Fabrication

2014.01.28

CES 2014後の3Dプリント:主流派への動きが始まった

Text by kanai

Martha Stewart checks out the Form1 at CES2014 image via @larry_jamieson's twitter feed.
Sam Jacobyと3Dプリンターを見るマーサ・スチュワート。CES 2014にて。写真:@larry_jamiesonのツイッターフィードより

3Dプリンターは主流派の消費者に受け入れられる準備ができているのか? 端的に答えるなら「わからない」だ。しかし、International CES 2014での3Dプリンターの占有面積から判断するに、積層造形を主流派に押し上げるためのマーケティングに巨大な金が投入されようとしていることがわかる。

New Photoshop options to print to Shapways
Shapewaysに対応したPhotoshopのオプション

AdobeMicrosoftといった業界の巨人たちは、競って3Dプリンター用ドライバを組み込むようになり、FormLabsやMakerBot(3Dプリント用のマーサ・スチュワート・コレクションを共同開発の噂もある)にマーサ・スチュワートも強い関心を示している。こうなると、他の大企業もボンヤリしていられない。

3Dプリントを主流に押し上げようという動きによって、3Dプリントは「実験的」なものから「簡単」なものへと大転換をはかろうとしている。自動レベル調整ビルドプラットフォームや新型のエクストルーダーを搭載する機種が増えているが、これらは3Dプリンターにあった2つの大きな問題を解決するものだ。つまり、ノズル詰まりとプリントの癒着だ。しかし、ハードウェアは簡単操作になるほど、よりクローズになり、優先度チップロックシステム、カートリッジ式のフィラメントへの依存が増えることが考えられる。

Microsoft's 3D Builder App
Microsoftの3D Builderアプリ

CES 2014 3Dプリンターの出席簿

CESの会場の面積は、フットボールフィールド37個分もある。3D Printing Techzoneはそのほんの一角に過ぎないが、30もの3Dプリンター専用のブースが並び、業界を代表する有名メーカー(3D SystemsEnvisionTEC Inc.KevvoxMcor Technologies LtdIncodema GroupDWS SystemsSculpteo、そしてStratasysとそのデスクトップ部門、MakerBot)と、小さなメーカー(AfiniaSolidoodle LLCBeijing Tiertime Technology)、それに新規参入メーカー(Old World LabsLIghtForgeXYX PrintingCEL TechnologyFSL3D and SolidIdea)、そしてKickstarterから登場した(FormLabsPirate3DP Pte LtdRobo 3DAIO RoboticsMatterform)が勢揃いした。

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CEAによるとハッシュタグ、#CES2014を世界人口の40パーセントが目にした。

公表されている出展者のリストに載っていない会社のなかにも、いくつかのサプライズがあった。彼らは、高価なCESのブース出展料を払える会社のブースのなかで出展していたのだ。Deezmakerのメンバー(Diego PorquerasとRich Cameron(“whosa Whatsis”として知られている人物。この記事のなかに彼のコメントがいくつか出てくる)も、3Dデジタル彫刻プラットフォーム、Leopolyの実演を行っていた。Hyrel 3Dのマシンは、フィラメントとプリンターの販売会社、3DPrintLifeのブースに展示されていた。詳しくは、「融解フィラメント製造(熱融解方式)」のセクションに書く。

融解フィラメント製造の新しいトレンド:誰が何をやっているか?

Cube 3 at CES
CESに展示されたCube 3

自動レベル調整

Robox(CEL Technologyとしても知られている)の新型プリンター、XYZprinting 、3D SystemsのCubeシリーズ、MakerBotのReplicatorシリーズには、どれも自動レベル調整機能が備わり、Up Plus 2Mini KosselなどのMarlinファームウェアを使用しすでに進化しているRepRap系プリンターの仲間に加わった。CESには登場しなかったが、オープンソースの新興メーカー、Mbotも自動レベル調整機能付きのマシンGrid II発表した。Jetty Firmware Google Groupから聞いた噂では、MbotはSailfishファームウェアを使っているので、Sailfishファームウェアに自動レベル調整機能が含まれるようになるとのことだ。

