i.materialiseのセラミックの最新の製法
セラミックは最も古くから使用されている素材だ。
古代の石器時代から現代にいたるまで人類の進歩とともにセラミックの使用も拡大してきたと言っても過言ではない。その物性は耐熱性や耐摩耗性、耐電圧性、耐薬品性などを備え、非常に優れた材料特性を持っている。
こうした物性から使用範囲も極めて広く、古代の焼き物に始まり現代のあらゆる産業で使用されている。とりわけ機械加工分野、太陽電池や超電導などのエネルギー分野、電気通信分野、医療分野など現代の産業では必須の素材で、その規模は日本でも10兆円を超える。
もともとの発祥は石器に変わる土器としての使用が始まりだが、今でも美術工芸品や日用品の焼き物として最も親しみのある素材ともいえるだろう。
基本的な製造方法は、高温の熱処理で粉末を焼き固める方法だが、その方法も最近では時代とともに進化しプラズマやレーザー、電子ビームで焼結する方法が登場しつつある。それにより、美しい仕上がりを保ったまま古来からの製法では表現することができなかった形状が表現することができる。
3Dプリントサービスi.materialiseが提供するセラミックの3Dプリントもそんな美しい仕上がりを保った最新技術の成形方法だ。本日はi.materialiseのセラミック3Dプリントの美しい仕上がりについてご紹介。
3Dプリンターと伝統的「焼き」の融合
上記で述べた通り、セラミックは熱によって焼き固めることからセラミックで成形されたものを俗に「焼き物」という。
基本的に今でも行われる一般的な焼き物の製法は、ろくろなどで粘土状の素材を使って形作り、窯で焼いて固める方法だ。焼き固められた後には何度も釉薬を塗りガラス質特有の光沢を出し完成させる。
i.materialiseが作るセラミック製品も、基本的な工程は従来通りの方法を採用している。ただし窯で焼き固めるのではなく、最新の3Dプリント技術を使用することで、これまでに表現することができなかったデザインを形作ることに成功している。
使用される3DプリンターはZ社のバインダージェットと呼ばれる粉末をバインダー(接着剤)
この追加の焼きによって、よりセラミックの強固が強まり、しっかりとした焼き物になるというわけだ。後は釉薬を塗る工程に入る。
i.materialiseのセラミック3Dプリント
3Dプリンターならではの複雑なデザインの「焼き物」がつくれる
i.materialiseが行なうセラミック成形は、焼き物のデザインを形作るろくろの工程が、3Dプリンターの成形に当たり、焼きの工程と、釉薬の工程は従来通りと言える。これによるこれまで作ることができなかったデザインの焼き物と、釉薬によるガラスの質感を持つ仕上がりが可能になった。ちなみに焼きと釉薬のコーティングは2回ほど行い、これまでの伝統的な製法に勝るとも劣らないクオリティを発揮している。
3Dプリンターと焼きの工程
i.materialiseで作られたセラミック3Dプリントの焼き物。食器にも使用できる安全な素材を使用
画像出所:i.materialise
i.materialiseのセラミック3Dプリント詳細
- 最小肉厚:3mm~6mm
- 最小細部:2mm
- 精度:±3%、1mmの上薬
- 最大寸法:340mm×240mm×200mm
- カラー:7色、グロスホワイト、グロスブラック、バナナイエロー、アップルグリーン、デニムブルー、セイフティオレンジ、トマトレッド
- 食器類や工芸品などに最適
- 価格:0.18ドル/1平方センチメートル
7色のセラミックに対応
まとめ
i.materialiseの提供する3Dプリントサービスは、従来の伝統的な製造方法で作られる製品のクオリティに引けを取らない仕上がりだ。3Dプリント技術と伝統的製法自体を比べること自体ナンセンスな行為だが、製品の仕上がり、クオリティという部分にだけ焦点をあてると、素材やモノによっては伝統的製法の方がはるかに優れている場合が多い。
例えば、家電製品で使用されるプラスチックの製法だが、高級感を出すピアノブラックという仕上がりが存在する。このピアノブラックを研磨と塗装をすることなく作るには、特殊な射出成形でなければ不可能だし、今の3Dプリンターでは、あの美しい鏡面を出すことは不可能だ。
ここで言いたいのは、どちらが優れているか劣っているかという話ではない。モノづくりにはその商品が一瞬で人に与える印象やクオリティがとても重要であり、伝統的製法でも最新のテクノロジーでも、その最も大切な部分が欠落してしまっては、人に価値を与えるモノづくりはできない。
こうした観点から言うと、最新の3Dプリント技術を駆使し、伝統的製法の工程に上手く組み込むことで、高い品質を維持したまま、これまで作ることができなかった商品を提供するi.materialiseのサービスはとても斬新だと。
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