3Dプリンティングの10原則

「Fabricated：3D印刷の新しい世界」からの抜粋

あまりにもずっと前に、コーネルの研究者Hod Lipsonと技術アナリストのMelba Kurmanが書いたFabricated：3D Printingの新しい世界を見直すかどうかを尋ねる電子メールを受け取りました。 Wiley Publishingの最近のタイトルは、技術が口語的に知られているように、添加物製造の歴史と将来、または3D印刷をカバーしています。

本の電子コピーに加えて、彼らは私に抜粋を送ってくれました。これは3D印刷革命全体を完全にまとめたものです。

Fabricatedの著者たちは、始めから3D印刷を中心に取り組んできました。

付加的な製造ニッチでの彼らの経験と知識はすぐに明らかであり、3Dプリントが深く刻まれた明るい未来を描いた推測的な道が開かれています。 それは面白くて感動的で、良いSFのように読むことができます。 しかし、3D印刷は著者が容易に主張しているが、フィクションのものではない。 これは既に、小バッチ製造プロセスの重要な部分となっており、その役割は拡大しています。

将来のLipson＆Kurmanの記述が可能性の範囲内にあることは本当の意味合いを持っています。 バイオ印刷された臓器や食品の複製など、彼らが話すより魅力的なことのいくつかは、まだ数十年前のことであり、可能性の遠い地平線にのみ存在しています。 しかし、他のもの、例えば軽快な製造と急速なプロトタイプの登場は、目の前で起こっています。

私はFabricatedの初期のページからの抜粋を公表する許可を与えられました。

3D印刷が最終的に世界を意味するようになるのは素晴らしいことなので、この技術に関心を持つ者は誰もが非常に魅力的だと思っています。 私は、本書に関するこれ以上のコメントを今のところ保留するつもりです。私たちは今月末に完全なレビューをします。

ここに抜粋があります：

3D印刷の10原則

未来を予測することは駄目です。 この本を執筆して3D印刷に関する人々にインタビューするとき、我々はいくつかの基本的な「ルール」が引き続き登場することを発見しました。 幅広く多様な業界や背景、専門知識を持つ人々は、3D印刷が過去の主要コスト、時間、複雑さの障壁を手に入れるのに役立つと同様の方法で説明しました。

私たちが学んだことを要約しました。 ここでは3D印刷の10原則をご紹介します。人と企業が3D印刷技術を最大限に活用できるよう支援したいと考えています。

• 原則1：製造の複雑さは無料です。 伝統的な製造では、オブジェクトの形状が複雑になればなるほど、製造コストは高くなります。 3Dプリンタでは、複雑さは単純さと同じです。 華やかで複雑な形状を製作するには、単純なブロックを印刷するよりも時間、技能、またはコストがかかりません。 無料の複雑さは、伝統的な価格設定モデルを混乱させ、物を製造するコストをどのように計算するかを変えます。

• 原則2：バラエティは無料です。 単一の3Dプリンタで多くの図形を作成できます。 人間の職人のように、3Dプリンタは毎回異なる形状を作ることができます。 伝統的な製造機械は多目的性が低く、限定された形の形でしか物を作ることができません。 3D印刷は、ヒューマンマシニストの再訓練や工場機械の改造に伴うオーバーヘッドコストを排除します。 単一の3Dプリンタには、異なるデジタル設計図と原材料の新しいバッチだけが必要です。

• 原則3：組立は不要です。 3D印刷は、連動した部品を形成する。 大量生産は組立ラインのバックボーン上に構築されています。 近代的な工場では、機械は後でロボットや人間の労働者によって組み立てられる同一の物体を作る。 製品に含まれる部品が多いほど、組み立てに時間がかかり、製造コストが高くなります。 オブジェクトをレイヤーにすることで、3Dプリンタはドアを印刷し、同時にインターロック式のヒンジを取り付け、アセンブリは必要ありません。 組立を減らすことでサプライチェーンが短縮され、労働と輸送にお金を節約できます。 サプライチェーンが短くなるほど汚染が少なくなります。

• 原則4：ゼロリードタイム。 3Dプリンタは、オブジェクトが必要なときにオンデマンドで印刷できます 。 現場での製造が可能であるため、企業は在庫を棚卸する必要がありません。 3Dプリンターは、顧客の注文に応じてオンデマンドで特殊オブジェクトやカスタムオブジェクトを作成できるため、新しいタイプのビジネスサービスが可能になります。 ゼロリードタイムの​​製造は、印刷物が必要な時に必要な場所に作られた場合に、長距離輸送のコストを最小限に抑えることができます。