チップ問題:オープンかクローズか

XYZprinting filament cartridges for the da Vinci 1.0
da Vinci 1.0(XYZprinting)のためのフィラメントカートリッジ

3DSとXYZprintingの新型マシンには、専用のフィラメントカートリッジを使うフィラメントローディングシステムが採用されている。現行のCubeシリーズ(発表された新型の前のバージョン)では、3D Sysytemsは各カートリッジにDallas Semiconductor 1ワイヤーチップを搭載し、フィラメントの色、残りの量、純正フィラメントかどうかの確認を行っていた。ちなみに、それをハックする方法もある。XYZprintingが同社のda Vinci 1.0フィラメントにチップを搭載するかどうかは発表されていないが、その可能性は十分にある。

MakerBotが新しいReplicatorシリーズにチップ付きフィラメントを採用するかどうかに関しても議論がある。同社のPLA フィラメントのページには、「1KGと5LBのスプールはMakerBot Replicator(第5世代)との互換性がありません」との注意書きがある。つまり、一部のフィラメント管理システムが変更されるかもしれない。Rich Cameronはこう伝えている。「新型MakerBotは閉鎖型のカートリッジは使わないが、…… 標準ではないサイズに見える。サードパーティのスプールをできる限り使えなくしているようだ」

MBI
MakerBot IndustriesのPLAのページに書かれている注意書き。1月15日水曜日 @ 10:07 PM(東部時間)時点

よくあることだが、これは技術自体の問題ではなく、それをどう応用するかの問題だ。正確なプリントができるように、フィラメントの素材の性質を特定するのは、いいことだ。誰だってよりよいプリントを求める。チップ付きフィラメントは、物理的な交換やフィラメントの特性の認識を楽にしてくれる。しかし、チップ搭載のもうひとつの目的がデジタル著作権管理(DRM)に使われ、ユーザーが自由にフィラメントが選べなくなるとしたら、とても窮屈なことになる。

Inside the Robox at CES 2014
Roboxの中身。CES 2014にて

価格が急激に上がるようなことがなければ、専用フィラメントも、主流となる一般消費者市場をターゲットにした製品とすれば、悪いとは言えない。3Dプリンターを一派消費者向けのデバイスにするならば、メーカーはできるかぎり失敗要因をなくしたいと考えるだろう。「いじれる」部分を排除することで、平均的ユーザーのサポートの質が上がり、提供するフィラメントの品質も安定させられる。しかし、いじり屋にとって、これは不幸なことだ。

Roboxは、チップ付きフィラメントを採用しているが、チップの設定変更ができるようになっていると聞いて、興味を持った。私はCES会場で彼らと出会うことができた。Rich Cameronも彼らに会い、G+にこう書いている。

ひとつ、うれしい驚きは、Robox 3Dプリンターだった。彼らのKickstarterキャンペーンで、フィラメントスプールにチップを搭載すると書かれていたのを見て、最悪だと思っていたのだが、ショーの会場で、彼らのチップはフィラメントのデータが書き込まれた簡単なEEPROMであることがわかった。そのデータからプリント設定を自動的に行うのだ。サードパーティーの素材を使わせないようにするデジタル著作権の保護用に使うのではない。何度も書き換え可能なチップを使って、どのフィラメントでも使えるよう設定できるのだ。このモデルは、対応メーカーを固定せず、価格も抑えたままで、専用カートリッジシステムのあらゆる恩恵を提供してくれる。私は昨年の5月に、これと同じ目標を掲げて、オープン規格を作るUFIDプロジェクトを立ち上げた。彼らに会ったとき、いっしょにこのプロジェクトを進めようと彼らを誘っておいた。

上の引用に登場したUniversal Filament Identification System(共通フィラメント特定システム:UFID)は、Richが始めたオープンソースプロジェクト(GitHubリンク)で、「3Dプリント用フィラメントのタグ付け、トラッキング、特定の方法をマシンが読み取れる形式で開発し、勘を頼りにした作業をなくす」ことを目的にしている。

