3D打印机催生“制造”革命

喜欢科幻片的朋友也许知道出现在《星际迷航》中的未来机器“复制机”（Replicator）。这台复制机具有重新排列分子的功能，当告诉它想要什么东西时，就会马上制作出来。“3D打印机”未来就有可能实现这种愿望，因而受到了人们的广泛关注。
3D打印机一边让打印头及托盘移动一边慢慢堆叠材料，逐步输出造型物（图1）。利用其堆叠材料的特点，可以同时输出建筑物的墙壁和楼梯，能够轻松制作出复杂的造型物。

图1 低于20万日元的低价位3D打印机中的代表性产品。很多店铺都在销售，包括山田电机及亚马逊日本网站等  
※以下各产品的数值中，●分别表示最小层叠间距和最大造型尺寸
其实，3D打印机在二十多年前就开始用于商业用途了。但当时十分昂贵，大多价格在数十万元到数百万元之间。3D打印机突然受到关注的原因是，多款低价位产品的问世（图2），现在还有数千元的产品。
中小企业及个人也买得起的、价格低于50万日元的几款主要3D打印机  
  
图2 低价位3D打印机除了图1的“Cube”之外还有多款。  
  
还有用户自己组装的自制套件  
以前因成本而无法购买3D打印机的中小企业及个人，可以使用这种打印机试制产品的动向会不断扩大。过去只有部分大企业及研究机构才能使用的计算机，在个人电脑问世之后，成了任何人都能使用的产品。或许3D打印机也会像计算机一样，随着自身的发展而实现产品制造的“个人化”。
价格因开放化而降低
3D打印机的价格急剧降低的原因是，出现了一个名为“RepRap”的开放化3D打印机开发项目。RepRap由英国巴斯大学高级讲师艾德里安·鲍耶（Adrian Bowyer）创设。
与开源软件一样，RepRap的设计图也是公开的，因此“多家基于RepRap开发3D打印机的风险企业陆续问世，包括被美国3D Systems公司收购的英国Bits from Bytes及美国Makerbot等”（RepRap Community Japan代表加藤大直），由此掀起了3D打印机热潮。
随着低价位3D打印机数量的增加，致力于3D造型的用户在全球范围内不断增加。可以感受到这种火爆势头的网站之一是“Thingiverse”。该网站有生活用品、服饰配件及艺术作品等不同种类的3D数据。用户可免费下载喜欢的数据，马上用3D打印机打印出来（图3）。使用这些网站，自己不会制作3D数据的人也能用3D打印机打印物品，这促进了3D打印机的使用范围扩大。
●还出现了将大量3D数据集中在一起的网站  
  
图3 出现了“Thingiverse”等将全世界的用户制作的3D数据集中在一起的网站。在网站上找到喜欢的数据后，可以下载数据并用3D打印机打印出来，能够马上获得实物  
目前还出现了“Cubify”等购买其他用户制作的3D数据的网站。如果将来3D数据销售服务普及，人们能够用3D打印机打印日用品等，也许现在经由宅急便收取快件的网购会退出历史舞台。
3D打印机可带来让数据变成物质的新体验，甚至可能会改变我们的生活和产业结构。但3D打印机在普及之前还有很多问题需要解决。
目前，商业用途方面，3D打印机已被应用于产品的开发与试制、建筑、医疗及艺术等领域（图4）。其原因是，虽然商用3D打印机价格高，但可以获得相应的品质。而尚处于黎明期的个人用低价位3D打印机输出的造型物往往表面稍显粗糙。而且打印速度及价格等方面也很难说能让大部分人满意。专家指出，“3D打印机要像纸质打印机一样普及，技术及成本方面都需要进行大幅改进”（日本3D数据使用协会理事长相马达也）。
●现有3D打印机的主要用途和今后的课题  
  
图3 出现了“Thingiverse”等将全世界的用户制作的3D数据集中在一起的网站。在网站上找到喜欢的数据后，可以下载数据并用3D打印机打印出来，能够立即获得物品  
目前，3D打印机的操作方法还不够简单，还需要3D打印机及相关软件的知识。为此，引进3D打印机的大学等教育机构不断增加，还出现了举办3D打印机研讨会的团体和企业。当技术进步和知识普及两个条件都已成熟时，估计才会显现出3D打印机的真正价值。
“看到朋友的笑脸非常开心”
毛利宣裕是光固化快速成型3D技术方面的专家，为了探索个人使用3D打印机的可能性，他下狠心购买了当时高达40万日元的产品。
因为从事汽车修理业的朋友总是苦于买不到旧外国车的部件，毛利便答应用3D打印机为其制作部件。经过一个半月的摸索，部件终于制作完成，朋友满面笑容地表达了谢意。毛利表示，今后将召开研讨会来帮助3D打印机用户。（作者：松元 英树，日经技术在线！供稿）
  
毛利宣裕（左）2012年为家里添置了3D打印机。客厅一旁设置了两台中型3D打印机（右）