平成 年度 塚本学院教育研究補助費申請書 ①

3D プリンターで鋳込み成形の原型を作る試み
大阪美術専門学校 総合アート学科 教授 伊 藤
均
研究の背景
陶磁器制作における、PC/CAD の導入は大命題であ
る。近年、
「3D CAD」・「3D CG」ソフトも安価なも
のや無償のソフトが提供され、樹脂や金属を積層して
立体物を自動で作製する「3D プリンター」も出現、
制作環境の進化によって大掛かりな設備がなくても、
「PC/CAD」を用いた「モノづくり」が可能となり、
各機関で注目を集めている。長崎県窯業技術センター
では、
「3D スキャナー」で取り込んだデータで形状を
出力後データを微調整し、再度原型を出力し従来の石
膏原型と同様に鋳込み型を制作している報告がある。
本研究は、「3D CAD ソフト」と「3D プリンター」
を併用し、原型制作から鋳込み型の石膏取り、鋳込み
成形、焼成までを実施する試みである。
研究計画
「3D プリンター」の出力方式は、樹脂溶融押出積
層式で造形物の内側を空洞とする。
1:「一輪生け」の原型を出力し鋳込み型の原型
磁器土の収縮率は 15%と設定し出力する。
一辺 59.5
㍉の立方体を出力し、3 面割の鋳込み型を作り、鋳込
み成形の後、焼成する。焼成に伴う収縮、歪み、を原
型でどのように修正するかが課題である。
2:「マグカップ」の原型を出力し鋳込み型の原型
カップは焼成後の寸法を、直径６cm・高さ７cm の
筒型のマグカップ及び６面体・８面体の３種の形状を
基本とする。
3:「ハンドル」の鋳込み型の原型
「123D Design」は「3D CAD ソフト」でありなが
ら、
「3D CG ソフト」の様な操作も可能で、曲線の作
図も簡単な操作で様々なフォルムをモデリングでき
る。
4:原型と石膏型との離型の考察
原型は樹脂の積層で出力される為に僅かな凹凸が
あり、石膏との離型が可能であるかを確認する。
ドで、最も「3D CAD」らしいコマンドで 、
〈任意の
平面を直線方向に押し出し〉、特に多面体の筒状の形
態に有効である。〈断面をある軌道に沿って動かす〉
ハンドルの曲線の形状を作図するとき、〈断面をある
軸に沿って動かし〉シンメトリーな形態を、〈複数の
断面をつなぐ〉
、などの形状を作る機能がある。
Modify を使う事で一度作成した形状を修正する事
ができる。〈押す/引く〉、〈任意の面を傾ける〉、〈面の
分割〉、
〈面取り〉
、
〈任意の半径で丸める〉
、
〈面全体を
分割〉、〈任意の一面をくりぬき箱にする〉、などの機
能 を 使 い 多 様 な 形 状 が 得 ら れ 、『 Primitives ・
Construct・Modify』のコマンドを主に使いモデリン
グを実施した。
出力した原型から、鋳込み成形の型に使う石膏は、
「サンエス石膏 特急 緑」を用いた。原型から石膏型
を取り出すとき、従来の原型が粘土の場合、さして問
題は無いのだが、今回の場合、原型が樹脂であり、石
膏型から原型を取出すとき原型を変形さす事はでき
ないので、従来１面型で鋳込み成形が可能な形態も２
面割にした。そして片面の石膏取りができた段階で、
一度型と原型との離型を試み、石膏面にカリ石鹸を塗
布しもう一面の型を制作した。懸案であった、樹脂と
石膏の離型に関してはさほど問題にする必要は無い
ようである。積層時の段差も、ノズル孔径が 0.4mm
で積層しているのでさほど問題は無かった。
鋳込み素地は、
「日本陶料 磁器土」10kg に解膠剤
は珪酸ソーダを 0.5%添加した。この素地の流動性は
すこぶる良く、特にハンドルの排泥には流動性が要求
されるのだが特に問題はなかった。原型の段差は鋳込
み成形後、型から外した時はさほど気にならないのだ
が、乾燥した時点では器物の表面に筋状の痕跡が発生
したが、器物の仕上げの段階で、ハケで水拭きする事
で筋状の紋様は無くなり焼成後もその痕跡が見られ
なかった。
マグカップとハンドルの接着は本体とハンドルが、
完全に乾燥した時点でおこなった。接着面の整合性に
多少の時間がかかったが、焼成後変形や歪みは認めら
れなかった。ハンドルの鋳込み成形は、排泥後、着肉
層が完全に硬化してから脱型した方が、乾燥時の歪み
が少なかった。
研究成果
研究結果
「一輪生け・マグカップ・ハンドル」の原型の制作
は、
「123D Design」を使いモデリングを実施した。
Primitives の Box を使い一辺 59.5 ㍉の立方体のモ
デルを作成し、その後、Transform の Scale で作成し
たソリッドを拡大/縮小しイメージを確認した。
Primitives は立体の基本形状を作成するコマンドで、
直方体、球、円柱、円錐、ドーナツ形状、があり又平
面は、長方形、円、楕円、多角形、を作る機能があり
陶磁器のほぼ全ての形状を作成できる。
Construct は、スケッチから立体を作成するコマン
「3D プリンター」と手作業を併用する事で、デザ
インした形状のイメージを短時間で確認でき、学生の
造形力や表現力の領域が大きく広がる。鋳込み成形は、
比較的新しい成形技法であり、石膏型があれば同一の
物が数多く作れる利点があり、クラフト制作などに適
した技法である。その為にも型の生命ともいえる原型
の重要性が問われる。新たに「3D プリンター」
・パソ
コン、で原型づくりを導入することでクラフトの分野
だけでなく、装飾タイルや立体造形物の分野にも創作
領域が広げられる可能性が大いにある。
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