2013年から変わったこと

Matt Richardsonは、去年の CESを取材した唯一のMAKEスタッフだが、私は彼に、2013年から2014年の間に3Dプリンターの何が変わったかを聞いてみた。これが彼の答えだ。

CES 2014の3Dプリントに関して驚いたのは、去年との違いの大きさだ。2013年は、3Dプリンターメーカーが2、3社出展しているだけで、どれも目立たなかった。今年は、3Dプリンターメーカーは巨砲を持ち込んできた。大きくてきらびやかなブースでの大々的な展示。かなりの宣伝効果があった。これで、3Dプリント関連会社にとって、CESは主流派の人々に宣伝するための重要なイベントとして定着することだろう。

巨砲の数々

The $14,999 Perfactory Micro
1万4999ドルのPerfactory Micro

CES 2014の会場には、非常に高額な業務用のプリンターもいくつかあった。Mcor Iris(3年間のサービスと素材がパックになったプランで年間使用料1万5866ドル)は、“MYEASY3D”サービスパートナーシップをStaplesと結びヨーロッパでサービスを開始した。1万4999ドルのPerfactory MicroCES 2013でデビューした)と1万ドルのStrataysis Mojoもあった。

3D Sysytems vs MakerBot Industries

しかし、そもそも一般消費者向け家電の見本市であるため、こうした高価な業務用プリンターは、3D SystemsやMakerBotの、3DP Techzoneのどこからでも目立つ壮大なブースでの最新機種発表の影に隠れてしまっていた。

MakerBot Industriesの元メンバーで、愉快な3Dできる Minifigsの作者でもある3Dプリントの伝道者、Michael CurryともCES 2014の会場で会うことができたので、今回のイベントの感想を聞いてみた。彼の意見はこの記事のあちらこちらで引用したが、3D Sysytems対MakerBot Industriesという観点からは、こんな感想を述べていた。

MakerBotと3D Systemsは、熱融解積層技術の分野で相乗り状態を続けている。MakerBotは3つの新機種を発表したが、そのなかに大型のReplicator Z18と、プリント用コンテンツをダウンロードできるプレミアムサービスがあった。3D Systemsも新開発のシリーズを立ち上げ、学校の机から工場の床まで、あらゆる場面に使えるプリンターをひとつのファミリーでカバーするという大局的な戦略だ。

3D Systems

ChefJet Pro multicolor sugar print
ChefJet Proカラーシュガープリント

3D Systemsは、「簡単」で新しい素材を使う技術を前面に押し出すことで、CES 2014での話題をさらった。彼らは一般用と業務用合わせて12機種の新製品を発表したが、そのなかに、大幅な改良が加えられた、1000ドル以下で自動レベル調整機能とデュアルエクストルーダーを備えたCube FFFプリンターシリーズ、CeraJet陶器プリンター、CubeJetフルカラー・パウダープリンター、Touch触感マウス、3DMe 3Dフォトブース、それに私が個人的に気に入った砂糖やチョコレートでプリントするChefJetシリーズがある。

Engadget ExpandでWindowsのみ対応のSenseスキャナーを発表したばかりの3D Systemsだが、このCESではiPadに対応したiSense 3Dスキャナーを発表した。iSenseは、オープンで「ハックするために作られた」Structure Sensor(『編集者が選ぶCES 2014ハイライト』を参照)を開発したOccipitalからライセンスを受けたIPを使って作られている。

ChefJet Pro multicolor sugar print
ChefJet Proの砂糖によるカラープリント

3DSの新型プリンターについては下の記事に詳しく書いたので、そちらを見てほしい。

MakerBot

Photo by Michael O'Donnell via Venturbeat
写真:Michael O’Donnell(Venturebeatから)

