精益制造035：工业4.0之3D打印

　　3D打印机在社会上的认知度急剧上升，3D打印机市场可谓是遍地开花，它将给制造业带来巨大变革。随着造型材料、装置的进步、价格的下降趋势，3D打印机的用途在扩展，用户层（制造业、个人用户、家居装饰、文化艺术、医疗等）也在不断扩大。
　　3D打印机开始在制造业的试作工程中得到应用。正如它被称作“快速成型”一样，与以往的方法相比，在短时间内就能制作出试作品是它大的优势。所以，尽管装置价格达到数百万日元，但3D打印机能得到与其价格相对的充分效果。
　　近年来，如在制造业使用射出成型和冲压工艺来制造模型，在制造车间制造设备工具等，3D打印机的应用范围正在扩大。然而这是替换了制造业中已存在的基本的工程方式，而不是与现如今可以看到的巨大变化相关联的事物。那么为什么与3D打印机相关的实际产品和实际服务开始猛烈兴起了呢？这个背景中存在着三大原因。就是“装置的低价化”，“网络服务的充实”以及“造型用材料的品种多样化”正在急速地进展。
　　关于装置的低价化，近年来，可动喷管的尖端市场有钢丝状树脂，一边溶解喷管的树脂来塑造立体模型的3D打印机制品以10万日元的价格相继发售。因此，即使是过去从未想过要尝试使用3D打印机的个人或除制造以外的企业都萌生了导入3D打印机的想法。
　　在网络服务的充实方面，由于SNS（社交网络服务）的信息互换变得活跃，与3D打印机相关联的网络市场（电子市场）的服务也正相继出台。因此，“3D打印机是什么样的产品”“它究竟能做些什么”这样的消息也正在深入人心。再进一步说，即使不购买3D打印机本体也能买到3D造型物件这样的市场环境也有了。作为造型材料的种类，3D打印机能够使用的新型材料也被陆续开发出来，制造业以外，例如在医疗、食品等业务用相关领域也在扩展。
　　因为社会对于3D打印机的认知度的急速提高，今后又会引起什么现象呢？那就是产品开发的进一步加速与市场的扩大。如果因为3D打印机的低价化，从而促使3D打印机市场扩大，那么加入这一市场的生产商会相应地增加。生产商之间的竞争逐步加剧，导致3D打印机更加低价化、网络服务的扩充、材料品种的增加，也就是“正面反馈”的正面循环。以往制造商使用3D打印机，在一定程度上也推动了材料性能以及低价化这一循环。
　　但是，现在产生的正面循环，与以往的循环在本质上完全不同。因为除了包含普通个人的制造业以外，3D打印机的业务部分也在拓展，并能够充分利用社会的丰富资源和技术，所以技术开发以一种以往完全无法匹敌的速度进行着。低价化脚步会加速，造型材料的品种也会急剧增加。
　　就像普通手机在一瞬间就被智能手机所取代那样，一旦正面反馈开始循环，这个市场便不会突然萎靡。因此，可以说3D打印机的市场即将走向繁荣。对于制造业来说，3D打印机能否成为产品或部件的制造设备具有很大的意义。当前，使用3D打印机的很大原因在于可以又快又便宜地得到试作品。尽管效果不错，但一旦能制作出产品或部件，从设计阶段起即可以实施的设计，从而获得更高的附加价值。使用3D打印机制作产品或部件，其水平和应用领域仍是个未知数，值得不停地进行研发和探索。
　　从制造试作品到实际产品的设备的转变??3D打印机进入了新的阶段。
　　在日本国内，某汽车生产制造商正考虑把新概念汽车投入市场，该车更易定制内装等部件。根据本杂志取得的材料显示，该制造商倾向于把3D打印机作为制造方法。如果能够得以实现，就意味着新型概念汽车上将搭载由3D打印机制作的部件。智能手机同样开始显现此趋势。美国Google公司正在推进新智能手机开发项目“ProjectAra”。其特点是将智能手机的各功能模块化，用户可以按自己的喜好自由组装智能手机。而制造模块的方法也同样考虑要使用3D打印机。实际上，该公司和3D打印机的大型制造商美国3DSystems公司联手，正在开发较以往产品生产性能更高的新型3D打印机。由3D打印机制作大生产量的智能手机功能模块等部件的时代确实越来越近了。不仅是汽车和智能手机行业在使用3D打印机，我们可以预见到今后利用3D打印机制作成品的企业会越来越多
　　3D打印机不仅被应用于开发现场，给制造、物流以及销售等行业也带来了变革。在这些方面，美国走在了世界前列。大型3D打印机厂商美国3DSystems公司（南卡罗来纳州罗克韦尔）计划在2014年发售可打印砂糖点心和陶瓷器的3D打印机。3D打印机致力于实际产品的制造，成型材料也不再限于树脂或金属。
　　眼下关注使用3D打印机打印"食物"等日常生活中所用素材的人在增加。该公司还对3D打印机打印食物的未来前景所做出的规划。那就是“将适合个人的营养食物制作成喜欢的样式”。尤其是很多老年人，经常会为从自然食品中摄取适量的营养下很大的功夫。如果使用3D打印机，就可以更方便地制作符合个人的营养搭配食品，可以更细致地对个人的营养状况加以管理。以往在谈起3D打印机时，已大篇幅地阐述了其满足个性化形状的优点。如果成分方面也能进入个性化阶段，衍生出新事业的可能性会更高。
　　另外在医疗领域，利用可视化技术提高医疗质量的呼声很高。而其中一项即是利用3D打印机以及成型加工技术、软件等工具，将活体脏器模型化，并试着用于术前模拟、培训年轻医师等场合。

