3Dプリンティング技術は、大量生産から個別ニーズに応じた製造への移行を促します。
主なメリットは、製造コストの削減、生産効率の向上、複雑な構造の一体成形を実現できることです。
その基本となるのは、材料を一層ずつ積み重ねて造形するという考え方です。
3Dプリンティングでは部品を一体成形するため、ほとんどの従来の製造工程とは異なり、製品の製造中に部品内の材料が支持材の役割を果たす必要はありません。
3Dプリンティング技術では、造形プラットフォーム上で部品を想定できるあらゆる角度に配置できます。
この方式では、さまざまな材料の加工方法による制約を考慮する必要はなく、空間内における物体同士の位置関係だけに注目すればよいのです。
一体成形による製造方法は、設備や材料の利用効率を大幅に高め、エネルギー消費や材料の無駄を削減し、より環境に配慮した生産工程の実現に役立ちます。
現在、3Dプリンティング技術の発展を妨げている主な課題は、次の2点です。
1）3Dプリンティング技術のコストが高く、幅広い用途への導入が進んでいない。
現時点では、3Dプリンティング技術はまだ成熟していません。
印刷を行うには、事前に正確な座標系を構築する必要があります。
プロセス全体を進めるには、ソフトウェア、装置、材料など多くの分野の連携が欠かせません。
後者2分野の開発は、依然として試行段階にあります。
現在、高精度3Dプリンターはまだ高価です。また、3Dモデルの作成に使うソフトウェアの多くは操作が複雑で、習得にも一定の時間がかかるため、一般への普及を妨げています。
2）印刷品質と材料の制約。
現在、3Dプリンターによって印刷精度には大きな差があります。
一般的な業務用デスクトップ3Dプリンターは、精度が不十分という問題を抱えています。そのため、造形物の寸法要件や表面品質が、より高い用途上の要求を満たせない場合があります。
原材料についても、現在3Dプリンティングに使用できる材料の種類は非常に限られており、従来の製造で使われる豊富な材料には及びません。
さらに、成形プロセスが未成熟なため、造形後の製品は一般に必要な構造強度を満たしません。強度を高めるには熱処理などの後処理が必要であり、利用可能な3Dプリンティング技術の適用範囲を大きく制限しています。
現在の3Dプリンティング技術では、異なるカテゴリーの材料を同時に印刷することはできません。
そのため、用途は依然として、機能や構造が比較的単純な製品に限られています。
しかし、今後、コンピューター技術や新たな製造産業がさらに発展し、成長するにつれて、3Dプリンティング技術もより速く、より大きく進歩していくでしょう。