MakerBotはBre PettisがCES基調講演のなかで3つの新型プリンターを発表した。巨大なReplicator Z18(講演でPettisがかぶっていたヘルメットを一度にプリントできる)、中型の新しくなったReplicator(オリジナルのレーザーカットしたボディのものとは別物)、そしてCupcakeと同等の造形サイズのReplicator Mini Compactだ。詳しくはMAKE上級編集者、Mike Seneseのインタビュー『Bre Pettis on MakerBot’s Three New Printers』(英語)を見てほしい。

MakerBot Digitizerに変更はなかったが、コンピュータービジョンのメーカー、SoftKineticとの3Dスキャンに関するパートナーシップの話があった。CESでのインタビュー(英語)を見てほしい。

MakerBot Smart Extruder
MakerBotスマートエクストルーダー

第五世代のMakerBot Replicator 3機種には、すべてに交換可能な新しい“スマートエクストルーダー”が使われている。これは、フィラメントが切れると自動的に一時停止して、プリントの失敗を防ぐことができる。また、自動レベル調整、フルカラー液晶ディスプレイ、USBとEthernetとWi-Fiの接続機能、プリントをモニターできるオンボードカメラが備わり、これから発表になるMakerBot Appsを使ってプリントの写真を共有できるようになる。MakerBot Digital Storeの発表もあった。XG3形式でプリント可能なモデルを販売するショップだ。新しく加わったコントロールダイヤルは、「ハイエンドのオーディオ機器のような感覚」とPettis氏は会場でのインタビューで自慢げに語っていた。

レジンの台頭

期待どおり、CES 2014の会場では、レジンを使うプリンターも多く登場し、オレンジ色の保護カバーが3DP Techzoneのあちらこちらで見られた。価格帯は、デスクトップ型のSLA(ステレオリソグラフィー)プリンターが3000ドルから3500ドル、業務用が5000ドルと、はっきり2000ドルの開きがある。デスクトップ型には、Form1Pegasus TouchLightForge。より高価な業務用には FABXOWL Nanoが出展されていた。

SLAプリントについて、Michael Curryはこう語っている。

CES 2014ではUVレジン・デスクトップ3Dプリンターが多く見られた。ステレオリソグラフをベースとするマシンを展示するFormLabsに加え、LightForge、DWS Labs、Old World Laboratories、Full Spectrum Laserといったメーカーが出展した。今この業界で注目されているのは、3D SystemsとFormLabsとの間で、ステレオリソグラフィーの特許に関して争われている法的問題だ。これはプリンター開発を冷え込ませる恐れがあるのだが、幸い、会場にはそんな雰囲気はなかった。

Pegasus Touch

The Pegasus Touch from FSL3D
FSL3DのPegasus Touch

Full SpectrumレーザーカッターのメーカーFSL3Dは、現在、Pegasus Touchを低価格で販売できるよう、Kickstarterキャンペーン中で、すでに目標額をクリアしている。しかし、メーカー希望小売価格は3499ドルになりそうだ。Pegasus Touchの最大造形サイズは177×177×228ミリ。最小積層ピッチは5ミクロン。もっとも細かい造形サイズは250ミクロンだ。USB、Ethernet、Wi-Fiで、オンボードのカラータッチスクリーンを使ってLinuxコンピューターに接続できる。

Pegasus Touchの詳しい仕様はこちらFSL3Dのエンジニア、Andrew Boggeriのインタビュー(英語)も見てほしい。

LightForge

Photo by Rich Cameron
CES 2014に出展されたLightForge(写真:Rich Cameron)

価格は現在LightForgeに問い合わせ中だが、彼らは「手の届くデスクトップ・ソリューション」だと私に話してくれた。恐らく、2000ドルから3000ドルの間になるだろう。

LightForgeは、CESに出展されたなかで唯一のDLP(デジタルライトプロセッシング)方式による一般向けプリンターだ。最大造形サイズは192×120×228ミリ。最小積層ピッチは25ミクロン。これはForm1と同じであり、Pegasus Touchの「標準積層ピッチ」と同じだ。しかし、造形解像度は150ミクロンで、その点ではForm1とPegasus Touchより勝っている。LightForgeのSLAプリンターは、同社のサイトに「2014年に販売」とだけ書かれている。そのページの下のほうには、LightForgeの技術仕様と、MAKEが『2014 Ultimate Guide to 3D Printing』テストしたときのプリントの写真がある。

