産業革命においてイノヴェイションの中心的な役割を担った工場は、生産力を備えた大聖堂である。外から見えないその建物の内側では、さまざまな専門工程が進行し、分担作業が行われていた。アダム・スミスが自著『国富論』の冒頭で、ピン工場の例を挙げて工場の機能を明解に論じてみせたことはよく知られている。

「わたしは小さな工場を訪ねた。雇われているのはわずか10人の男たち。各自が2つか3つの工程を分担して受けもつことで、1日当たり4,800本ものピンを製造していた。もし一人ひとりが別々に全工程を行っていたなら、1人で20本もつくれなかっただろう。もしかすると1日に1本のピンもつくれなかったかもしれない」

しかし、工場の利点には限界がある。仕様を変更しにくいのだ。別の製品をつくるとなると、工場内の機械を一新しなければならない。すると最初に出荷される製品は、続く数百万個の出荷分よりずっと高額になる。設備投資の必要性が負担となって、イノヴェイションは迅速に進まない。

さらに、特定の製品の製造に特化しようとする多国籍企業は、地球をぐるりと囲むサプライチェーンを構築し、いたるところに倉庫を置かなければならなくなる。出荷と保管のためだ。

工場の未来をつくる企業

そのすべてがいま、変わろうとしている。再び産業革命が起こり、人類は新たな何かを、斬新なやり方で、これまで不可能とされていたかたちにつくり上げようとしているのだ。

用いられるのは、大騒ぎの末に忘れ去られたあの技術、3Dプリントだ。マサチューセッツ州バーリントンにある金属部品造形プリンターのスタートアップ企業、デスクトップ・メタルの本社を訪ね、製造業の未来の姿を見てきた。

デスクトップ・メタルは、起業家のリック・フュロップと4人のマサチューセッツ工科大学（MIT）教授が、16年に共同で設立した。MTI教授4人のうち、ひとりは「3Dプリント」という言葉の名づけ親であるエマニュエル・サックス教授だ。

同社はヴェンチャーキャピタルのクライナー・パーキンスのほか、ゼネラル・エレクトリック（GE）やBMW、フォードなどの企業から2億7,700万ドル（約312億7,500万円）超の出資を受けた。現在の評価額は10億ドル（約1,130億円）を超えている。

ここで言っておこう。わたしは以前からフュロップの名を知っていた。彼は「のちに経営破綻した電池メーカーのA123システムズを10年以上前に起業した人物」として、最もよく知られている。

5年前の「3Dプリント革命」はなぜ幻に終わったのか

なぜデスクトップ・メタルのマシンがそれほど重要なのか。それを理解するには、「幻に終わった3Dプリント革命」について知る必要がある。

5年ほど前、3Dプリントという発想に興奮して群がった人々は、プリンターの実物を見て落胆した。当時の3Dプリンターでつくったものを欲しがる消費者などほとんどいなかったし、当時の3Dプリンターはメーカー各社が欲しがるものをまったくつくれなかった。

ものづくり愛好家や、「第3の産業革命」と呼ばれる製品開発の新潮流「メイカーズムーヴメント」の当事者である人々は、数千ドルの価格で売られているデスクトップ型3Dプリンターを使って、デジタルデザインを基にしたプラスチック製パーツをつくっている。

メーカーボット製のレプリケーターに代表される3Dプリンターは、加熱したポリマー材をノズルから噴き出す方式だ。しかし、こうしてつくられるポリマー製の立体は仕上がりが粗く、不完全でチープな印象を与える。せいぜいプロトタイプ製作用にしか使えない。

一方、GEなどの大手メーカーが手がける大型プリンターは価格が100万ドル（約1億1,300万円）を超えるものもあり、使用は一部の高価格パーツの製造に限られる。こうした本格的な3Dプリンターは「付加製造技術マシン」と呼ばれ、レーザーや電子ビームで溶かした金属粉から複雑な造形物をつくり出す。

3,500万ドル（約40億5,000万円）のジェットエンジンのノズルをつくることもできる反面、スピードが遅く、高コストで、危険を伴うという欠点がある。付加製造技術を用いたマシンは通常、溶解中の金属が酸素に触れると爆発の恐れがあり、金属の溶解は真空状態で行わなければならないのだ。

