AM技术的应用：先发制人，最早一批AM用户已进入实用新阶段。

1、AM技术有两大优点：形状自由度高、少量产品的低成本化和短交货期化。

2、如果只是把AM作为一种既存工艺的代替方式导入到生产中，通常无法得到想要的结果。某种产品的生产是否适用AM，需要比较AM与既存工艺的优劣。

3、虽然业界在AM的使用方便性上取得了长足的进步，但实际上可以使用哪个部分、怎样使用等方面，很多时候还要依赖用户自己做出判断。

3D打印机在各个产业的应用正在不断扩展。3D打印不是我们制作试制品的一个工具，而是面向顾客提供商品的一种生产方式。以前，3D打印技术主要被应用于生产零部件中单价昂贵的航空航天领域和医疗领域等。但是后来，以汽车和铁道等为主的输运工具以及面向普通消费者的某些行业也开始积极采用3D打印技术。近年来，3D打印改头换面，大家更乐意称之为“增材制造（AM）”，因此将沿用AM这一叫法来进行讲解。

AM技术迅速发展，生产性、精度和物性等一系列制造业的老大难问题也得到了改善。部分企业预见到这些改善，先前就有目的地进行了实际运用的研究开发，并在实践中积累了相关知识和宝贵经验。从结果来看，许多企业已经确定了使AM发挥最大效果的具体用途，并扎实稳步地进行着准备。近几年来，AM技术急剧发展，预计未来十年左右其市场规模在也会有大幅扩张。在使用模具进行成形和切削加工时，AM技术的加入为行业提供了一个新选项，是大有可观的未来型技术。AM技术的两大优点：形状自由度高、少量产品的低成本化和短交货期化首先，笔者对AM技术的优点进行了归纳总结。总的来说，AM技术的优点体现在两大方面。

AM的第一个优点是形状自由度高，从而使零件能适用于一体化和晶格结构、拓扑优化，这一点关系到以轻量化为重点的新功能和新性能的实现。因此，AM技术可以在短期内实现替换用零件的供给和单独定制等多规格的单品生产，这也是AM的一大优点。AM这一优点使以往无法达到的功能和性能得以实现，大大提高了产品和零件的附加价值。这个特点还让产品形状有了更高的自由度，摆脱了工具和拔模斜度等制约因素，无法通过普通工艺制作的复杂形状也可以一体成型，从而实现轻量化，还能削减装配工序以到达削减采购成本以及缩短交货。高附加价值不仅是因为产品的形状自由度高。近年来，通过AM技术，零件内还进行了最佳配置多种材料的复合材料法。这是在微小单位采用附加材料的AM工艺独有的特征。

AM技术的第二个优点是，实现少量产品的低成本化和短交货期化。虽然这一优点在形状自由度高（即零件一体化）中不难发掘，但当把AM技术作为生产背景时，其体现的特征是不同的，这意味着不使用模具也可以单独制造。以3D模型为首的数字化数据可以让生产更容易控制，这个特征有助于产品的少量生产，同时还可以帮助企业在低库存状态下提供维修用零部件，以低廉的成本制造少量的、最优化的产品，实现产品定制，并与新型商业模型的实现相关联。设计出了新产品，却无法量产放眼全球，利用AM进行产业优化最成功的企业之一便是美国通用电气公司（GE）。通用公司将AM应用于实际产品的第一个案例是飞机用喷气发动机的燃料喷嘴。GE虽然设计出了能够满足预计功能和性能的结构，但没有量产这一结构的方法。以此为契机，通用把目光落在了AM技术上。

通用公司与技术水平较高的美国莫里斯技术（MORISTechnology）合作，实现了这一目标。新的燃料喷嘴将焊接、钎焊的部件由原先的20个减少到了1个，实现了25%的轻量化，库存减少了95%。年，通用电气收购了莫里斯技术，以此为节点，之后的AM技术应用范围急剧扩大。飞机发动机内的各种部件、发动机以外的飞机部件、发电涡轮等，很多飞机本身以外的部件也成为了AM技术的适用范围。此外，AM的企业内应用也如火如荼，GE还积极地向企业外推介该技术的使用方法，推动AM技术事业化。

年，GE又陆续收购了两家欧洲的AM装置制造商，设立了GE集团的跨领域组织“GE增材”。单凭置换无法得到理想效果正如上述案例所述，AM的应用的确可以帮企业解决许多重大问题。但是，如果只是把AM作为一种既存工艺的代替方式导入到生产中，我们通常无法得到想要的结果。只有像GE这样，将只有通过AM才能实现的新功能、新性能适用于新设计，才能获得更为理想的结果。话虽如此，某种产品的生产是否适用AM，还需要比较AM与既存工艺的优劣。既存工艺中有庞大的知识储备，无法“搞定”的形状其实并不多见。此时，我们需要分别考虑使用的模具和切削工艺。形状的高自由度、生产效率、可以使用的材料等，会因为采取的工艺不同而不同。

