金等新合金的需求大，粒徑的微細化、粒徑分布優化、添加防鏽功能是亟待解決的課題。因為成型方法太過新穎，不少用戶都擔心成型品的質量穩定性和可靠性出現問題。
樹脂材料和金屬材料雖然都存在著不少的課題，但是，3D打印機市場在未來有望實現快速增長，材料企業在今后估計也會增加對打印材料的涉足，擴大開發投資。使這些課題逐一得到解決。
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