産業用3Dプリンティングは転換点を迎えており、間もなく本格的に主流化しようとしている。大半の経営者や多くの技術者はそれに気づいていないが、この技術はプロトタイピング、迅速なツーリング、小物や玩具の製作を遥かに超えた段階まで進歩している。「アディティブマニュファクチャリング」は、中規模から大規模な数量で、実際の顧客向けに耐久性と安全性を備えた製品を生み出している。

この革命の萌芽は、100社以上の製造企業を対象とした2014年のPwCの調査に表れている。調査時点で、11%の企業がすでに3Dプリント部品や製品の量産に移行していた。ガートナーのアナリストによると、技術の採用率が20%に達した時点で「主流」となる。

3Dプリンティングを活用して生産を拡大している企業には数多くあり、GE（ジェットエンジン、医療機器、家電部品）、ロッキード・マーティンおよびボーイング（航空宇宙・防衛）、オーロラ・フライト・サイエンス（無人航空機）、インビザライン（歯科機器）、グーグル（家電）、そしてオランダの企業ルクスエクセル（発光ダイオード、つまりLED用レンズ）などが挙げられる。これらの動向を受け、マッキンゼーは最近、3Dプリンティングが「ニッチな地位から脱し、ますます多くの用途において従来の製造プロセスに代わる実行可能な代替手段となる準備が整った」と報告した。2014年、米国における産業用3Dプリンターの売上は、すでに産業用自動化およびロボット販売の3分の1の規模に達していた。一部の予測では、この数値は2020年までに42%まで上昇するとされている。

プリント可能な材料の範囲が拡大し続けるにつれ、さらに多くの企業が追随するだろう。基本的なプラスチックや感光性樹脂に加え、すでにセラミックス、セメント、ガラス、多数の金属および金属合金、そしてカーボンナノチューブや繊維を配合した新しい熱可塑性複合材料が含まれている。優れた経済性がいずれ遅れをとっている企業を説得することになるだろう。これらの新しい方法や材料で製品を製造する直接コストはしばしば高いものの、アディティブマニュファクチャリングによって実現する大きな柔軟性により、総コストは大幅に低減される可能性がある。

この革命的な変化がすでに進行している今、経営者は3つのレベルで戦略的な課題に取り組むべきである。

第一に、有形製品の販売者は、自社または競合他社によって、自社の提供物をどのように改善できるかを問うべきである。プリンターにダウンロードされたデジタル「設計図」に従ってオブジェクトを層ごとに造形することで、無限のカスタマイズが可能になるだけでなく、より複雑なデザインも実現できる。

第二に、産業企業は自社のオペレーションを見直さなければならない。アディティブマニュファクチャリングが製品や部品の製造方法、時期、場所に関する無数の新しい選択肢を生み出す中、どのようなサプライチェーン資産のネットワークと、新旧のプロセスのどのような組み合わせが最適だろうか。

第三に、リーダーは、3Dプリンティングの新たな現実を中心に商業エコシステム全体が形成され始めることに伴う戦略的影響を考慮しなければならない。製造セクターの大部分が数え切れないほどの小さな「メーカー」に細分化される可能性について多くが語られてきた。しかし、そのビジョンは、より確実で重要な発展を見えにくくする傾向がある。デザイナー、メーカー、そして製品の輸送業者間の活動の統合を可能にするためには、デジタルプラットフォームを確立する必要がある。当初、これらのプラットフォームはデザインからプリントまでの活動、デザインの共有、迅速なダウンロードを可能にする。すぐに、プリンターの操作、品質管理、プリンターネットワークのリアルタイム最適化、キャパシティ交換など、その他の必要な機能を調整するようになる。最も成功するプラットフォームプロバイダーは、基準を確立し、複雑なエコシステムが市場の要求に対応できるよう調整する環境を提供することで、大きく繁栄するだろう。しかし、すべての企業がこれらのプラットフォームの台頭による影響を受ける。この新技術が創造する膨大な価値のシェアを獲得するために、既存企業と新興企業の間で激しい争いが繰り広げられるだろう。

これらの課題は相当な量の戦略的思考を必要とし、もう一つ残っている。これらはどれくらいの速さで進むのか。特定のビジネスにおいて、これがどれほど速く起こり得るかを以下に示す。ある業界のCEOによると、米国の補聴器業界は500日未満で100%アディティブマニュファクチャリングに移行し、従来の製造方法に固執した企業は1社も生き残れなかったという。経営者は、急速に進化するこの技術が成熟するまで特定の投資を待つのが賢明かどうか、あるいは待つことのリスクが大きすぎるかどうかを判断する必要があるだろう。その答えは企業によって異なるが、いずれの企業にとっても、戦略的思考の時はいまこそであると言っても間違いないだろう。

アディティブの優位性

この技術が、今日の大規模生産における標準的な製造方法を駆逐するとは想像しにくいかもしれない。例えば、従来の射出成形プレスは、1時間に数千個の部品を製造できる。対照的に、ホビイスト市場で3Dプリンターが稼働するのを見てきた人々は、オブジェクトが層ごとに積み重なっていく様子を滑稽なほど遅く感じることが多い。しかし、技術の最近の進歩により、産業現場におけるこの状況は劇的に変わりつつある。

標準的な製造がなぜこれほど印象的な速度で行われるのか、その理由を忘れる人もいるかもしれない。それらの部品が素早く生産されるのは、それらを生産するために必要な複雑な工作機械や設備の配列を確立するために、事前に多額の投資が行われているからである。最初の1個の製造コストは非常に高いが、同一の製品が次々と生産されるにつれ、限界費用は急落する。

アディティブマニュファクチャリングは、そのような規模の経済性を提供するものではない。しかし、標準的な製造の欠点、すなわち柔軟性の欠如を回避できる。各製品は独立して構築されるため、独自のニーズに合わせて容易に変更できるほか、より広義には、改善や流行の変化にも対応できる。そして、生産システムのセットアップ自体がはるかに簡単で、関わる工程がはるかに少ない。だからこそ、3Dプリンティングはプロトタイプや希少な交換部品などの一品生産に非常に価値がある。しかし、アディティブマニュファクチャリングは、より大規模な生産においてもますます理にかなっている。買い手は形状、サイズ、色の無限の組み合わせから選択でき、このカスタマイズは、注文が大量生産のレベルに達しても、製造業者のコストにほとんど追加されない。

アディティブの優位性の大きな部分は、かつては別々に成形されてから組み立てられていた部品を、今では1回の製造で一体として生産できる点にある。簡単な例としてサングラスが挙げられる。3Dプロセスにより、フレームの異なる領域でプラスチックの多孔質性と混合物を変化させることができる。耳にかける部分は柔らかく柔軟に仕上がり、レンズを支えるリムは硬くなる。組み立ては不要である。

部品や製品をプリントすることで、鋼板内のハニカム構造や、これまでミリングには細かすぎた形状など、より複雑な構造で設計することも可能になる。複雑な機械部品、例えばケースに収められたギアセットなどは、組み立てなしで製造できる。アディティブ方式は、部品を組み合わせ、はるかに多くの内部詳細を生成するために使用できる。だからこそ、GEアビエーションは特定のジェットエンジンの燃料ノズルのプリントに切り替えたのである。同じ設計のものを年間45,000個以上生産する予定なので、従来の製造方法の方が適していると思われるかもしれない。しかし、プリント技術により、かつて20個の別々に鋳造された部品から組み立てられていたノズルを、一体として製造できるようになった。GEによると、これにより製造コストが75%削減されるという。