也就是说，AM究竟能不能帮我们获得期待的结果，这一点还需要仔细斟酌。以AM为前提得出的最适方案，还要考虑这套方案的成本和优势，再与既存工艺试着比较权衡。优势和成本不能仅限于单件产品，还要综合考虑装配与配送的成本。

当我们需要从既存工艺和AM之中二选一的时候，需要试算AM下成果（附加价值）和成本的关系。此外，成本和利润不仅会受到生产数量的影响，还会随着熟练程度以及AM技术的进化而发生改变。例如，前面提到的通用电气将AM技术应用于航空航天领域，这是一种突破。轻量化产品的优势很大，所以，如果我们稍微减轻生产产品重量的话，油耗等数值也会趋于理想。因此，即便成本有所增加也在容许范围内。另一方面，像汽车这样的量产品，AM的采用存在着很大的障碍。

例如，年4月，德国BMW在日本销售的敞篷汽车“BMWi8Roadster”。该车型采用了AM技术成型加工的Ali10Mg制部件。如果是6万个零件的话，比起需要模具的镁合金压铸品，AM的成本更低。但是由于一台汽车上搭载了两个这种部件，如果生产台数超过3万台的话，采用AM反而会导致成本增加。因此，作比较时不仅仅要看生产量，还要看AM能够实现的形状和品质等优点。而且，实际成本也随着AM用户在实际小伙用中积累的经验以及AM技术本身的进化而变化。在熟练运用中积累经验，先下手试着运作机器，这一点很有必要。用在什么地方、可以运用到什么程度、问题是什么、如何解决这个问题等，在实际商讨这些问题的时候，可以先客户一步导入方法。比如，德国开展了多行业制造商的公共机构以及共同研究项目，AM的具体用途还在磋商中。

当然，日本也有很多敢于争先的用户，他们同样稳步扎实地积累着使用方法和技巧。比如，提供AM成型服务的日本积层造形（总部位于日本宫城县多贺城市，JAMPT）接受了来自德国慕尼黑理工大学赛车队“TUfastRacingTeam”的生产委托，委托内容是成型制造大学赛车队年赛季的车辆冷却器外壳。慕尼黑理工大学把该零件委托给了很多成形制造服务商，而成功地只有JAMPT一家。

冷却机外壳要安装在各个车轮附近地轴承处，内部还有十分复杂的冷却配管。JAMPT采用的材料为AlSi10Mg，并使用了粉末床熔融结合方式的机床。由于该工艺成型后的产品的中空部分会堵塞有粉末材料，所以之后要进行剔除工序。这时，从内部配管中国剔除粉末材料就显得困难重重了。JAMPT尝试了多种激光输出和扫描速度、层叠厚度等造型条件，达到了完全去除未硬化粉末的水平。一般情况下，成型加工中未硬化的部分也有一定程度的热传导能力，有时会成为半硬化状态。如何避免这种情况发生，是加工时必须掌握的技术之一。松下生活解决方案公司也是熟练使用技术积累了一定能力的公司之一。早在二十多年前，松下就开始开始进行AM的研究开发，掌握了很多独创技术也取得了专利成果。近十年以来，松下还利用AM注射成型的技术来生产量产用模具。

技术开发使生产性和使用便利性得到提高其实，该在什么时候采用AM技术才是我们应该讨论的问题。AM装置制造商们的技术水平也一直在不断进步，例如生产效率大幅提高。将AM适用于大量产品的时候，与现有工艺相比，生产效率的差异显得很重要。但是，作为AM技术的评价基础，AM生产效率正在不断提高。

生产效率的提高一直都是业界的重要课题之一。此外，还有成型品质、使用便利性以及材料多样化等需要我们改进。在把握该状况的同时，积累基础性的熟练运用的经验也很关键。除了生产效率之外，企业还致力于AM与现有工艺相结合的混合加工的高效化和多材料方向的开发。近期，业界在AM的使用便利性方面进行了许多调整。比如，监测成型状况、活用人工智能（AI）等工具提高自动调整最佳造型参数等。尽管如此，如果等到AM技术发展成熟之后再导入那就太晚了。虽然业界在AM的使用方便性上取得了长足的进步，但实际上可以使用哪个部分、怎样使用等方面，很多时候还要依赖用户自己做出判断。用户还是应尽早导入AM工具并积累经验，因为一旦AM成为“谁都可以使用”的技术，就无法与大家拉开差距，也无法造就自己的竞争力。