2014年06月11日00:42
解決用戶方面的課題
那麼，除了等待材料、以及裝置的改良，希望把3D打印機作為制造裝置使用的用戶難道就束手無策了嗎？非也。當然，用戶首先要准確把握3D打印機現在的實力，在此基礎之上，還有幾個可以主觀努力的地方。憑借這些努力，用戶或許可以領先其他公司，率先把3D打印機作為制造裝置使用，或是進一步提高產品的附加值。
具體可以設想到的努力有三個方面（圖6）。
 |
|
圖6：使用3D打印機進行制造的課題與解決辦法 有些課題可以通過改進3D打印機、成型材料的進化得到解決，用戶可以通過自身努力解決的課題也不在少數。 |
第一，把3D打印機視為種類繁多的制造裝置中的一種，靈活思考與其他制造裝置的用途劃分和和組合。如上所述，使用3D打印機作為制造裝置時，除了直接成型外，還可以使用3D打印機制作模具進行成型，使用3D打印機制作原型（主模型），待轉寫至模具后，再進行成型。企業需要從這些方法之中，選擇最適合自己產品的方法。
而且，在希望提升產品的表面性狀的時候，還可以結合切削加工。其實，鑄造與切削加工的結合是一種常識。為了方便理解，大家可以把鑄造看作是使切削加工時間最小化的近終形成型。
這一思路的進階版，就是在3D打印機的成型過程中加入切削加工。實際上，鬆下已經開發出將燒結金屬粉末的流程與切削加工的流程合二為一的裝置*6，將其應用到了模具加工。3D打印機成型的大多是復雜的形狀，在成型結束后，即使有意進行切削加工，能夠加工的范圍也非常有限。為了解決這個問題，沉積與切削加工要交替進行。DMG森精機也在“Euromold2013”展會上，展出了其他類型的金屬3D打印機與切削加工組合而成的裝置，今后，機床企業很可能會涉足這一領域。
*6 鬆浦機械制作所上市了金屬光造型復合加工機“LUMEX Avance-25”。
提高熟練運用的能力
用戶需要努力的第二點，是提高熟練運用成型條件等的能力。就像機床一樣，用戶即使購置了相同的裝置，能夠實現的精度也各不相同。要想提高熟練運用的能力，首先需要詳細掌握裝置的基本配置。除了目錄規格之外，還要了解在不同的實際條件下，形狀的重現性和精度會有怎樣的變化。
即便是自動化程度高的3D打印機，也並非沒有用戶可以干預的控制參數。比方說，在裝置所處環境（溫度等）的控制、沉積方向、添加支撐的方式、去除支撐等后處理等方面，用戶可以積累到技術經驗。
把這些成型技術經驗反映到數據后，接下來的重點將是數據格式。現在，STL是事實標准，但這種格式隻能表現形狀。為了消除這一缺點，AMF（Additive ManufacturingFile Format）標准目前正在制定。隨著AMF標准的出台，用戶或許將可以在更上游定義操作裝置時的設置，或是實現成型條件設置作業的自動化。
用戶需要努力的第三點是天馬行空地設計，也就是思考隻有3D打印機才能實現的形狀。這是一項以制作產品為前提條件的舉措。
以模具的冷卻水管為例，隻有使用3D打印機制造，才能使產品具備最佳的三維構造（圖7）。在過去，用戶隻能對直線水管進行組合，而使用三維水管的話，冷卻性能可以得到顯著提高。
 |
|
圖7：三維水管的示例 模具結構的可視化模型。藍色部分是冷卻水管，呈現出復雜的三維路徑。 |
屆時，在結構物的特性和精度方面，應當關注的重點是3D打印機的性能是否符合用途的需要，而不是拘泥於過去的成型和加工方式的水平。這樣的話，就能夠最大限度地發揮出3D打印機的長處。（作者：中山 力，日經技術在線！供稿）
 |