XFab

XFab at 2014 CES
2014 CESに展示されていたXFab

この記事の始めにも書いたが、イタリアのDWS Systemsはすでにハイエンドの業務用市場で確かな地位を築いているが、そのXFabは、DWS Labsというブランドで発売する初めてのデスクトップ3Dプリンターだ。今のところ、2014年春に発売予定。9つの素材が使えるというから驚きだ。標準のアクリレート(アンバー)、ABSライク(グレー)、ABS ライク(白)、ポリプロピレンライク、固い半透明(グレー)、透明、セラミック nano-filled(ライトブルー)、ラバーライク(黒)、ラバーライク(透明)から選べる。最大造形サイズは180×180ミリ。造形解像度は80ミクロン。最小積層ピッチは10ミクロンだ。これは私が見てきたなかで最大の解像度だ。会場に展示されていたプリントの表面の仕上げには目を見張った。XFABは5000ドルで販売される予定だが、2500ドル前後の一般向け低価格機もある。

詳しい仕様はXFabのサイトで見られる。MAKEのDWS Labsインタビュー(英語)も見てほしい。

OWL Nano

OWL Nano at CES 2014
CES 2014に展示されていたOWL Nano

Old World Labsは、CES 2014でOWL Nanoプリンターを発表した。同社のサイトによれば、すでに注文を受け付けている。Old World Labsによると、OWL Nanoは、積層ピッチとレーザー焦点範囲を0.1ミクロンでSLAプリントできるという。これは単なる宣伝文句ではない。現に、0.1ミクロンの積層ピッチと解像度を主張しているのだ。最大造形サイズは、奥行き、幅、高さが150x150x200ミリだ。

OWL Nanoの仕様書より。

実質的に歪みのないシングルモードのレーザー光:Owl Nanoは従来のステレオリソグラフィーをレベルアップさせました。一般のステレオリソグラフィー・プリンターでは、レーザー光は鏡で反射させてからボクセルに照射されますが、OWL Nanoは、レーザー光源をボクセルから数センチのところに配置します。これにより光線の歪みがなく、高度に絞り込まれたシングルモードのレーザー光を、1ミクロンの10分の1の範囲に集中させることができます。

これはすごい。直接関係ないが、Bacteria WorldHow Big is a Micron(1ミクロンはどのくらい大きいか)というページにこう書かれている。「人の赤血球は直径が約5ミクロン。人の髪の毛は直径が約75ミクロン(人によって違います)。バクテリアは0.2ミクロンから3ミクロンの間です」

OWLの言っていることが信じられない? この3Dプリンターのダークホースについて意見のある方は、どうぞコメントをください。

Form 1

The Form1 at CES 2014
CES 2014 に展示された Form1

最初の、安価なデスクトップSLAプリンターとして登場したFormLabsのForm 1は、2012年10月にKickstarterキャンペーンで294万5885ドルを集めて成功した。現在、予約を受付中だ。2014年4月には出荷される予定。有機ELディスプレイを備え、最大造形サイズは125×125×165ミリ。最小積層ピッチは25ミクロン。造形解像度は300ミクロンだ。デスクトッププリンター3機種のなかでは、造形サイズがいちばん小さい。300ミクロンの解像度は、LightForgeと同じだが、Pegasus Touchが発表しているものよりも、やや大きい。これは、CES 2014に出展されたなかで、すでに発売されている唯一のSLAプリンターで、『2014 Ultimate Guide to 3D Printing』のテストでもよい成績を収めている

Form 1の仕様書はこちら。CES 2014会場でのMAKEのFormLab、Sam Jacobyインタビュー(英語)も見てほしい。

– Anna Kaziunas France

(日本語版編注:原文では、この後、熱融解方式のプリンターに関する解説が続きますが、日本語への翻訳は省略しました)

原文