3個付き

Nov 10, 2023

デブンズ — ボストンから北西に約 40 マイル、長く開けた道路沿いにある輝く銀色の建物に工場があります。

非常に珍しい工場。

騒々しい組立ラインはありません。 組立ラインは一切ありません。

データセンターのサーバーのように、背の高い白いマシンが並んでいるだけだ。

それぞれの内部では、ガントリーが左右に素早く動き、150 本のレーザー ビームの出力を下の金属粉末の層に照射します。 粉末は溶けて層になり固まり、その厚さは髪の毛ほどの厚さはありません。 そしてやがて、信じられないほど複雑な部品のプレートが形を成します。

ミサイルエンジンの部品かもしれない。 それはチタン製の膝インプラント部品である可能性があります。 これらの機械は一夜にして戦争から医療に切り替えることができます。

本当に簡単です。

「指示を変更する必要があるだけです」と、最近の午後、工場のフロアに立ったジョン・ハート氏は言いました。 「コードを変更するだけで済みます。」

ハートは MIT の機械工学の教授であり、アメリカで最も興味深い新興企業の共同創設者です。

それはバルカンフォームと呼ばれます。 その価値は10億ドル以上だ。

そして、3D プリンティングを、新製品のプロトタイピングや芸術クラスの実験で最もよく知られるニッチな技術から産業力に変える取り組みの最先端にいます。

それは、遠い昔に海外に流出した安価な日常的な製造業に取って代わるものではありません。

しかし、それは何か新しいこと、つまりこの国の最も差し迫った問題に真っ向から向けられたハイテク産業主義の到来をもたらすのに役立つかもしれない。

米国が敵対心を強める中国に依存していることを心配していますか? ここでハイエンドのコンポーネントを構築すれば、アメリカが自由になることができるかもしれない。 不平等？ 高賃金の製造業の仕事が戻ってくれば状況は緩和されるだろう。 そして、次世代の 3D プリンティングは、気候変動を遅らせる上でも重要な役割を果たす可能性があります。

VulcanForms とその競合他社は、すでに何が可能なのかを垣間見せています。 一般的な工場の半分のエネルギーと10分の1の材料で金属部品を製造できる。

しかしハート氏は、それはほんの始まりにすぎないと言う。

彼が想像しているのは、今から 20 年か 30 年後、VulcanForms のような企業が核融合発電やその他の完全にグリーンな電源に接続し、現在利用可能なものよりも何倍も強力な人工知能を活用し、世界を打ち破るイノベーションを生み出す時代です。今では考えられません。

「とても、とてもエキサイティングです」と彼は言います。

そして、少し頭がクラクラすることもありました。

結局のところ、3D プリントが失敗作のように見えたのは、それほど昔のことではありません。

1945 年、マレー レンスターという名のパルピー SF 作家が「Things Pass By」という短編小説を出版しました。

そこには「宇宙地震」と世界を救う英雄的な行為がぎっしりと詰まっていた。

しかし、それはまた、レンスターが「コンストラクター」と呼んだ奇妙な装置を想像していました。

「特定の 1 つの部品」を作成する標準的な機械とは異なり、コンストラクターは、ほぼあらゆるものの設計を読み取り、それを「空中の図面」に変えることができました。

「このプロセスはまさに昆虫が繭を紡ぐプロセスと同じだった。ただ、結果としてゴムでくっついた糸の塊ではなく、鋼鉄のように丈夫でありながら、はるかに軽いガラスのように硬いプラスチックの堅固な壁ができたことを除けば」とレンスター氏は書いている。

現実がSFに追いつくには何年もかかるだろう。 しかし、最終的にはそうなりました。

発明者らは 1970 年代初頭に、今日の 3D プリンターの前身となる製品の特許を申請しました。 1980 年代には技術的な改善が見られました。 1990 年代後半、ウェイク フォレスト大学の研究者は人間の膀胱の構成要素を印刷しました。 そして 2009 年の秋、このテクノロジーはブレイクアウトの瞬間を迎える準備ができているように見えました。

分厚い黒眼鏡とボサボサの髪をしたカリスマ起業家ブレ・ペティス氏が「Ignite NYC」と呼ばれるイベントに登壇し、第二次産業革命の開始を宣言したのはその時だった。

