2014年06月12日00:45
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鬆下把3D打印技術用作快速開發、生產高附加值商品的手段之一。其最終目標，是“以過去百分之一的成本，做一個產品也合算的高附加值商品”。為此，3D打印機將不隻用於開發過程中用來驗証設計的試制，還將在實際制造中應用。讓我們從鬆下可使用樹脂、金屬兩種材料的3D打印機的實例，來看一看3D打印機的實力。
“我們用制作高功能模具的勁頭，革新了模具的加工”——鬆下制造本部生產技術開發中心生產技術研究所部門經理寺西正俊說道。
該公司開發出基於3D打印技術的模具制造裝置，將應用於模具加工。尋找全球競爭力強勁的模具的結果，是最終找到了3D打印技術這個法寶。
高速試制個人家電
寺西所在的制造本部過去叫作生產技術本部。制造本部不僅負責量產廠的設備開發等生產技術，還擔任跨現有業務部門的創新任務。
開創新業務的基礎，是長期積累的大量生產技術。包括材料技術、成膜加工和切削加工等精密加工、在印刷基板上安裝零部件的技術、檢測、機器人、成型技術等。今后的目標是，運用這些技術開發制造出新的商品。
鬆下之所以採取這樣的舉措，是因為隨著全球競爭不斷激化，家電產品逐漸成為了大眾化商品，消費者需求也趨於多元化，企業很難推出能夠賺取附加值的商品（圖1）。在市場和商品出現變化的同時，新興市場國家的勞動力成本也出現飆升，出現了生產向日本國內回流的跡象，制造本身也在向數字化和3D化發展。
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圖1：鬆下的環境認識與三大創新 通過流程創新，鬆下將以速度為重，改變商品設計開發到量產的過程。（《日經制造》根據鬆下資料制作） |
鬆下為應對當前局勢而實施的三大創新中，制造本部全力推進的是流程創新。創新關系到商品的開發設計與生產兩個方面。
舉例來說，鬆下於2013財年成立了名為“全程個電試制工作室”的組織。個電是按照個人需求定制個人家電的簡稱。
為了孕育出個電新商品和新業務，全程個電試制工作室從創意到設計、分析、試制、評估、提案全程負責。是眾多研究者齊聚一堂、集思廣益的內部開放型實驗室。
全程個電試制工作室不僅提供用來評估設計的試制品，還向改革量產前置流程發起了挑戰。其中最受重視的是速度。為了加快速度，該公司除了購買市售的3D打印機，還把按照需要開發的裝置納入了視野。
在10多個網點活用
在市售的3D打印機中，鬆下利用的是噴射液體樹脂的3D打印機（以下稱：樹脂3D打印機）（圖2）。其使用樹脂3D打印機的始於2005年前后。
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圖2：樹脂3D打印機的活用成果與應用范圍 已經在日本國內的10多個網點設置，在海外網點也已經開始活用。應用范圍停留在設計和試制階段，尚未進入量產驗証。（《日經制造》根據鬆下資料制作） |
首先是在日本開始將樹脂3D打印機全面應用於數碼相機和攝像機等數字家電的開發，現在，應用范圍又擴大到了白色家電、車載部件。目前已有10多個工廠在使用多台樹脂3D打印機，整個公司有相當數量的3D打印機在工作。
以BtoB領域為中心，海外的基地樹脂3D打印機的採用也在擴大。這是因為隨著日本國內工廠的逐漸減少，海外基地的試制需求越來越大。通過在日本制作設計數據，把數據轉發到海外網點，使用當地的3D打印機制作試制品，就無需郵寄實物，海外基地就可以對實物進行驗証，各個基地之間溝通能夠短時間完成。
此前，樹脂3D打印機的應用范圍還停留在新創意和設計的具體化、設計驗証等階段，沒有涉及量產驗証。這是因為樹脂3D打印機可以使用的材料、造型方式、裝置等方面都還存在技術課題的緣故（圖3）。
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圖3：樹脂3D打印機的課題 對於材料特性和成本改善的期待增加。（《日經制造》根據鬆下資料制作） |
比如，因為能夠使用的材料種類有限，所以經常造不出強度和耐久性足以開展量產驗証的試制品。具體來說，如果強度低於實際產品使用的材料，就無法通過墜落試驗等檢驗破壞模式。耐熱性僅為80℃左右的材料很難應用於投影儀等光源單元，而且還存在透明度差，無法得到光學部件採用的問題。除此之外，造型材料的價格為3∼4萬日元/kg，是一般材料的50∼100倍，這也成為了阻礙應用擴大的原因之一。
在與造型方式相關的課題中，首先是能夠制造的部件形狀存在制約。人們往往會誤解，以為隻要有了3D數據，就能輕而易舉地利用3D打印機重現形狀，但實際上，能夠制造的形狀是有條件的。
比如說，對於寬高比達到10倍以上的形狀，去除支撐材料就會變得困難，而對於像探針那樣的細長部分，在去除支撐材料的時候，有可能會造成斷落。在精度方面，厚度小於0.5毫米的薄板在造型時還存在曲翹和起伏變大的問題。
目前的狀況是在上述諸多問題的前提下，根據用途有選擇地使用樹脂3D打印機。今后，隨著材料特性、成本等問題得到解決，樹脂3D打印機的應用范圍應該會擴大到立體模型的量產驗証乃至量產階段。
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