平らな電子部品から解放
技術の2大トレンド、「IoT」と「3Dプリント」の連携が生み出す破壊的ビジネスとは（1/3 ページ）
3Dプリンタを活用することで、モノのインターネット（IoT）デバイスのパーツをより迅速かつ効率的に試作、生産できるようになるかもしれない。
3Dプリンタ「Squink」開発したBotFactoryのWebページ《クリックで拡大》
モノのインターネット（IoT）と3Dプリントは、テクノロジーの歴史で大きな2つの流行語であるように見えるだろう。突き詰めると、IoTは、インターネットに接続しているアプリケーションやデータとは異なる。IoTは、3次元空間を占有し、デバイスを制御したり、データを持ち帰ったりする電子装置といった物理素材を使用する。CADの設計から単純なものを安価に素早く生産できる3Dプリンタの機能は、試作を楽にしてくれることから、設計者にすばらしい恩恵をもたらす。
そして、ここ数年で、IoTと3Dプリントの融合が見られるようになっている。IoTデバイスの大部分を占める電気回路や、印刷された回路基板などの試作に加えて、製造にまで3Dプリントが導入されている。
古き良き2Dレーザープリンタは、平面の回路設計図をプリントするために、使われてきた。こうしてプリントされた設計図は、まっさらな銅被覆の「FR4（難燃性グラスファイバー）基板」に移される。銅被覆のFR4基盤に移すことで、回路導線の間にある保護していない全ての銅線に化学薬品を侵食する「エッチング」から銅線を保護する。
現在市販または開発されている“3D”基板試作プリンタのほとんどは、3次元空間で導電インクによって2次元の線（配線）をプリントしているにすぎない。その際、X軸、Y軸、Z軸に沿って動かすことができるプリンタヘッドを使用する。
積層造形法
ここで重要となるのは、3Dプリントがゼロの状態から品質を付け加えていく点だ。まず、まっさらなグラスファイバーかプリント基板の1つである「フレキシブル基板」を用意する。この過程における唯一の金属作成回路は、3Dプリンタのノズルから噴霧、またはインクジェットによりプリントされるインクに含まれる銀のナノ微粒子だ。これは熱可塑性物質を3Dプリントするのと同じように、何もないところから層を重ねて、3次元の固体を形成する。
3D回路基板プリントが製品レベルにまで発展すれば、現在使用されている多くの有害なエッチング化学薬品や銅メッキと決別できる。だがまだその段階には達していない。Gartnerで半導体製造とプロセス開発分野リサーチ部門のバイスプレジデントを務めるディーン・フリーマン氏は、その段階に到達するまでには少なくとも後5年の歳月を要すると考えている。
現在、プリント基板（PCB）の3Dプリントは一般的に企業や大学の研究所、軍需産業、最先端の実験的な電子機器設計者の間で利用されている。このようなユーザーの多くは、3Dプリントを使うことで、社内限定で使用する試作作成機器で時間と費用を大きく削減できる。その場合、通常ではできないリスクの高いプロジェクト案の基板を設計することが可能だ。今のところ、PCB設計者が3Dプリンタを使用することで得られる最大のメリットは、短納期で安価に生産できることだ。3Dプリンタがあれば、これまで数週間を要し、アジアを拠点とするサードパーティー試作メーカーの協力を得るためのプロセスが、数時間で済むようになる。さらに、3Dプリンタの初期投資は比較的小さく、エンジニアはより不確実なアイデアを試作できる。これはIoTに関する発明に多大な価値をもたらすメリットだ。
テッド・バイダ氏は、Exact Assemblyの創設者で、埋め込み電子機器の設計者だ。同氏は、スタートアップのBotFactoryが開発した3Dプリンタ「Squink」を所有している。同氏は、ネズミ捕り発明家がより高性能なネズミ捕りを製作するのを後押ししている。
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