はじめに：おなじこなでも、ほうこうがちがうとなぜつよさが2わりもちがうのか
きんぞくレーザーこなベッドようゆう（LPBF）プロセスでは、よくみおとされるじじつがある。おなじそうち、おなじこな、おなじパラメータでプリントしたテストピースでも、ビルドほうこう（Zほうこう）でサンプリングしたばあいと、そうないほうこう（XYほうこう）でサンプリングしたばあいでは、ひっぱりつよさが10%～20%ちがうことがあり、のびのさはさらにおおきいことが多い。これはそうちのふあんていではなく、そうごとにとかし、きゅうそくにぎょうこさせるというせいけいメカニズムそのものがもたらすけっかである。そのなりたちをりかいし、せっけいだんかいでプリントしせいをしゅどうてきにかんりすることが、きんぞく3Dプリントを「かたちにできる」から「あんていしてつかえる」へすすめるかぎとなる。
1、いほうせいはどこからくるのか：メルトプールのねつりれきがけっしょうりゅうのかたちをきめる
LPBFのかくそうでは、レーザーがすうじゅうマイクロメートルあつのこなベッドをこうそくでそうさし、メルトプールはミリびょうレベルでようゆうとぎょうこをおえる。ねつはおもに、すでにぎょうこしたソリッドをとおってしたへでんどうする。そのため、けっしょうりゅうはねつりゅうとぎゃくむき、つまりビルドほうこうへエピタキシャルにせいちょうしやすく、ふくすうのメルトプールをまたぐちゅうじょうしょうをつくる。ちゅうじょうしょうはじくほうこうのつよさがたかく、よこほうこうのかいめんけつごうはそうたいてきによわい。そのため、マクロにはつぎのようにあらわれる：
1）Zほうこう（そうかいめんにすいちょく）：ひっぱりじにかじゅうがそうかんのようごうラインをつらぬき、みようごうやきほうなどのけっかんのとうえいめんせきがさいだいになるため、つよさとのびはつうじょうもっともひくい。
2）XYほうこう（そうかいめんにへいこう）：かじゅうがけっしょうりゅうのじくほうこうにそってつたわり、つよさとそせいはつうじょうよりたかい。
3）45°ななめほうこう：りょうしゃのあいだにあり、せんだんとかじくかじゅうにもっともびんかんで、ひろうきれつがもっともはっせいしやすいしせいでもある。
Ti-6Al-4V、316L、AlSi10Mgなどのよくつかわれるざいりょうのじっそくちは、おおむねこのきそくのなかにおさまる。さのはばはエネルギーみつど、そうあつ、スキャンせんりゃく（チェスボード／ストライプ）とつよくかんれんする。たいせきエネルギーみつどをさげると、みようごうがふえ、いほうせいがぞうふくされる。そうかんスキャンのかいてんかく（たとえば67°）をふやすと、テクスチャをよわめ、ほうこうさをちいさくできる。
2、すべてのぶひんに「ぜんほうこうでおなじつよさ」がひつようなわけではない
よくあるかじょうせっけいは、かじゅうほうこうにかかわらず、つねにとうほうせいをもとめることである。じっさいには、しせいさいてきかのだいいっぽは、ぶひんのしゅおうりょくほうこうをはんだんし、そのうえでせいのうをならすためのコストをはらうべきかをきめることにある。
ケースA：ころがりベアリングハウジング。あるじどうかせつびようのベアリングハウジングはラジアルかじゅうをうけ、しゅおうりょくほうこうはすいへいめんないにしゅうちゅうしていた。もとのあんでは、くみつけしせいのままはいちしたため、Zほうこうがちょうどふかほうこうになり、ひろうじゅみょうのじっそくちがせっけいちにとどかなかった。ぶひんをすいへいじくまわりに90°かいてんし、ちゅうじょうしょうのじくほうこうをしゅかじゅうとおおむねへいこうにすると、おなじざいりょう、おなじパラメータで、ひろうサイクルすうはやく40%こうじょうし、プリントじかんのぞうかは6%にとどまった（サポートりょうはわずかにぞうか）。
ケースB：えきれいれいきゃくりゅうろプレート。このぶひんでじゅうようなのは、りゅうろへきめんのねつでんどうとシールめんのへいめんどであり、ひっぱりつよさではない。ここでのしせいけっていは、べつの2つのルールにしたがう。りゅうろじくはできるだけビルドほうこうにたいしてすいちょくにし、オーバーハングのくずれをおさえること。シールめんはZほうこうのさいじょうそうをさけ、よりよいへいめんどをえること。つまり「さいてきしせい」はつねにとくていきのうからうまれるもので、ばんのうなこたえはない。
3、しせいけっていの4つのエンジニアリングルール
ルール1：しゅおうりょくをゆうせんする。おもなひっぱりおうりょくほうこうを、できるだけちゅうじょうしょうのじくほうこう（つまりビルドほうこうにたいして0°または180°）にへいこうにし、しゅおうりょくがそうかんかいめんをまっすぐつらぬくことをさける。
