2014年06月12日00:45
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松下把3D打印技术用作快速开发、生产高附加值商品的手段之一。其最终目标，是“以过去百分之一的成本，做一个产品也合算的高附加值商品”。为此，3D打印机将不只用于开发过程中用来验证设计的试制，还将在实际制造中应用。让我们从松下可使用树脂、金属两种材料的3D打印机的实例，来看一看3D打印机的实力。
“我们用制作高功能模具的劲头，革新了模具的加工”——松下制造本部生产技术开发中心生产技术研究所部门经理寺西正俊说道。
该公司开发出基于3D打印技术的模具制造装置，将应用于模具加工。寻找全球竞争力强劲的模具的结果，是最终找到了3D打印技术这个法宝。
高速试制个人家电
寺西所在的制造本部过去叫作生产技术本部。制造本部不仅负责量产厂的设备开发等生产技术，还担任跨现有业务部门的创新任务。
开创新业务的基础，是长期积累的大量生产技术。包括材料技术、成膜加工和切削加工等精密加工、在印刷基板上安装零部件的技术、检测、机器人、成型技术等。今后的目标是，运用这些技术开发制造出新的商品。
松下之所以采取这样的举措，是因为随着全球竞争不断激化，家电产品逐渐成为了大众化商品，消费者需求也趋于多元化，企业很难推出能够赚取附加值的商品（图1）。在市场和商品出现变化的同时，新兴市场国家的劳动力成本也出现飙升，出现了生产向日本国内回流的迹象，制造本身也在向数字化和3D化发展。
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图1：松下的环境认识与三大创新 通过流程创新，松下将以速度为重，改变商品设计开发到量产的过程。（《日经制造》根据松下资料制作） |
松下为应对当前局势而实施的三大创新中，制造本部全力推进的是流程创新。创新关系到商品的开发设计与生产两个方面。
举例来说，松下于2013财年成立了名为“全程个电试制工作室”的组织。个电是按照个人需求定制个人家电的简称。
为了孕育出个电新商品和新业务，全程个电试制工作室从创意到设计、分析、试制、评估、提案全程负责。是众多研究者齐聚一堂、集思广益的内部开放型实验室。
全程个电试制工作室不仅提供用来评估设计的试制品，还向改革量产前置流程发起了挑战。其中最受重视的是速度。为了加快速度，该公司除了购买市售的3D打印机，还把按照需要开发的装置纳入了视野。
在10多个网点活用
在市售的3D打印机中，松下利用的是喷射液体树脂的3D打印机（以下称：树脂3D打印机）（图2）。其使用树脂3D打印机的始于2005年前后。
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图2：树脂3D打印机的活用成果与应用范围 已经在日本国内的10多个网点设置，在海外网点也已经开始活用。应用范围停留在设计和试制阶段，尚未进入量产验证。（《日经制造》根据松下资料制作） |
首先是在日本开始将树脂3D打印机全面应用于数码相机和摄像机等数字家电的开发，现在，应用范围又扩大到了白色家电、车载部件。目前已有10多个工厂在使用多台树脂3D打印机，整个公司有相当数量的3D打印机在工作。
以BtoB领域为中心，海外的基地树脂3D打印机的采用也在扩大。这是因为随着日本国内工厂的逐渐减少，海外基地的试制需求越来越大。通过在日本制作设计数据，把数据转发到海外网点，使用当地的3D打印机制作试制品，就无需邮寄实物，海外基地就可以对实物进行验证，各个基地之间沟通能够短时间完成。
此前，树脂3D打印机的应用范围还停留在新创意和设计的具体化、设计验证等阶段，没有涉及量产验证。这是因为树脂3D打印机可以使用的材料、造型方式、装置等方面都还存在技术课题的缘故（图3）。
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图3：树脂3D打印机的课题 对于材料特性和成本改善的期待增加。（《日经制造》根据松下资料制作） |
比如，因为能够使用的材料种类有限，所以经常造不出强度和耐久性足以开展量产验证的试制品。具体来说，如果强度低于实际产品使用的材料，就无法通过坠落试验等检验破坏模式。耐热性仅为80℃左右的材料很难应用于投影仪等光源单元，而且还存在透明度差，无法得到光学部件采用的问题。除此之外，造型材料的价格为3～4万日元/kg，是一般材料的50～100倍，这也成为了阻碍应用扩大的原因之一。
在与造型方式相关的课题中，首先是能够制造的部件形状存在制约。人们往往会误解，以为只要有了3D数据，就能轻而易举地利用3D打印机重现形状，但实际上，能够制造的形状是有条件的。
比如说，对于宽高比达到10倍以上的形状，去除支撑材料就会变得困难，而对于像探针那样的细长部分，在去除支撑材料的时候，有可能会造成断落。在精度方面，厚度小于0.5毫米的薄板在造型时还存在曲翘和起伏变大的问题。
目前的状况是在上述诸多问题的前提下，根据用途有选择地使用树脂3D打印机。今后，随着材料特性、成本等问题得到解决，树脂3D打印机的应用范围应该会扩大到立体模型的量产验证乃至量产阶段。
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