3Dプリント、ついに大量生産の現場へ

3Dプリントは生産技術を一変させるかもしれない。スマートフォンのケースからプロペラ、ドリルまで、企業が生産するものはさまざまだが、その大半は安価な小物類からジェットエンジンまでの範囲に収まっている。それにほとんどが、金属または金属とほかの材料を組み合わせたものでできている。

デスクトップ・メタルが参入を狙うのは、1兆ドル（約113億円）超の利益を見込めるこうした金属製品生産のミドルマーケットだ。同社のCEOであるフュロップは語る。

「初期の20年間、3Dプリントはあまりにも進歩が遅く費用のかかる技術でした。そのせいで、もっぱらプロトタイプの生産にしか使われませんでした。ようやくいま、大量生産の現場での使用が始まろうとしています」

3Dプラスチックプリントや付加製造技術を扱う企業は増えているが、3D金属プリントに特化しているのはいまのところデスクトップ・メタルだけだ。同社の評価額が、彼らのもつ知的財産の価値を表している。

3Dプリンターで作製したパーツでつくった「バックストップ」と呼ばれる装置。ロボットバトルゲーム「SawBlaze」の戦闘ロボットのブレードを保護するものだ。戦闘ロボットは激しくぶつかり合うため、バックストップは頑丈で強度があり、腐食や熱に強くなければならない。PHOTOGRAPH COURTESY OF DESKTOP METAL

金属を使った3Dプリントは難しい。溶けた金属を押し出すには、ポリマー材を噴出するデスクトップ型プリンターの方式は使えない。数千度にもなる高温で作動させる必要があるからだ。フュロップは案内しながら、デスクトップ・メタルが誇る数々の新技術について説明してくれた。

60,000平方フィート（約5,574平方メートル）もあるハンガーのようなかたちをしたスペースには、何台もの3Dプリンターが置かれ、ガラスキャビネットの向こうで静かに金属パーツを成形している。エンジニアたちは設計図や長々しいコード表とにらめっこしている。

同社のプリンターは「バインダージェット印刷」という技術を採用している。イーリー・サックスが1989年、最初の3Dプリントに関する特許を出願した際に初めて発表したものだ。これは金属粉と結合ポリマーを互いに付着させる技術を指す。ポリマーが固まったあと、オーヴンの熱でポリマーを飛ばすと同時に、金属を溶かして「シンタリング（焼結）」と呼ばれる状態にする。

3Dプリントはようやく実用化されたわけだが、89年にはなぜ実現しなかったのだろう。この疑問に対してサックスは、「材料が安価になり、さまざまな技術が進歩したためでしょう」と答えた。「3Dプリントの工程に不可欠な超高速インクジェット印刷とシンタリング技術が進歩したことも理由のひとつです」

だがサックスの考えによると、「当初は誰もこの技術の可能性に気づいていなかった」というのが一番の理由だ。「そもそも金属部品をプリンターでつくろうなどという考えには誰もが懐疑的でした。なるほど、とうなずいて見せる人たちもいましたが、その口元にはにやにや笑いが浮かんでいたものです」

1億円以下の業務用プリンターを2019年に発売

デスクトップ・メタルは2種類のプリンターを発売する予定だ。デスクトップ型の「スタジオ」は12万ドル（約1,350万円）で、金属製のプロトタイプを作製できる。ノズルから金属粉を噴出し、結合ポリマーと混ぜて立体物をつくる仕組みだ。

業務用の「プロダクション」システムの価格は約75万ドル（約8,460万円）で、大量生産用として初めての金属3Dプリンターとなる。こちらはデジタルファイルのパターンに従って、投下した金属粉に「シングルパス・ジェット方式」で結合剤を重ねる。

「プロダクション」でつくる各層の厚みは、わずか50マイクロメートル（0.005mm）だ。レーザー式の付加製造マシンと比べ、速度は100倍になり、80パーセントのコスト削減を可能にする。GE製のプリンターが1日につくれる複雑な形状の油圧マニホールド（多岐管）は多くて12個だが、デスクトップ・メタルのマシンは1日当たり546個を生産できる。