「私たちは 3D オブジェクトを作る機械を持っています」と彼は群衆に語った。「それは非常に素晴らしいものだ。」

彼の会社 MakerBot は、工場のパワーを大衆に提供するデスクトップ マシンを提供していました。 「自分で物を作れば大物になれる」と彼は言った。 そしてマスコミはそれを食い荒らした。

MakerBot はローリングストーン誌とニューヨークタイムズ紙で紹介されました。 そしてWiredは、「このマシンは世界を変える」という見出しとともに、ガラス張りのプリンターを手に持つペティスの表紙写真を掲載した。

しかし、その予測は大げさだったことが判明した。

ペティスは機械のコストを下げるのに苦労しました。 そして、家庭での印刷市場は彼が期待していたほど堅調ではなかった。 2013 年に彼は MakerBot を売却し、報道機関は移籍しました。

3D プリンターは、目新しいものとして記憶される運命にあるようでした。

しかし、このテクノロジーが見出しから消えつつあるにもかかわらず、産業面では注目を集めていました。

ここでは、これは「付加製造」として知られており、3D プリンターが切断、フライス加工、その他の大きな材料片から製品を「引き算」するのではなく、ゼロから製品を構築するという事実に言及しています。

このプロセスにより、通常の工場では製造できない複雑な形状が可能となり、いくつかの大企業が興味を示しました。

ミシガン州カラマズーに本拠を置く医療技術会社ストライカーは、脊椎インプラントを印刷しています。 GE エアロスペース社は、その機械を使ってジェット エンジン用の燃料ノズルを製造しています。 かつてのように 20 個の別々の部品を溶接するのではなく、メーカーは前モデルよりも大幅に軽量な 1 つの部品全体を印刷します。

おそらく世界で最も重要な 3D プリンティングクラスターとして浮上しているここグレーターボストンでは、いくつかの企業がマシンの自社構築に注力しています。

その中には、Desktop Metal (アメリカとイスラエルの企業 Stratasys と合併する)、MarkForged、サマービルのストリップ モールの端にある歯科技工所やゲーム、エンターテイメント業界向けの機械を製造する 20 億ドルの会社、Formlabs が含まれます。 数年前、Formlabs のプリンターは、Netflix の人気番組「ストレンジャー シングス」のモンスターのデザインに使用されました。

コンサルティング会社ウォーラーズ・アソシエイツによると、これらすべてを合計すると、昨年の積層造形の世界市場は約180億ドルの価値があるという。

明らかに、これは世界の製造市場のほんの一部にすぎません。 また、積層造形のコストが比較的高いため、成長にはある程度の制限がかかるでしょう。 材料や設備は従来の工場よりも高価になる傾向があります。

しかし、業界リーダーや投資家は楽観視できる理由があると言う。

米国では中国からのデカップリングを求める声が高まり、国内製造業への関心が徐々に高まっている。 そして、ここで生産を強化すれば、パンデミックやウクライナ戦争に伴うサプライチェーンのショックのようなものから身を守ることができるだろう。

ワシントンは、産業の変革に大きな賭けをしている。

議会はインフラ、マイクロチップ、グリーンエネルギーに1兆ドルを優に超えて注ぎ込んできた。

昨春、バイデン大統領はシンシナティを訪れ、ホワイトハウスが仲介する大手5社（GEアビエーション（現GEエアロスペース）、ロッキード・マーチン、ハネウェル、シーメンス・エナジー、レイセオン・テクノロジーズ）による協定であるアディティブ・マニュファクチャリング・フォワードの立ち上げを記念し、同社の米国拠点の小規模サプライヤーに対し、積層造形を強化するよう奨励している。

その後ボーイングとノースロップ・グラマンも協定に加わった。

製造業と経済開発担当の元大統領特別補佐官を務めたエリザベス・レイノルズ氏は、添加剤はロボット工学や人工知能と並んで、21世紀の製造業の「基礎技術」の1つになるだろうと語る。

