編集部注)本記事は買収計画を発表した時点のものです。その後、GEはここに記述のあるSLM社の買収は中止し、代わりにコンセプト・レーザー社の過半数株を取得しています。数年前まで「一部の愛好家が、趣味の作業台において楽しむもの」という認識が一般的だった3Dプリンター。今や、GEを含め製造業の企業に大インパクトをもたらす重要な意味を持つツールになっています。9月6日(米国時間)、GEは、産業用3Dプリンターを手掛けるスウェーデンのアーカム(Arcam)とドイツのSLMを合計14億ドルで買収する計画を発表しました。MAXに搭載されるCFMインターナショナル製エンジン「LEAP」に採用します。この3Dプリント技術活用を全社の事業に展開する計画を進めてきたGEは、この買収によりその動きを加速するだけでなく、3Dプリント技術(=積層造形技術)のキー・サプライヤーとして業界に技術提供していくことを考えています。SLMの3Dプリンターは、1つまたは複数のレーザー光線を用いて非常に細かな金属粉を1インチあたり1,250もの層に重ねながら結合させ、必要な形状を造り上げます。アーカムの技術はレーザーの代わりに電子ビームを用いることで、たとえばチタンアルナイド(TiAl)のような高強度ではあるものの扱いの難しい素材も積層造形に適用することを可能にします。Aviation)ところでGEは、3Dプリント技術のことをアディティブ・マニュファクチャリング・テクノロジー(積層造形技術)と呼んでいます。今日は、GEが約4,000万ドルを投じて今年4月に開設した新施設『アディティブ・テクノロジー・アドバンスメント・センター(以下、CATA)』の様子を一挙に大公開。3Dプリント技術活用に対するGEの本気度を感じていただけるでしょうか。壁、ピカピカの床、そこにずらりと並ぶレーザー3Dプリンターの中では、ジェットエンジンのブレードからオイルバルブに至るまであらゆるものが静かに作り続けられる音・・・。CATA内部の真っ白な光景は、はスタンリー・キューブリックの映画作品のセットさながら。CATAが位置するのは、かつては製鉄産業で栄えたピッツバーグ。米国の産業の浮き沈みを反映してきたこの町は、いったん廃れたかに見えましたが、近年は科学や研究、教育に注力する町として生まれ変わりました。ロボット工学研究で名高いカーネギーメロン大学に加え、グーグル、テスラ・モーターズなどもオフィスを構え、フィップス温室植物園には“世界一持続可能”な建物が建てられるなど、活気を取り戻しています。Reports/クリス・ニュー)CATAの運営を担うジェニファー・チポラは言います。「金属部品を作るとき、普通は金属塊を切断し切削しますね。削りカスなどの廃棄物もたくさん出てしまいます。積層造形なら金属粉末や砂、その他の素材を無駄なく使うことができますし、プリンター内に余った材料もほぼすべて回収できるので廃棄物がほとんど出ません。内部形状が複雑で製造難度が高いものや、従来なら高額な加工コストがかかっていたものも簡単に製造できるうえ、一体形成なので強度や品質も向上するんです」たとえば、GEアビエーションではジェットエンジンの部品を、GEオイル&ガスではバルブを、3Dプリンターで生産しています。CATAの開設にあたっては、積層造形技術の向上はGEの中心(センター・オブ・エクセレンス)で行うという発想に基づき、社内の多様な事業部門が資金を拠出しました。「CATAのミッションは、積層造形をGEのあらゆる事業の標準技術にすること。Reports/クリス・ニュー)積層技術にはまだまだ課題があるのも事実だとチポラは言います。3Dプリンターで非常に洗練された燃料ノズルを作ることがでる一方で、「ほとんどの3Dプリンターは最終製品を作るレベルにはないのが現状。GEはこの分野のイノベーションの先頭に立って可能性を広げ、産業化を進めようと考えているんです」とチポラ。CATAが別名「産業化ラボ」と呼ばれる理由です。GEの各事業部門はここに3Dデザインを持ち込み、CATAの助けを得ることで、試験制作から本格生産開始までのプロセスを最短化することがでるというわけです。チポラと彼女のチームは専門的見地から、3Dデザインを最適化し、実生産を想定するシミュレーションをサポートします。Reports/クリス・ニュー)CATAの直接金属レーザー溶解(以下、DMLM)は、CADの設計ファイルを1層1層分析し、レーザーで金属粉末の薄層を次々重ねて正確なパターンを形成します。各層の厚さは20~80ミクロンで、1インチに積み上げられる総数はなんと1,250層、人間の毛髪よりも薄い層を大量に積み上げて造形しています。そのレーザー出力は400ワット~1キロワットで、壁に穴を開けることもできるほど。「溶接にそっくりですけど、やっていることのサイズは顕微鏡レベルですよ」とマシンを管理する積層造形エンジニアのブライアン・アドキンスは説明します。Reports/クリス・ニュー)DMLMが大量生産用に利用されるのに対し、砂結合剤噴射マシンは画期的なラピッドプロトタイピング(高速試作)ツールとして活用されています。砂結合剤噴射マシンでは、レーザーの代わりに化学結合材を用いて、細かい砂で鋳型を積層造形する機械で、280ミクロンという厚さの各層に触媒を添加していきます。2種類の化学物質を混合すると発熱反応が起きて、思い通りの形状に砂が固まるというわけ。このマシンを操作するエンジニアのデーブ・ミラーはこう言います。「“Jell-O(米国家庭で親しまれているフルーツ・ゼラチンミックス)”を流し込むゼリー型を作っているようなものだよ。時間が経つにつれ、砂型がどんどん堅くなる。コンクリートみたいにね」ミラーは複雑な鋳型もたった1日で造形し、翌日には工場へ渡します。「この技術によって、ラピッドプロトタイピングは劇的に進化していきますよ。同じ事をするのに、これまでなら数千ドルのコストと何週間もの時間がかかっていた。Reports/クリス・ニュー)そして、最後に紹介する3Dプリンターは、ポリマー材で造形するタイプ。液体樹脂で層を作り、UVライトを照射して固めます。このマシンでは、サポート材1種を含め計4種類のポリマーを同時に造形することが可能。ポリマーを組み合わせて造形できるので、素材にさまざまな質感や色合いを持たせることも可能。マシン管理を担当するエンジニアのエド・ローリーは「素材を上手に活用する”レシピ本”があるんです。エラストマー(常温でゴム状弾性を有する物質)から硬質プラスチックまで、どんな素材でも造形できますよ」と話します。このマシンは、試作から仕上げ細工まで利用可能です。ローリーは先日、GEのスタートアップ企業であるCurrentがデザインしたLEDシャンデリアをこの3Dプリンターで製作しました。このシャンデリアは現在、CATAのロビーに飾られています。Reports/クリス・ニュー)タッチスクリーンでマシンをプログラミングするブライアン・アドキンス。Reports/クリス・ニュー)画期的なラピッドプロトタイピング・ツールである砂結合剤噴射マシン。レーザーの代わりに化学結合材を用いて、細かい砂で鋳型を積層造形。Reports/クリス・ニュー)使われなかった砂を取り除くエンジニア。Reports/クリス・ニュー)マシンには、鋳型を収納するための、縦1.8m、横1m、高さ0.7mのハイテクを駆使した型枠。Reports/クリス・ニュー)ポリジェット方式3Dプリンターは1度に4つのポリマーを造形可能。ウェブサイト|お問い合わせ|利用約款|。