《日经制造》是日经BP社发行的月刊杂志。面向日本制造业的技术人员提供综合信息。创刊于2004年4月，每月1日发行。前身是《日经机械》。以“支援强化日本制造业的竞争力”为宣传语。

　　3D打印机在社会上的认知度急剧上升，3D打印机市场可谓是遍地开花，它将给制造业带来巨大变革。随着造形材料、装置的进步、价格的下降趋势，3D打印机的用途在扩展，用户层（制造业、个人用户、家居装饰、文化艺术、医疗等）也在不断扩大。

第1章制造业3D打印应用新趋势
能令人着迷的3D打印机
“EuroMold2013”：新型专业3D打印机盛况
让3D打印机“沸腾”的DMS展
第2章3D打印原型机应用
3D打印机，成果宣言
见证3D打印机的实力
提升试作力量
用3D打印机快速、便宜地制作试作模型
第3章3D打印引领制造业工艺变革
集结日本的技术力量将砂铸模型用3D打印机的生产效率提高十倍
可将任意不同种类的材料一体成型的3D打印机
新技术设计革新
第4章智能生产（3D技术在工业生产过程中的应用）
EXEDY在两小时内利用3D自动设计模具
新机床又上新台阶
第5章3D设计
细致地将印刷电路板三维化
图研发布了用于构想设计的BOM
三维扫描仪的基础知识：不仅能用点群，还可以用几何形状表现实物的表面形状
使用高速定制工具制成作业指示书
线束设计工具
见证新出品的3D-CAD免费版的实力
3D单图的效能和问题
通过共享3D数据来提高设计效率
佳能MJ新3D解决方案
第6章3D打印新产品开发
对应600万色的全彩3D打印机
美国“CES”展会上，陆续推出了面向3D复印机甚至食品的3D打印机新产品
开发砂糖和陶器造型用3D打印机
日本专业厂商致力于新一代3D打印机的研制开发，目标是5年后速度提高10倍、精度提高5倍
第7章价格与成本革命
3D打印机不仅增加了成型的大尺寸，并可同时制造几个产品，进而提高了生产性
OpenCube公司的低价格3D打印机产品
陆续推出日本产3D打印机，价格低廉
花119800日元，就可以购买3D扫描、打印机复合机，轻松进行3D打印
第8章未来商业模式
Ricoh加入3D打印行业
第9章3D打印+医疗
备受瞩目的活体脏器模型化技术
医疗×制造
第10章3D打印+印刷技术
只要在办公位置上叫一声，就可以自动过来的“打印机器人”
山形大学将电子电路印刷技术运用到3D曲面中
第11章3D打印与商业伦理
在3D打印机上安装防止违法成型的软件，可识别枪支等危险品及伪造品的数据