デスクトップ・メタルは、2019年後半には「プロダクション」システムを一般販売したいと考えている。最初の出荷先は、同社が「パイオニアたち」と呼ぶフォードや工具メーカーのミルウォーキー・ツール・コーポレーションなどの製造業各社と決めている。従来型の製造技術や付加製造技術に比べ、（少なくともある程度の部品製造において）安く、速く、柔軟に使用できる3Dプリント技術の可能性を探り続けている企業ばかりだ。

量産品を「個別にカスタマイズ」できる時代

グーグルや医療機器のメドトロニックといった企業も、すでに「スタジオ」の購入を決めている。今後発売されるデヴァイスの設計やプロトタイプの作製に使用する予定だ。

金属加工のデジタル化がこれほどまでに関心を集めるのは、なぜだろう。工場を設置するメリットのひとつは、異なる製品の生産を1カ所に集約して行えることだ。それぞれの工程は密接に関係し合っており、実務面での綿密な調整が必要になる。

だが、デスクトップ・メタルの3D金属プリンターが、こうした古い思い込みを覆すに違いないとフュロップは信じている。組立ラインは統合され、サプライチェーンは短縮され、大量生産は個別にカスタマイズされるからだ。

「現在どこかの工場でエンジンを、別の工場では医療用画像装置を生産している会社も、今世紀の中ごろまでにはどちらの工場でも両方の製品をつくれるようになるでしょう。パーツの大半の3Dプリントと最終組み立て作業を各地域で行うことで、現地マーケットに合わせてカスタマイズした製品をつくれるようになるはずです」

プリントにかかるコストはパーツの生産個数によって上下しない。おかげでより安く、よりスピーディーな生産のイノヴェイションが可能になる。

2050年になっても「ものづくり」はなくならない

デスクトップ・メタルは生産性に優れた設計プログラムを開発し続けている。先進的なアルゴリズムによって、定型のパーツも斬新なフォルムに生まれ変わらせるものだ。そうしたプログラムを駆使しながら、同社はますます自由にイノヴェイションの幅を広げている。

設計担当のアンディ・ロバーツの背後に立って、自動車のペダル用パラメーターの入力作業を見学させてもらった。彼が操作するワークステーションの画面を見ていると、生き物のような不思議な存在感をもつ物体が大きくなっていく。細い格子のなかで、動きが加えられた部分にだけ金属が現れる。完成したペダルはまるでエイリアンの軟骨のようだ。

発明者たちが、生産性の高いプログラムとバインダージェット印刷技術を利用して3Dプリントにしかできない形状をデザインし、テストし、製品をつくり出す。そんな未来が想像できる。多様な技術のコンビネーションによって、企業は金属やそのほかの材料を組み合わせたものに芸術性を加えたり、バイオ研究の要素を加えたりして、新たな機能や特性をもつパーツをつくれるようになるだろう。

2050年になっても工場はまだ存在しているはずだ。そこでは特定の製品をつくる機械を人の手で操作しているだろう。世界の経済構造のなかで、安価な大量生産品を生産する3Dプリンターが当たり前に普及している未来を思い浮かべるのはなかなか難しい。

だが、あえて想像してみよう。設計者は熟練の機械工よりも高く評価されるようになるだろう。製品は地域のニーズや好みに合わせてカスタマイズされ、暖かみのある印象をもつようになるかもしれない。

倉庫の数は減るだろう。工場の数は増えるが、規模は小さくなり、そのほとんどが薄暗い。そこでは高度な技術力によって制御された機械が、静かに動いているはずだ。

ジェイソン・ポンティン｜JASON PONTIN

『WIRED』US版のアイデアズ・コントリビューター。『レッドヘリング』誌のエディター、『MITテクノロジーレビュー』誌の編集長兼発行人を経て、現在はボストンにあるヴェンチャーキャピタルのフラッグシップ・パイオニアリングでシニアパートナーを務める。同社はヘルスケア、食品、サステナビリティ関連の問題解決に携わる企業に資金を提供している。フラッグシップの投資先およびその競合企業に関する記事は執筆していない。Twitterアカウントは@jason_pontin。