諦めないで: 3D プリントの発明者、チャック・ハルが語るストーリー

情報を整理していたところ、数年前の 3D Systems の創設者 Chuck Hull 氏のインタビューを掘り出しました。翻訳に問題があるものの、人々に多くのインスピレーションを与えることができるので、クマの仲間全員と共有したいと思います。

△チャック・ハルが中国3Dプリント文化博物館に機材を寄贈

ニューサイエンティストマイケル・ブルックス著

2016年10月19日

チャック・ハルが3Dプリントを発明した経緯: 粘り強さ、創意工夫、そして勝利の物語

△チャック・ホールハインツ・トロール/欧州特許庁
世界中で、手足を失った何千人もの人々が、自分にぴったり合う義肢を装着しています。手術室では、外科医が患者の病変の 3D モデルを使用して手術をガイドしています。これはチャック・ホール氏を非常に喜ばせる類のことです。なぜなら、彼はこれを可能にする技術を発明したからです。「3Dプリント技術が医療の分野で実現した進歩、そして人々の命を救い、改善することに貢献していることに、私は深く感動しています」とハル氏は語った。

30年前にはこんなことは考えられなかったでしょう。義肢やプラスチック部品などを作るのは非常に困難です。「エンジニアなら誰でも、それがいかに面倒なことか知っています」とハル氏は言う。「まず部品を設計し、次にそれに金型を注入する機械工が必要です。」型に問題がある場合は、プロセス全体をもう一度やり直す必要があります。メーカーはもっと良い方法を渇望していた、とホール氏は言う。「誰もこの解決策を持っていなかった。そこで3Dプリントが生まれた。プラスチック部品の試作品を作るというアイデアだった」

ハルは典型的には謙虚な性格だ。1983 年当時、彼はそのアイデアを瞬時に思いついた。当時、彼は高強度紫外線を使って液体プラスチックを固体に硬化させるアメリカの小さな会社で働いており、その製品の一つはテーブルのコーティングでした。「ある時点で、私たちが固めている薄いプラスチックのシートのことを考え、これらのシートを積み重ねることでプロトタイプ部品を作成できるのではないかと考えました」とハル氏は語った。

このソリューションが実用化されれば、生産時間は数か月から数日に短縮されます。「会社のオーナーを見つけてとても興奮しました。」

ハルの熱意にもかかわらず、上司は貴重な資源を積層プラスチックの将来に賭けることに消極的でした。しかしハルは計画を貫いた。「どうすればそれができるのか、私はかなり自信がある」と彼は語った。最終的に、上司はビルの裏にある空いている研究室の使用を許可することに同意したが、勤務時間中は使用できなかったため、夜や週末にアイデアの検討に取り組まなければならなかった。

彼は、建築設計図などを描く機械であるペンプロッタで発見したモーターを使い、原始的なコンピューターで BASIC を使ってモーターを動かすプログラムを作り始めました。それは大変な仕事だったと彼は回想する。「頭の中で想像し、望むものを得るためには一行ずつプログラムしなければならなかった。」

彼は自分でこの物体を作るために、液体プラスチックの入った容器に2つの紫外線ランプを当て、2つのモーターを使って表面に光を当て、プラスチックの細片を平らな形に固めます。次に、3 番目のモーターが固化したシートを下げて、再び液体プラスチックに浸し、次の層を追加する準備を行います。

最初、ハルは層をくっつけて形を維持するのに苦労しました。彼は「たくさんのゴミを作ってしまった」と言った。

彼は夜な夜な頑張り続けた。徐々に形が改善され、ついには彼が設計したものが製造されるに至りました。

「私が最初に作った実際の部品は、小さなカップの形をしたものでした。」しかし、それで十分でした。このアイデアは、次のレベルに進む準備が整っていました。「特許申請が受理され、当社の特許弁護士は興奮していました。彼はこれが本当のブレークスルーになる可能性があると考えていました。社内のエンジニアたちも興奮していました。」ハルはすぐに上司のオフィスに戻り、自分の考えを主張した。同氏は、同社がステレオリソグラフィーを商業化する時期が来たと語った。

しかし、この技術はすぐには普及せず、プロジェクトを進めるには膨大な時間とリソースの投資が必要となり、上司はリスクを負う価値はないと判断しました。

たとえ間違った理由であっても、これは正しい決断かもしれない。当時、二人とも、自分たちより前に誰かがそこにいたとは知らなかった。 3週間前、フランスのゼネラル・エレクトリック社のアラン・ルモホー氏が率いるチームが、基本的に同じプロセスの特許を申請していた。

「何か新しいことをしたいとき、その賢明さに気づく人はほとんどいない」

特許とサポートがなければ、ハルの夢は終わってしまうのでしょうか? 「テクノロジーの歴史を振り返ると、ある人が何かを発明したら、それに近いものを発明した人が世界中に必ずいるはずだ」とハル氏は語った。

しかし、最初に出るということは勝つということと同じではありません。ル・モホーの上司はハーの上司よりもさらにリスク回避的であることが判明し、GE は技術の可能性を見出せなかったため特許申請を取り下げた。ハルの特許は承認され、彼はそれを自分で産業化することを決意した。 1986 年に彼は自身の会社である 3D Systems を設立しました。「何か新しいことをしたいとき、その賢明さに気づく人はほとんどいない。でも私はかなり前向きな人間なので、反対意見もすべて聞く。でも、気にはならない」とハルさんは語った。

この技術の可能性に最初に気づいたのは、当時日本の競合他社に大きく遅れをとっていた自動車メーカーだった。「彼らは、この技術が自社にもたらす効果に非常に興味を持っていたので、私たちはすぐに機器の構築、使用方法のトレーニング、設置を始めました。

謙虚な始まりから: 3D Systems が構築した最初のマシン。 3Dシステム
それ以来、3D プリント技術は成長を続けています。いくつかの方法が発明されており、3D スキャナーを使用するとオブジェクトを完全に再現することが可能です。携帯電話でアイテムをスキャンしてコピーを印刷できるアプリが開発されています。そして、もはやプラスチックだけに限った話ではありません。この技術はチョコレートなど、さまざまな素材に応用されています。昨年、民間探査会社SpaceXは3Dプリント技術を使ってロケットエンジンを製造した。おそらく最も印象的な素材は人間の細胞です。現在では、代替の血管、皮膚、心臓組織を印刷することが可能であり、3D プリントされた臓器は最初の臨床試験が行われています。

ハルが小さなカップを印刷してから33年が経ちました。

導入

チャック・ハルは、サウスカロライナ州ロッキーマウンテンに本拠を置く 3D Systems の創設者兼 CTOです。彼は1986年に光立体造形法の特許を取得した。

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