はじめに

本特集の主題である3Dプリンティングを含む金属積層造形（Additive Manufacturing、以後AM）技術については、性能検証を目的としたRapid Prototypingとしての活用例もある^（1）が、製品に搭載する部品の製造技術として活用することを主眼に技術開発を進めている例も多く見られる。開発対象には、今後の発展期待を含めたAM装置の生産能力、装置価格、AM用粉末価格を勘案し、経済的にAM製造に見合ったものを選定することが、実用化を進める上で重要である。図1は輸送機器およびエネルギー機器の価格を重量で除した値の概数を示したものであるが、AM製造もしくはその開発対象としてふさわしい部品を選定する上で、この指標は幾分大胆ではあるが、第一スクリーニングとしては決して不合理な指標ではないと判断している。

さて、現状のAM用粉末の価格が数万円/kgであることを勘案し、この選定指標に照らし合わせた場合、図1の中では航空機体および航空エンジン関連の部品がAM適用対象の筆頭候補となるが、本題に記すエネルギー機器である発電用ガスタービンについても、圧縮機部品、燃焼器部品、タービン部品といった形状・精度要求の高い空力部品や、1,000 ℃をはるかに超える作動ガスに晒される耐熱部品といったガスタービンの基本性能を決する重要部品には、AM適用対象として十分な経済価値を有するものが多くあると判断できる。このような部品の製造コストが大きい要因は、使われる材料が高価なチタン合金やニッケル合金などであることも挙げられるが、加えて高い信頼性要求により鍛造素材から贅沢に削り出される部品、高い性能要求により精緻な加工と高度な接合技術で機械強度と必要機能を両立させている部品、精密鋳造法により精緻な中空構造（内部冷却構造）が与えられている部品など、所定の形状と性能・機能を与えるための工程に大きなコストを支払っているためである。