2014年06月11日00:42
解决用户方面的课题
那么，除了等待材料、以及装置的改良，希望把3D打印机作为制造装置使用的用户难道就束手无策了吗？非也。当然，用户首先要准确把握3D打印机现在的实力，在此基础之上，还有几个可以主观努力的地方。凭借这些努力，用户或许可以领先其他公司，率先把3D打印机作为制造装置使用，或是进一步提高产品的附加值。
具体可以设想到的努力有三个方面（图6）。
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图6：使用3D打印机进行制造的课题与解决办法 有些课题可以通过改进3D打印机、成型材料的进化得到解决，用户可以通过自身努力解决的课题也不在少数。 |
第一，把3D打印机视为种类繁多的制造装置中的一种，灵活思考与其他制造装置的用途划分和和组合。如上所述，使用3D打印机作为制造装置时，除了直接成型外，还可以使用3D打印机制作模具进行成型，使用3D打印机制作原型（主模型），待转写至模具后，再进行成型。企业需要从这些方法之中，选择最适合自己产品的方法。
而且，在希望提升产品的表面性状的时候，还可以结合切削加工。其实，铸造与切削加工的结合是一种常识。为了方便理解，大家可以把铸造看作是使切削加工时间最小化的近终形成型。
这一思路的进阶版，就是在3D打印机的成型过程中加入切削加工。实际上，松下已经开发出将烧结金属粉末的流程与切削加工的流程合二为一的装置*6，将其应用到了模具加工。3D打印机成型的大多是复杂的形状，在成型结束后，即使有意进行切削加工，能够加工的范围也非常有限。为了解决这个问题，沉积与切削加工要交替进行。DMG森精机也在“Euromold2013”展会上，展出了其他类型的金属3D打印机与切削加工组合而成的装置，今后，机床企业很可能会涉足这一领域。
*6 松浦机械制作所上市了金属光造型复合加工机“LUMEX Avance-25”。
提高熟练运用的能力
用户需要努力的第二点，是提高熟练运用成型条件等的能力。就像机床一样，用户即使购置了相同的装置，能够实现的精度也各不相同。要想提高熟练运用的能力，首先需要详细掌握装置的基本配置。除了目录规格之外，还要了解在不同的实际条件下，形状的重现性和精度会有怎样的变化。
即便是自动化程度高的3D打印机，也并非没有用户可以干预的控制参数。比方说，在装置所处环境（温度等）的控制、沉积方向、添加支撑的方式、去除支撑等后处理等方面，用户可以积累到技术经验。
把这些成型技术经验反映到数据后，接下来的重点将是数据格式。现在，STL是事实标准，但这种格式只能表现形状。为了消除这一缺点，AMF（Additive ManufacturingFile Format）标准目前正在制定。随着AMF标准的出台，用户或许将可以在更上游定义操作装置时的设置，或是实现成型条件设置作业的自动化。
用户需要努力的第三点是天马行空地设计，也就是思考只有3D打印机才能实现的形状。这是一项以制作产品为前提条件的举措。
以模具的冷却水管为例，只有使用3D打印机制造，才能使产品具备最佳的三维构造（图7）。在过去，用户只能对直线水管进行组合，而使用三维水管的话，冷却性能可以得到显著提高。
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图7：三维水管的示例 模具结构的可视化模型。蓝色部分是冷却水管，呈现出复杂的三维路径。 |
届时，在结构物的特性和精度方面，应当关注的重点是3D打印机的性能是否符合用途的需要，而不是拘泥于过去的成型和加工方式的水平。这样的话，就能够最大限度地发挥出3D打印机的长处。（作者：中山 力，日经技术在线！供稿）
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