2015年6月、技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構（TRAFAM）が金属3Dプリンターなどの開発に関する中間成果を公表した。実に9台もの試作機を造り上げていたことが明らかになった。

TRAFAM：
金属造形で世界最先端を狙う

　造形装置だけではない。同機構は造形材料、製品・部品設計の在り方までを視野に入れているのが特徴だ（図1）。「金属の3Dプリンティングでドイツよりも先に行くには、この『設計』『材料』『造形装置』の3本の矢を束ねていくしかない」（TRAFAM「次世代型産業用3Dプリンタ技術開発プロジェクト」のプロジェクトリーダーで近畿大学工学部教授の京極秀樹氏）という考えに基づいている。

図1　3Dプリンティングにおいて取り組むべき課題
高品質で実用的な造形品を得るためには、造形装置だけではなく材料と造形品の設計についても開発を進め、相互に擦り合わせていく必要がある。TRAFAMの資料を基に本誌作成。
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　実際、金属での3Dプリンティングでは、材料の粒径の分布や平均値、形状などが造形結果に大きく影響する。そこでTRAFAMには、研究機関や装置メーカーだけではなく、材料メーカーも参画している（図2）。さらに実地での評価や用途開発のために、多数のユーザーが参加している。

図2　材料メーカー、ユーザーも加わっているTRAFAMの開発体制
造形装置の開発に加えて金属材料や鋳造型の材料のメーカー、評価を担うユーザー企業も参加している点に特徴がある。2015年4月1日現在。TRAFAMの資料を基に本誌作成。
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　これらのメンバーで目指しているのが、良質な造形品を得るための現象の解明と条件の洗い出しに加えて、高速化と大型化である。巨大な造形槽で多数の造形物を一度に作製すれば、大量生産にも対応可能になるからだ（図3）。造形槽に多くの異なった形状の造形物を並べれば、一品生産品を同時に多数造れる。

図3　3Dプリンターの大型化、高速化で大量生産も可能
多数の鋳造用砂型を大型の3Dプリンターで造形する状況を表した図。高速で造形可能な3Dプリンターで造形エリアを大きくすれば、大量生産へも対応可能になる。個々に異なる砂型を一度に造ることも容易。 写真：TRAFAM

　TRAFAMの最終目標として、金属3Dプリンターについては2018年度末、鋳造のための砂型造形用3Dプリンターについては2017年度末に、それぞれどのような仕様の造形装置を実現するかが決まっている（表1）。装置の価格は金属3Dプリンターで5000万円以下、砂型造形用プリンターで2000万円以下に抑える。目指しているのは、中小企業でも導入可能なコストパフォーマンスを備えた機械の開発だ。

表1　TRAFAMにおける技術開発プロジェクトの最終目標
金属を造形できる3Dプリンター2機種について2018年度末、鋳造型を作製できるもの1機種について2017年度末時点での造形速度、造形エリア、装置の価格などの目標を定めている。TRAFAMの資料を基に本誌作成。
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　この目標の手前にある中間目標を実現するべく、要素技術研究機や一次試作機などを作り上げたのが現在の状況だ。それを手掛けるメンバーは主だった国内企業がほとんど参加しており、「これで（海外に）負けたらどうしようもない」（京極氏）というくらいの体制を組む。