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「『光造形システム』での全置換人工心臓モデル製作」


   


     5月 9th, 2013  Posted 12:00 AM



私が名古屋市立大学で導入してもらったシステムは、
当時は最高のシステムでした。
IDEASからPro-Engineering、そしてCATIAへと、
それぞれをSiliconGraphics社のEWSで造形実験が出来ました。
したがって、3D-CADそのものの大学提案を求められて、
いつでもアプリケーションは提供される幸運でした。
大学は新設のために、
かつては名古屋女子短大の調理実習室が大改造された部屋を
二つに造形装置と重合硬化装置や洗浄機までがありました。
大学を転籍する時には、
光造形装置は紫外線レーザーと半導体レーザーが二台ありました。
高価だったのは、紫外線レーザー光管は500時間で取り替え。
硬化樹脂素材も大変に高価でしたが、
芸術工学部として、当時はデザイン系大学にも無かったので、
大学の施設シンボルになっていました。
私は市民税という血税で運営されていることからも、
24時間常に稼働させるとともに、
海外からの見学者や医学部の整形外科からも研究生がいました。
メビウスリングそのものがとても3D-CADではEWSがトラブル頻繁。
しかし、院生の中でも際だった者は、様々な形態を
光造形で造形を成し遂げて論文も勝手に作成していました。
私の想像では、想いもつかない造形に成功していた僅かな者は、
必ず、3Dプリンターを即刻理解すると思っています。
現在、3Dプリンターには三つの流れがあります。
2002年FabLab、2005年RepRap、2012年MAKERSという図があります。
もちろん、この見事な分析図からは、
今後の「デスクトップのモノづくり」が見えてきます。
しかし、光造形でエポキシ樹脂にレーザーを照射して、
最後に装置のエレベーターでモデルが仕上がって登ってきます。
この状況を見ている人はどれだけいるのでしょうか。
これは本当に「とても美しい」のです。
私は当時は、光造形装置の部屋には入りませんでしたが、
このモデルアップの時は惚れ惚れと眺めました。
だから、現在の3Dプリンターではその美しさはありません。
けれども、とても安全装置になったのは、
この装置を
自宅のキッチンに設置しておいても大丈夫になったことです。
「安全」な装置という進化が3Dプリンターにはあります。
でも、モデルアップの光造形の美しさは格別です。


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「3Dプリンターの素材と成型精度」


   


     4月 26th, 2013  Posted 12:00 AM



光造形システム、私は17年携わってきて、
最初は紫外線レーザーが半導体レーザーに変わりました。
そして、エポキシ系樹脂も、
最初の湿度管理と装置からとても簡便になりました。
素材も、特に医療系は光造形データはシリコン系でも、
ほとんど内臓器官同様の柔らかさで「手術前シュミレーション」にまで、
使えるようになりました。
そして、今、阪大ではデザインのモックアップと
医療関連のスキャナデータを再現するのに使っています。
最大の問題は「造形サポート」設計がデメリットでした。
ところが、3Dプリンターでは、
2000分の1まで回路造形では可能になってきました。
しかし、私は「素材問題」はまだまだ開発が望まれると考えています。
チタンとカーボンもありますが、
カーボンは粉末ではなくて、やはりテキスタイルとしての繊維状成型です。
とりあえず、画像表現されている素材毎の成型は可能になっています。
しかし、私はこの素材提案には新たな感性が必要だと思っています。
何が3Dプリンターの素材かというと、
これまでの素材開発メーカーでは無理がありそうです。
現在私が必要と考えている素材は●●●です。
これは提案されてから具体的な応用範囲が限られていたから無理でした。
しかし、私には目論見があります。
なんとか、素材メーカーに具体物を持ち込んで説得しなければなりません。
画像は海外で試行された素材ですが、
これらの欠点はすべてがソリッド=塊です。
これは光造形がソリッドで考えられた頃と、
同次元の発想が残存しているからです。
3Dプリンターはサポートが無いだけに、
2Dへの吹きつけそのものを変換すべきだと考えています。
ただ、大きな問題は、これからの成形物は、
なんらかの清潔感や耐菌性や耐放射能までが考慮されるべきです。
まずは、「素材、その射出形状のデザイン」が基礎になるべきでしょう。


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「進化した光造形・ラピッドプロトタイピング」


   


     11月 12th, 2011  Posted 12:00 AM


私が大学人になった一つの理由です。
それは、光造形=ラピッドプロトタイピング、
この手法をプロダクトデザインに導入したかったからです。
米国で、ALIAS社とプリンストン大学で開発途中の光造形、
そのモデルは小さな平板の歯車でした。
その歯車がきっと立体になるという直感でした。
日本では手に入らない光造形原書を読みまくりました。
「クラインボトル」がモデル化されていた写真、
これは多分、合成写真だと思いました。
自分で試したい、その気持ちが大学人につながりました。
1996年、名古屋市立大学に芸術工学部新設時、
私の研究室には、光造型機(紫外線レーザー)と、
周辺のワークステーションと初期の3D-CADが入りました。
結果、「クラインボトル」を当時の3D-CADでは、
ほとんど製作が困難でしたし、
3D-CADからSLAデータへの変換などで自分を鍛えました。
素材も湿度影響などでとてもやっかいなものでした。
したがって、3D-CADソフトの変遷は全て見てきたと思います。
今や、半導体レーザーでの光造形はすでに一般化しました。
そして、光造形での素材も初期のエポキシ系からは
相当に進化し透明になり、湿気影響なども全くなくなりました。
そして、この組み合わせた「クラインボトル」は、
研究室訪問のゲストにプレゼントしているモノです。
今回、KAIST=韓国科学技術大学院大学へ持参のために量産。
そしてこのクラインボトルを二つ組み合わせて製作可能も、
ラピッドプロトタイピングなればこそ可能になります。
この組み合わせを、米国・フィラデルフィア大学でプレゼし、
ティニアである教授達との会話から、私が「人工臓器」、
なかでも「人工心臓へデザインを」という動機になりました。
これまで、私は名市大から阪大の研究室につながるまで、
この製作によって、様々なノウハウを持つことができました。
「点・線・面」の概念が、
それこそ、カンデンスキーの芸術的予測は、
数学領域での「空間論」と対峙することを暗示していました。
点には大きさがあり、それは限りなく正方形であり、
線には太さがあり、面には厚さがある、という予想です。
光造形=ラピッドプロトタイピングは、
もっと造形教育に取り入られるべきものだと思っています。
米国の大学では、デザインや建築の実習では当たり前です。
すでに、3D-CADは6D-CADに進化していることも
「モノづくり」日本に多次元CADは不可欠な領域です。


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