日本人の発明だった　モノ作りの夢を形にする「機械」

　複雑な形の構造物も３次元のデータがあれば、樹脂などを材料に使い、思い通りに作り出せる。３Ｄプリンターは、製造業の復興を目指す米国をはじめ、日本でも経済産業省の平成２６年度概算要求に最優先課題として開発費が盛り込まれるほど研究熱が高まっている。すでに産業界では、試作品や特殊な部品づくりなどに使われ、家庭用の廉価版の装置も販売されている。ベストセラー「メイカーズ」（クリス・アンダーソン著）の「なんでも生み出す魔法の杖（つえ）」との評価は、やや期待が先行している感があるが、今後、関連技術を含め総力戦で臨めば大化けの可能性がある。

　◆日本人が発明した

　この最先端の技術は、実は３３年前にまず日本人の研究者が発明し、続いて米国の研究者も同時期に発表していた。優れた産業技術のシーズ（種）をいち早く見極め、時代のニーズ（必要性）を掘り起こして育てることの大切さを示す実例でもある。

　３Ｄプリンターの仕組みは、コンピューターで複製したい実物をスキャンするなどして３次元のデータを作る。立体を輪切りにしてみれば、平面の積み重ねになることから、プリンターはデータに基づいて下部から順番に平面の造形を印刷していくのだ。紙を地図の等高線に合わせて切り、重ねて貼って立体地図を作るようなものだ。このさい、材料を必要な部分だけ固めて残すために光（紫外線）を使う光造形法などがある。

　この光造形の技術を昭和５５年に世界で初めて発明して特許を取り、国内の学会誌や米国の雑誌で論文を公表したのは、現在、名古屋市で弁理士を務める小玉秀男さん。名古屋大学で地球物理学を専攻したが、大学院修士課程を修了後、「実用的な工学の研究をしたい」と５２年に市工業研究所に入った。そこで印刷技術を使う半導体の製造や光を当てると固まる樹脂などを目の当たりにして、３Ｄプリンターの発想がひらめいた。

　その論文の発表後、小玉さんの元に企業からの問い合わせはあったが、製品化に至らなかった。その１年後に米国の企業研究者も独自の論文を発表したことを知り、小玉さんは、手紙を出したが「こちらも反響はない」との返事だった。「最初の論文に掲載した家の模型が丸太小屋のような出来だったので精度の面で価値が理解してもらえなかったのでしょう」という。

　◆日米の環境の格差

　その後、小玉さんは弁理士に転身し、そこで思わぬめぐりあわせに驚く。米国企業が日本で３Ｄプリンターの特許を申請しているが、受け入れられるかどうかを、日本の商社が相談に来た。なんと、その技術は小玉さんの発明と同様だった。調べたところ、小玉さんの特許は発明者として認められていたが、特許料など「権利」を取得するための出願審査請求の期限（７年）が過ぎていた。商社は億円台のライセンス料を払わずに済んだが、小玉さんの特許権による収入はゼロということになった。

　小玉さんは、平成７年に英国のランク賞財団から、光電子工学に貢献したとして表彰される。同時受賞者はチャック・ハルさんで、小玉さんの発明のあとに光造形技術の特許を取得し、米国で企業を立ち上げて、３Ｄプリンター装置などを製造する大メーカーに築き上げた。日米の産業育成環境の違いがうかがえる。小玉さんは「私の研究が空想でなく実際に役立つことがわかってうれしい。研究は取り組んだ１００人のうち９９人は失敗する。苦しい中でも１％の成功のために取り組むのが研究者です」と振り返る。

　◆研究開発が進む

　現在、日本では、産業技術総合研究所など産官学の連携で次世代３Ｄプリンターの研究開発が進んでいる。自動車の部品など日本のお家芸である鋳物づくりがアジア各国の攻勢にあっていることから、鋳型として製造に不可欠な「砂型」の製造をターゲットにした。鋳造は砂型に溶けた金属を流し込んで行うものの、複雑な形状だと砂型を作るための型が必要になる。この工程を省いて、一気に作り上げるもので、従来の１０倍の速度をもつとともに高精度、安価な装置を開発するのがねらいだ。

　３Ｄプリンターは開発途上にあり、大型の産業用から小型の家庭用まで登場しているが、機器の実力の差は大きく、精度、材料費など課題も多い。しかし、人工骨など医療用や日用品、アートなど多方面でアイデアは膨らんでいる。その夢をテコに革新的な技術を開発してほしい。（論説委員・坂口至徳）