そして彼女は口を閉ざしてお金をつぎ込んでいます。

彼女は現在、業界変革の最前線にある企業に年間 7,500 万ドルから 1 億ドルを投じることを計画している投資ファンド、Unless のパートナーです。

彼女によれば、このテクノロジーはすぐに提供できるようになっています。

「5年前でさえ、私たちはまだその転換点には達していませんでした」とレイノルズ氏は言う。 「そして今、私たちはそうなのです。」

ハートは、積層造形に関するコースを教えることを決めたとき、MIT で教授として着任したばかりでした。

「正直に言って、それは「テクノロジーについて学ぶ」機会だった、と彼は言う。

彼の大学院生の一人に、アメリカの革新的な精神に魅了されたマーティン・フェルドマンというドイツ人移民がいた。

彼らはこの技術が普及するために何が必要かについて話し合うようになり、2015 年の夏までに会社を設立し、新しい種類の 3D プリンタの特許出願の草案を作成することに決めました。

フェルドマンはプロトタイプを作るためにMITを辞めました。 そして彼が十分な進歩を遂げたとき、彼らは資金を探しに行きました。

シリコンバレーのベンチャーキャピタル会社であるエクリプスのパートナー、グレッグ・ライチョウ氏は興味をそそられた。

ライチョウ氏によると、当時、バレーのVCのほとんどは次のソーシャルメディアのブレイクを見つけることに夢中だったという。 しかし、エクリプスは、イノベーションによって完全に変革されていない世界経済の約4分の3、つまりヘルスケア、物流、製造などの分野にチャンスがあると考えた。

積層造形は工場を近代化する有望な方法のように思えました。 そして、このテクノロジーは、ある意味では素晴らしいものであったとしても、改善の余地は十分にありました。

市場に出回っている産業用 3D プリンタの中には、比較的安価でかなり高速なものもありますが、製造される部品の品質は低かったとライチョウ氏は言います。 他の企業は高品質の部品を構築しましたが、動作が遅く、運用にコストがかかりました。 「Vulcan について私たちが注目したのは、彼らが新しい技術を考え出したことでした。それにより、高速化、低コスト、高品質の 3 つをすべて実現できるようになりました。」と彼は言います。

Eclipse はシード資金として 200 万ドルを提供しました。 その後、さらに2億1,600万ドルを出資し、これまでに3億5,500万ドルを調達したこのスタートアップへの単独最大の投資家となった。

VulcanForms の主な革新は、一般的な 3D プリンタよりも何倍も強力な機械を構築することでした。現行モデルの 150 個のレーザーは、多くの産業用機械に搭載されている 1 ～ 2 個のレーザーに比べて小さく見えます。

同社はそのレーザー出力を利用して、骨が移植しやすい複雑な格子構造を備えた膝と股関節のインプラント部品、複雑なコンピューター冷却装置、小型ミサイルエンジンを構築した。

数カ月前までは、各機械に作業員が常駐し、部品が形を成す様子をビデオで監視していた。 しかし現在では、データはすべて集中制御室に集められており、VulcanForms が工場の現場に機械を追加する際に、より効率的な監視が可能になります。

すべてが計画通りに進めば、年末までに同社は世界で最も生産性の高い金属積層造形工場を稼働することになる。

VulcanForms はすでに、ニューベリーポートの施設での精密機械加工と組み立てによって積層造形を補完しています。 そして最終的には、この加算とプラスのモデルをグレーターボストンやその他の地域に拡大することも想像できるだろうと共同創設者らは言う。

データや金属粉もよく飛びます。

ハート氏とフェルドマン氏によれば、彼らが提供しているものは革新的であり、最も困難なハードウェアに対するソフトウェアのアプローチだという。

「コード行を変更すると、何か新しいことができるようになります」とフェルドマン氏は言います。 クライアントは、ハイテク企業と同じように、製品を市場に出す直前に迅速に繰り返して調整することができます。

また、VulcanForms は地球の裏側ではなく米国にあるため、顧客は定期的に工場を訪問し、そこで見たものから学ぶことができます。

これは、ある意味、多くの工場が閉鎖される前にアメリカがどのようにして物を作ったかへの先祖返りだ。 デザインと製造は密接に絡み合っており、お互いに影響を与えてイノベーションを促進しました。

VulcanForms は、古いアプローチに対する新しい技術です。 そして、その組み合わせが大きな利益をもたらすことに賭けています。

「目標は20億ドルの会社を作ることではない」と、フェルドマン氏は最近の午後、工場のすぐそばの会議テーブルに座りながら語った。 「私たちは1000億ドルの会社を築きたいのです。」

David Scharfenberg には、[email protected] で連絡できます。 Twitter @dscharfGlobe で彼をフォローしてください。