デスクトップ金属3Dプリントの開発会社Desktop Metalが1億ドルを調達

スティーブ・ジョブズが生きていた時代のアップルのように、自社の技術を秘密にして漏洩が一度も起こらないようにしながら、誰もが知るほど自社製品を販売できる企業を見つけるのは稀だ。しかし、MITを含む優秀な教授陣によって設立されたDesktop Metalはこれを実現しました。

▲Desktop Metalの謎の黒いホームページ
業界では、MIT発祥のこの会社についてほとんど何も知られていない。多くの投資大手がこの会社に群がっていることだけがわかっている。例えば、数回の資金調達ラウンドで、Google Ventures、BMW、Lowe'sなどの投資大手が総額約9,676万ドルを投資しており（出典：Angel List）、これは同社が恵まれた環境で生まれたことを意味しています。

▲デスクトップメタル投資家ラインナップ
つまり、スタートアップにお金がないのではなく、あなたのスタートアップにお金がないのです。

資金だけでなく、Desktop Metal には優秀な人材も豊富です。たとえば、創業者の Ric Fulop (上の写真) は、これまでにA123 Systems などいくつかの会社を設立しており、 MIT 材料学部のディレクターである Christopher A. Schuh も創業チームに加わっています。具体的には、同社のチームには、MIT 教授 4 名と、MIT およびハーバード大学の卒業生グループが含まれています。 (下の写真) 興味がある方は、Web サイトにアクセスして詳細をご覧ください: https://www.desktopmetal.com/team-1/

もちろん、この号の目的は、この会社がいかに素晴らしいかを語るのではなく、この会社が何をすべきかについて皆さんに語ることです。 Desktop Metal が申請し公開した複数の特許はすべてこの技術に関連していることから、Jing Ge 氏は、これが同社が取り組むべきプロジェクトであると考えています。

デスクトップ金属技術の公開
写真とストーリー:

▲図1 Desktop Metal米国特許図解（出典：Desktop Metal）
図１に示す装置は、コンピュータ制御システム１８２、ハウジング１１２（真空、不活性ガス、脱酸素剤などの必要な保護雰囲気を含む）、機械動作システム、形成プラットフォーム、および金属堆積システム１２０を含むデスクトップレベルの金属印刷装置である。金属の液滴が滴り落ちると、機械制御システムが一定の経路に沿って移動し、金属の三次元部品を蓄積して形成します。機械的な動きや機器の制御などの一般的な技術についてはここでは省略します。

この技術の革新性は、静電気力を利用して金属液滴がノズルから滴り落ちるのを制御することにあります。下の図２に示すように、金属線は誘導加熱管（または抵抗加熱管）に供給され、溶融して液体状態となり、ノズル開口部２４０で液滴を形成し、最終的に圧力などの作用によりプラットフォーム上に滴下される。液滴の表面張力などのパラメータは、磁場（２３０）、静電場（１２０、図１）、またはこれら２つの組み合わせによって制御することができる。

▲図2 デスクトップメタルの誘導加熱・液滴注入システム（出典：デスクトップメタル）
図３に示すように、この技術は、 FDMと同様に、さまざまなワイヤ材料をサポートすることもできます。これらのパイプの一部は、表面張力調整剤や保護ガスなどにもなります。各ワイヤには独立した貯蔵パイプを設けることも、それらを一定の割合で混合することもできます。図4 は、堆積システムが複数のノズルを備え、単一のノズルから噴出される液滴を独立して制御できることを示しています。

▲図3 図3. ワイヤ送給システム図4. マルチノズルシステム（出典：デスクトップメタル）
特許によれば、噴出される最小の液滴は約400pLで、1nLまで連続的に変更できるという。簡単な計算で、最小の液滴半径は約 50 ミクロンであることがわかり、精度は市販の FDM 装置の精度と同等になるはずです。特許では成形速度については言及されていない。しかし、デスクトップレベルのデバイスの場合、速度は大きな問題ではありません。

まとめ：
Desktop Metalは金属分野でFDMに匹敵する装置を発売しました。この装置は、必要な保護雰囲気下で金属線を原料として、誘導などの手段で線を溶かし、静電気力/磁場の作用でノズルから排出される液滴の表面張力を制御し、圧力の作用で金属液滴を成形プラットフォーム上に堆積させます。成形プロセス中、プラットフォームと射出システムの温度を制御し、形成された欠陥を監視および修復します。

この技術の考えられる利点と欠点について、Jing 兄弟は次のようにコメントしています。

利点:
金属3Dプリンターのコストはある程度まで削減されました。
印刷消耗品のコストがある程度削減されます。
作業環境に対する要件が大幅に軽減されます。

考えられる技術的な課題:
デスクトップ機器では、真空または保護雰囲気で処理できる不活性金属はごく少量のみです。
成形工程では熱応力が大きく、成形サイズも小さいため（MatterFab の Jingge 3D Printing | The Rise and Dispute of the Metal 3D Printing Empire、第 55 号を参照）、高融点金属の加工が困難です。
不連続な液滴の噴射速度により形成速度が遅くなります。
ノズルが詰まると掃除が難しくなります。
起業においてはテクノロジーは重要ですが、それが成功の唯一の要素となることは決してありません。

考えられる市場の課題:
複合材料の 3D プリント性能は継続的に向上しており、一部の性能はアルミニウム合金に匹敵します。
レーザー技術を使用した金属プリンターも現在、小型で低コストの方向にシフトしており、Formnext 2016 で発表された 2 万ドルの選択的レーザー溶融 (SLM) モデルなど、すでにいくつかの成果が現れています。対照的に、Desktop Metal には多くのフィードバックデバイスがあり、多くのリアルタイム計算が必要になるため、コスト面で有利ではない可能性があります。
もう一つの一般的な方法、つまり材料を光で硬化させてからロストワックス法で鋳造する方法は、より高精度かつ低コストで部品を製造できる可能性があります。

要約する
Desktop Metal は、オールスター起業家チームの技術的背景、強力な財政的支援、一見単純そうに見えて解決が容易ではない技術的困難、そして競合相手がいないように見えるが競合相手で溢れている市場環境に直面しています。

さらに読む:
スタートアップ企業がデスクトップ金属3Dプリンターの開発に1400万ドルの投資を受ける
GoogleとBMWがデスクトップ金属3Dプリントに3億人民元を投資し、大規模部品製造に影響を与える

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出典: Jingge 3D Printing

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