2014年06月11日00:42
还要考虑间接运用
把3D打印机作为产品和部件的制造装置大致有三个方法。（1）利用3D打印机直接造型；（2）利用3D打印机制作模具，（3）用3D打印机制作原型，然后通过转写获得产品（图4）。
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图4：利用3D打印机制造部件的三种方式 除了利用3D打印机直接成型外，还可以制造模具进行成型，或是制造原型进行转写。后二者选择材料的余地明显更大，但有时会限制形状的自由度。 |
其中，（2）的模具，例如注塑成型使用的模具（型芯）是用树脂和金属制作的。这里，用3D打印机为试制品成型制作模具（试制模具）的方法是以前就有的*3。而最近，用3D打印机为实际产品成型制作树脂和金属模具的尝试已经开始出现。
*3 还有企业利用3D打印机制作吹塑成型和冲压加工的试制模具。
以树脂模具为例，随着3D打印机能够使用的树脂材料的强度和精度的提高，“在少量生产形状简单的产品的时候，已经可以使用3D打印机制作的树脂模具”〔苏旺你（SWANY，总部：长野县伊那市）代表董事社长桥爪良博〕*4。金属模具方面，松下正在着手研究利用3D打印机进行制造。从能够直接成型模具这一点来说，能够制作砂型的3D打印机的利用也有望得到扩大*5。
*4 苏旺你为了减少修改量产模具的成本和次数，缩短交货期，使用3D打印机制作的树脂模具，再利用与产品一样的树脂成型试制品进行评价，这是该公司3D打印机的主要用途。
*5 比如说，现在已经有多家公司推出了利用粘合剂固定粉末材料的3D打印机，其采用的成型方法非常接近使用木模固定砂型。3D打印机的吸引力在于不仅可以应对制造木模的熟练工的减少，还能对木模无法制造的砂型进行一体成型。
（3）利用3D打印机制造原型的方法已经实际应用到了珠宝饰品、牙科技工等领域。用来制作转写至模具的原型，例如利用失蜡法铸造金属的蜡模等。提供蜡制材料和高消失性材料的3D打印机企业也已经出现。
实力还不够强大
除了直接成型之外，通过活用包括在内的原型等模具，3D打印机作为制造装置的可能性将大大得到拓展。但多数观点认为，就目前而言，3D打印机的实力还不足以用来制造产品（图5）。必须要解决的课题还有不少。
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| 图5：询问技术人员“3D打印机有没有足够的实力制造产品和部件”的结果。共得到了379份回答。 |
代表性课题有：①可以使用的材料种类有限；②成品的物理性质（如机械强度等）还达不到要求；③精度不够。目前的情况是，3D打印机是从这些课题攻克的部分开始，逐步开始在作制造装置之用的尝试。
比方说，树脂类材料基本上局限于热可塑性树脂或是光硬化性树脂。热可塑性树脂中，ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂）、PLA（聚乳酸）得到了低价位产品的广泛采用，在面向高功能产品的领域，PC（聚碳酸酯）、PPSF（聚亚苯基砜）等高强度、高耐热性树脂也已经粉墨登场。其中还不乏接受了飞机部件和医疗等认证的材料。纤维强化树脂（FRP）类材料也在开发之中。现在，虽然寿命有限，但利用3D打印机已经可以制作注塑成型模具，从而推动了上述树脂的进化。
其实，3D打印机可以使用的材料的种类还并不足够。虽然出现了物理性质接近橡胶的成型材料，但其质地并非橡胶，因此存在弹性极限低、易发生断裂的课题。光硬化性树脂中虽然有透明、耐热的材料，但热可塑性树脂还达不到这样的水平。就连ABS的物理性质也不是与注塑成型使用的材料完全相同，这一点需要提起注意。
反观在结构材料等领域需求较高的金属3D打印机，借助粉末材料品质的提高、以及直接烧结技术等进化，材质（纯度）和密度近年来突飞猛进。“近几年进展卓著”（近畿大学教授、工学部长京极秀树）。在欧美，金属3D打印机已经运用到了航空航天领域，在日本国内，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）也在研究利用其制作火箭发动机等部件。
关于金属粉末，现在，高耐热合金、耐腐蚀合金等新合金的需求大，粒径的微细化、粒径分布优化、添加防锈功能是亟待解决的课题。因为成型方法太过新颖，不少用户都担心成型品的质量稳定性和可靠性出现问题。
树脂材料和金属材料虽然都存在着不少的课题，但是，3D打印机市场在未来有望实现快速增长，材料企业在今后估计也会增加对打印材料的涉足，扩大开发投资。使这些课题逐一得到解决。
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