• 原則5：無制限のデザインスペース。 伝統的な製造技術と人間の職人は、形状の有限のレパートリーしか作ることができません。 形状を形成する私たちの能力は、私たちが利用できるツールによって制限されています。 例えば、従来の木材旋盤は丸い物体のみを作ることができる。 ミルは、フライス工具でアクセス可能な部品のみを作成することができます。 成形機は、鋳型内に注ぐことができ、次いで型から引き出すことができる形状のみを作製することができる。 3Dプリンタはこれらの壁を取り除き、広大な新しいデザイン空間を開きます。 プリンタは今までは自然界でのみ可能だった形状を作ることができます。

• 原則6：ゼロスキル製造。 伝統的な職人は、何年もの間、必要なスキルを身に付けるための修業者として訓練を受けています。 大量生産とコンピュータによる製造機械は、熟練した生産の必要性を減らします。 しかし、伝統的な製造機械は、熟練した専門家に依然としてそれらを調整し、較正することを要求する。 3Dプリンタは、そのガイダンスのほとんどをデザインファイルから取得します。 複雑なオブジェクトを作るために、3Dプリンタは、射出成形機よりも操作者のスキルが少なくて済みます。 未熟な製造は新しいビジネスモデルを開き、遠隔地の環境や極端な状況にある人々のための新しい生産モードを提供することができます。

• 原則7：コンパクトでポータブルな製造。 生産スペースの容積あたり、3Dプリンタは従来の製造機械よりも多くの製造能力を有する。 例えば、射出成形機は、それ自体よりも著しく小さい物体を作ることができる。 対照的に、3Dプリンタは、そのプリントベッドと同じ大きさの物体を製造することができる。 印刷装置が自由に動くように3Dプリンタが配置されている場合、3Dプリンタはそれ自身より大きなオブジェクトを製作することができる。 1平方フィートあたりの生産能力が高いため、3Dプリンタは家庭用やオフィス用として理想的です。

• 原則8：廃棄物の副産物の削減。 金属で動作する3Dプリンタは、従来の金属製造技術よりも少ない副産物を生成します。 元の金属の推定90％が削られ、工場の床で終わるので、機械加工用金属は非常に無駄です。 3D印刷は金属製造にとって無駄です。 印刷物が向上するにつれて、「ネットシェイプ」製造は物事を作るより環境に良い方法になります。

• 原則9：材料の無限の色合い。 今日の製造機械では、異なる原材料を1つの製品にまとめることは困難です。 伝統的な製造機械は、物を刻んだり、切断したり、成形したりするため、これらのプロセスは異なる原材料を容易にブレンドすることができない。 マルチマテリアル3D印刷が進展するにつれて、さまざまな原材料をブレンドして混ぜ合わせる能力が得られます。 以前はアクセスできない新しい素材のブレンドは、新しい特性や有用な種類の挙動を持つ材料のパレットを提供してくれました。

• 原則10：正確な物理的な複製。 デジタル音楽ファイルは、オーディオ品質を損なうことなく、無限にコピーすることができます。 将来、3D印刷はこのデジタル精度を物理的な物体の世界にまで拡大するでしょう。 スキャン技術と3D印刷は、物理的な世界とデジタル世界の間の高解像度シェーピングを導入するでしょう。 物理的なオブジェクトをスキャン、編集、複製して正確なレプリカを作成したり、元のものを改善したりします。

これらの原則のいくつかは、すでに今日も当てはまります。 他のものは、今後10年または2年（または3年）に成立するでしょう。 3Dプリンティングは、慣れ親しんだ製作上の制約を取り除くことで、下流の技術革新のカスケードの段階を迎えます。 以下の章では、3D印刷技術が、私たちが働く、食べる、癒す、学ぶ、創造する、遊ぶ方法を変える方法を探る。 3D印刷技術がスケールメリットの暴走を緩和する製造とデザインの世界を訪ねてみましょう。

著者Bios：

共著者Hod LipsonとMelba Kurmanは、3D印刷に関する有力な専門家であり、業界、学界、政府にこの技術を頻繁に話し、助言しています。 コーネル大学のLipsonの研究室は、3D印刷、製品設計、人工知能、スマートマテリアルにおける学際的な研究を先導してきました。 Kurmanは技術アナリスト、ビジネス戦略コンサルタントであり、ゲームを変える技術を明快で魅力的な言葉で書いています。

詳細については、Wiley Publishingをご覧ください。

Hod LipsonとMelba Kurmanによる3D印刷の新しい世界、Fabricated：3D印刷の出版社であるWileyの許可を得て抜粋。 著作権©2013。