2021年6月号「３DプリンターとAIによる製造の限界への挑戦」

Amazonの創業者のジェフ・ベゾスが今月７日、自分が立ち上げた宇宙開発ベンチャーのブルー・オリジン社のロケットで宇宙旅行へ出発すると発表した。同乗者をオークションで募り、またたく間に約30億円で落札された。このニュースの最中、今月8日にある宇宙ベンチャーが評価額約4,600億円で約710億円の大型資金を調達したと発表した。ブルー・オリジン社、イーロンマスクのスペースX社に並んで注目されているレラティビティ・スペース（Relativity Space）社で、３Dプリンターでロケットを製造している。そして、年内には最初の３Dプリンターロケットの打ち上げを計画している。共同創業者兼CEOのティム・エリスはブルー・オリジン社のロケット関係の技術者だった。ジェフ・ベゾスも同社をしばしば訪問しており、ニュースで噂になっている。

Relativity Space社の今年打ち上げ計画の最初のロケット「Terran 1」は1,250kgのペイロードを低軌道へ運ぶことができる。現在開発中の「Terran R」 は2段式で、高さは約66メートル、再利用可能でSpaceXのファルコン9と同程度のペイロード（約9トン）を軌道に乗せることができる。Relativity Spaceは独自の材料を使った世界最大の3Dプリンター、そしてAI制御（センサーによるデータ収集分析）により、「Terran 1」の約85％のパーツを３D印刷（製造）した。エリスは３Dプリンティングにより、劇的にロケット製造の複雑さを解消、プロセスのシンプル化に成功、修正と改善を迅速に繰り返し、製造期間が大幅に短縮できた、と話している。

過去60年、宇宙ロケットの製造には大規模な工場、金型、複雑なサプライチェーン、高価な人件費が必要で、10万点以上のパーツが必要なロケットを製造するのに2年以上を要していた。Relativity Spaceはインテリジェントなロボット、ソフトウェア、データ主導の３Dプリンティング技術を垂直統合し、製造を自動化、「Terran R」の場合、材料からロケット完成まで約60日以内で製造可能にした。すなわち、製造期間が2年から2ヶ月に短縮された。部品数は2桁削減、1,000に満たない。既存の製造方法では不可能な構造もアルゴリズムで生成できる。マーケットのニーズに応じて、設計も簡単に変更できる。さらに、同社は３Dプリンティングであれば火星で製造ができる、と地球外での製造も視野に入れる。なお、同社は前回ご紹介したアクセラレーターのYコンビネーターの出身である。

3Dプリンティングの波は建設業界にも押し寄せている。今年2月、米国で初の３Dプリンターで建築（印刷）された家が売りに出た 。約42坪（139平米）の広さでニューヨークで価格は3,000万円程度。そのエリアで同様の物件の価格の半分程度である。テキサス、カリフォルニアにも広がっており、近年の材木不足と高騰、建設人材不足等の課題を解決する方法として、注目されている。 米国の３DプリンターホームのパイオニアーのICON社はディベロッパーの3Strands社とテキサスに３Dプリンターホームを建設 、入居問い合わせが殺到しているという。同社は通常のホーム建設に比べ、10％から30％安く、また７ヶ月程工期を短縮できるとしている。米国、メキシコに20戸程建築しており、災害支援住宅として利用されている家屋もある。 ３Dプリンターホームの競合のMighty Buildingsは、通常の建設に比べ廃棄物を90％削減し、30−40％安く建設できると主張している。太陽エネルギーを使っておりCO2ネットゼロを目指している。同社はコンクリートでなく、ポリマー複合材を使っており、熱伝導性が低く屋内外で熱の損失が少ない。工場でパーツを印刷し、現場で組み立てる方式である。 米国では３Dプリンティングベンチャーの上場も相次いでいる。Desktop Metal社はSPACによるIPOの走りで、2020年の12月に約630億円を調達して上場、Rocket Lab社、Markforged社、VELO3D社、Redwire社等が続いており、市場の期待も大きい。大量生産には対応できない、という３Dプリンティングの欠点に挑んでいるベンチャーも台頭しており、今後、応用領域も広がりそうである。