PICO Pµlseと3Dプリンティング技術で美術品の複製を支援

学生がワニスを塗布するマルチテクノロジーシステムを製作

ここ数年、3Dプリンティングは、研究やデザインの世界でますます人気が高まっています。3Dプリンティングは、3次元のオブジェクトが形成されるまで、材料の連続したレイヤーを敷設するプロセスです。この技術は、時間とコストを節約できることが証明されているため、需要が高まっています。機械加工とは異なり、3Dプリンターでパーツを作る場合、削るのではなく、必要に応じて材料を追加するため、無駄がほとんどありません。

ノードソンEFDのPICO Pµlse® ジェットバルブなどの液剤吐出技術を駆使して、MITの学生は美術品のレプリカをほぼ完璧に再現することに成功しました。これらのレプリカは、オリジナルを手に入れることができない美術館に配布されることが多いため、完璧な仕上がりが要求されます。

色と光沢のアレンジメント

美術品を再現するために、学生たちに課せられたのは、色材を高い空間分解能で蒸着させる技術と、印刷した美術品の上にニスと呼ばれる光沢材を塗る技術でした。ニスは絵の具が乾いた後の表面品質を向上させるため、光沢を加えることは成功のための重要な要素だったのです。ニスを塗らないと、表面に凹凸ができたり、未完成に見えたりすることがあるんです。

空間的に変化する光沢特性を作製する際の主な課題の1つは、印刷プロセス自体にあります lies in the printing process itself。3Dプリンターでは、光沢のある素材を印刷することができません。なぜなら、印刷ノズルは、粒径の大きな高粘度の素材を印刷できないからです。そのため、3Dプリンターのような高解像度プリントを実現するために必要なノズルは、さまざまな光沢をプリントするのには適していません。

高粘度で粒子充填された材料を吐出する

光沢を出すための印刷の限界を克服するために、学生たちはノードソンEFDのPICO Pµlseジェット技術と別のサプライヤーのインクジェット3Dプリントソリューションをベースにした印刷システムを提案しました。この2つの技術を組み合わせることで、非常に高い粘度と比較的大きな粒子径の材料を吐出し、ファインアート作品を再現するために必要な色と形状でプリントすることが可能になりました。高粘度の材料をジェットで吐出することで、市販のニスを使いながら、表面の光沢をコントロールして、全体に均一な層を形成することができました。

PICO Pµlseは、凹凸のある面や届きにくい面など、あらゆる面でより速く、より正確な噴射を実現するバルブです。このバルブは、乱流を抑えてニスを吐出し、液剤の均一性と配置を向上させました。これにより、ほぼ完璧なファインアートレプリカを作ることができました。

学生たちが製作したシステムは、PICO Pµlseジェットバルブシステム3台、ロボット、ガントリー、コントローラーから構成されています。ロボットは、Z軸に沿ってディスペンサーを、X軸とY軸に沿ってアートピースを移動・位置決めするために使用されました。PICO Pµlseは、粘度の異なるニスを塗布するために使用されました。ロボットの動きとバルブのパルスタイムは、コントローラーによって調整されました。

未完成品から完璧なものへ

学生たちは、改良された新しい3Dプリンティングシステムを使って、450μmの解像度で一貫して吐出可能な印刷用ニスセットを最適化することができました。このシステムでは、さまざまな粘度のワニスを噴射することができ、粒子を含むマットなワニスを扱うことができます。この機能により、学生たちは達成したい仕上がりに応じて、非常に光沢のあるものからマットなものまで、反射率の広い範囲を達成することができます。

ジェットバルブソリューションの詳細はこちら PICO Pµlse ジェットシステム

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ジョセフ・ペルティエ

ジョセフ・ペルティエは、ノードソンEFDニューイングランド・セールス・マネージャー（マサチューセッツ州、ミシガン州、ニューハンプシャー州、バージニア州）です。シリンジやチップを使用したベンチトップ・ディスペンス、空気圧バルブ、ジェット・ディスペンス、非接触ディスペンス、ディスペンス・ロボットなど、液体ディスペンス技術において20年以上の専門知識を持つ。マサチューセッツ大学アマースト校で理学士号を取得。