ルール2：クリティカルとくちょうをよける。ねじあな、シールめん、はめあいめん、うすかべのねもとなどのじゅうようとくちょうはXYほうこうのひょうめんにおく。すくなくともZほうこうのさいじょうそうとさいかそうはさけ、だんさこうかとこなふちゃくをへらす。
ルール3：サポートとねつおうりょくをれんどうさせる。しせいをかえると、オーバーハングめんせきとそうかんれいきゃくそくどもどうじにかわる。オーバーハングかくが45°をこえるばあいはサポートをふやすひつようがあり、サポートせってんはおうりょくしゅうちゅうげんになりうる。うすくてながいぶひんでは、ちょうじくをビルドほうこうにそわせ、じじゅうとそうないおうりょくほうこうをそろえてそりをおさえるべきで、そのぎゃくではない。
ルール4：あとしょりのためのよゆうをのこす。きかいかこうがひつようなきのうめんには、しせいけっていじに0.3～0.5mmのとりしろをもうけ、せっさくでプリントひょうそうをとりのぞく。これにより、ひょうめんあらさとひょうめんちかくのけっかんがひろうじゅみょうへあたえるえいきょうをかいひできる。
4、ねつしょりとあとしょりでほうこうさをどうよわめるか
ちゅうじょうしょうのテクスチャはのこるため、しせいさいてきかだけですべてのもんだいはかいけつできない。エンジニアリングでは、つうじょうつぎのしゅだんをくみあわせる：
1）おうりょくじょきょアニール：そうへんたいおんどよりひくいおんどでほおんし、ざんりゅうおうりょくをかいほうし、すんぽうをあんていさせる。つよさのいほうせいへのかいぜんはかぎられるが、きれつとへんけいのリスクをおおきくへらす。
2）ねつとうほうかあつ（HIP）：こうおんこうあつでないぶきほうをへいさし、Zほうこうでけっかんにびんかんなよわみをおぎなう。こうくう、いりょうのかじゅうぶひんでよくつかわれるステップである。
3）こよう+じこう：ねつしょりきょうかがかのうなごうきん（Ti-6Al-4V、AlSi10Mgなど）では、そうそせいをかえることで、ほうこうさをめいかくにちいさくできる。ただし、ざいりょうけいごとにカーブをカスタムするひつようがある。
4）きかいかこうとひょうめんしょり：ひょうそうのみようゆうりゅうしとあらいピーク／バレーをとりのぞくことは、ひろうせいのうこうじょうへのこうけんが、しばしばしせいちょうせいそのものよりおおきい。
きょうちょうすべきなのは、おなじざいりょうでも、ねつしょりじょうたいがちがえばいほうせいけいすうもおなじではないということだ。そのため、「いほうせいけいすう」はねつしょりじょうたいとあわせてうけいれしょるいにかきこむべきであり、ざいりょうグレードだけをかくべきではない。
5、しせいレビューをプロセスにくみこむ：じっこうできるチェックリスト
しせいのもんだいをしさくに入ってからみつけることをさけるため、DFMレビューではつぎのチェックこうもくをこていかすることをすすめる：
1）しゅおうりょくほうこうとあんぜんけいすうようきゅうはしめされているか？
2）じゅうようなはめあいめんはZほうこうのさいじょうそうをさけているか？
3）オーバーハングかくは45°をこえているか？たいおうするサポートはじつげんかのうで、じょきょしやすいか？
4）Zほうこうすんぽうに、ちょうけいひがかだいなぜいじゃくだんめんはないか？
5）きかいかこうとりしろをもうけ、きじゅんをしていしているか？
6）ねつしょりじょうたい、HIPのうむ、いほうせいけいすうはずめんとうけいれきじゅんにかかれているか？
7）しせいずとサポートあんのスクリーンショットをそえ、みつもりがわとせいぞうがわのそうほうがかくにんできるか？
この7こうもくをレビューひょうにおとしこめば、しせいは「プリントエンジニアのけいけん」から「さいチェックできるエンジニアリングにゅうりょく」へかわる。こうにゅうがわにとっては、みつもりとリードタイムをよりよそくしやすくなる。せいぞうがわにとっては、てなおしとしさくかいすうをめいかくにへらせる。
まとめ
きんぞく3Dプリントのいほうせいはけっかんではなく、プロセスのぶつりてきとくせいである。しせいせっけいによって、ちゅうじょうしょうをしゅかじゅうほうこうにそわせてかじゅうをうけさせるように、これをりようできる。一方で、ねつしょり、HIP、きかいかこうによって、ほうこうさをきょようはんいまでおさえるひつようもある。エンジニアリングチームにとって、じっさいのてがかりは3ステップである。まずしゅおうりょくほうこうをとくていし、それにもとづいてプリントしせいをえらび、さいごにあとしょりとうけいれきじゅんでしせいのメリットをこていする。この3ステップをDFMレビューにくみこめば、きんぞくアディティブマニュファクチャリングは「かたちをつくれる」から「しんらいできるせいのうをわたせる」へすすむことができる。