これはインベントリへのリンクだ。そして、ここに挙げられた数多くの材料を、全てのFabLabで使えるようにするべきだ。 ●低温ワックス さて、これは低温ワックス（蝋）だ。僕たちはこれをマシニングしたりはしない。これは室温より少し高い温度で軟化する。もし、転写したいモノを持っているのであれば、君たちはこれを用いて行うことが出来る。君たちが低温ワックスを用いてできることは、ワックスを軟化させて転写したいモノの周囲に型作る。その後、転写したいモノを取り外す。このようにすれば、すでに存在しているものから型を作ることができるんだ。 ●マシナブルワックス 大量に使用するのは、この材料だ。このブロックは数十ドルだけれども、溶かせば再利用することができる。もし、削りカスなんかを保存しておけばらそれらを融解して再利用することができる。 この材料は強いけれども、マシニングするのが非常に簡単だ。 そして、君たちもお分かりのように、これは表面の仕上げが良好だ。君たちはこの材料から本当に美しい型を作ることができる。 これは僕たちが今回の課題を進めるにあたりメインとなる材料だ。
●リジッドフォーム 大型の型を作るには、リジッドな断熱材を用いる、 これは表面仕上げはそれほど良くはないが、巨大な形を作りたい場合は、例えばコンクリートを成形するためにこの方法を用いることができる。ただし、リジッドフォームを用いると表面は粗い仕上げになる。 それを改良するための１つの方法としてジェッソを塗布するというやり方が挙げられる。ジェッソはカンバスを埋めるものだ。そして、あとでやすりがけすることができる。 つまり、マシニングされたフォーム表面にジェッソを塗布し、あとでやすりがけすることで表面を綺麗にするんだ。 もうひとつ、表面を綺麗に仕上げる方法がある。いくらか練習は必要だけれどもね。その方法とは、温風を使うやり方だ。少しだけ表面を溶かしてやる。注意深くやらなければ、全てを溶かしてしまうことになるがね。
しかし、ホットエアガンを優しく使うことで、君たちは後から表面を少し溶かして、より綺麗な表面に仕上げることができるんだ。 ●アルギン酸ゲル 次に紹介するのはアルギン酸ゲルだ。これらは非常に扱いにくい。ゲルなんだけれどね。 これは、湿った状態にしておかなきゃならないし、用途も限られてくる。しかし、こいつのキラーアプリというのは、もし君たちが誰かの顔の仮面作ったり、手のコピーを作るという場面だ。これは非常に生体適合性が高いんだ。 今まで紹介してきたのは型を作るための材料だ。 ●ウレタンゴム この次に、僕たちはフレキシブルな材料を見ていこうと思う。 これはウレタンゴムだ。これはフレキシブルな型を作ることができる。 この材料は素晴らしい寸法公差で加工することができるし、非常に強く、曲げても同じ形状に戻ることができる。だから、君たちはこの材料をフレキシブル型に用いることができる。 そして、君たちはこの材料を用いて強くてフレキシブルな部品を作ることもできる。 以上がウレタンゴムだ。 ●ウレタン樹脂 次にウレタン樹脂についてだ。多くの種類がある。 これはウレタン樹脂の仲間で、着色できるように設計されている。だから、成形した後に着色することができる。このように非常に美しい色で強度の高い部品を作ることができる。 そういうわけで、これは樹脂部品の材料として優れている。
一つ注意しておくと、ウレタンベースの樹脂はウレタンゴムの型には使用することができない。これらは互いにひっつき合おうとするからね。 だから、他のオプションも紹介する。しかし、この材料は優れた樹脂部品を作ることができる。 Bass：慎重に型から取り出さない限りはってことですよね？ ああ。 Bass：インベントリにあるマルチセットをスプレーすることもできますよね。 ああ。僕はそれについて紹介するつもりでいる。 ひとつ、本当にオススメしたい材料がある。それはOOMOO（ウームー）だ。これはシリコンゴムなんだけれども、いかなる材料もこの材料にくっつこうとしない。これは、ウレタンに比べればそんなに強い材料ではない。 ウレタンは温度上昇させて修正する必要があるが、OOMOOは室温で修正することができる。ひとつの利点であり、この材料を用いる正当性は、この材料に引っ付く材料はないということだ。この材料は、非常に不活性だから、ウレタン樹脂をこのシリコンゴムの中で成形することは非常に容易なんだ。 そういうわけでこれは、メインとなるフレキシブルツールの材料のひとつだ。僕たちはこの材料を使うことになるだろう。 また、ウレタン樹脂はいくらか揮発性があり、換気が必要だ。一方、シリコンには揮発性は全くないので、君たちはオフィフみたいな場所でもこれを使うことができる。 これは、型を作る材料として最も扱いやすいものだ。しかも、もう一度言うけれども、この材料は寸法の制御に非常に優れているから、高い精度での加工が可能だ。 君たちが目にする部品、（写真を示して）例えばこのようなものは、これらの種類の型を用いて作られている。このOOMOOは型を作るのに最適な材料だ。 制限があるとするならば、それはウレタン樹脂ほど強度がないという点だ。だから、この材料を使った型から多くの部品を成形することはできない。それでも、これは型を作るのに非常に適している材料なんだ。 これがーOOMOOだ。
●PDMS 同じ種類の材料としてはPDMSが挙げられる。これは、シリコンなんだけれども、よりファンシー感のあるシリコンだ。 この材料のステキなところは君たちはこれを使ってナノストラクチャーを作ることがでにるってことだ。10億分の１メートルというナノストラクチャーをもつ型を作り、成形することができるんだ。 この材料はね、それほどまでに解像度の高いものなのだよ。これはまさに衝撃的だったんだけれども、これを用いればそのような構造を作ることができてしまう。これはナノファブリケーションのための選択肢なんだよ。 ●ラテックス ラテックス っていう材料のことを聞いたことがあるかもしれないね。でも、僕はこの材料をお勧めすることはない。どんな用途にしろね。 ウレタンとかシリコンってのは深い領域でものを形作ることができる。ラテックスってじゃあそういうことはできない。 こいつが、機能するのはペイントしたところをコーティングするときだ。で、乾かして塗布することを繰り返すんだ。型をつくるのに1週間かかる。急いで行おうとすると、綺麗にはできない。そしてそれは非常に労働集約的な作業だ。 広い範囲の面を塗布するような型をつくりたいのであれば、いい選択肢かもしれない。しかし、そうでないのであれば、この材料は深い領域の成形ができないので、ものすごくうんざりするようなプロセスになる。僕は本当にお勧めしないよ。 ●熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂 最後に 熱可塑性樹脂 と 熱硬化性樹脂 について話しておこう。 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の違いは可逆性があるかどうかだ。つまり、一度熱を加えたら永遠にその形状を保つのか、それとも熱を加えたらリサイクルできるのかという違いだ。 これらは高温と巨大な力を必要とする。だから、一般的に僕たちはこれらの材料を用いない。でも、製品の製造には頻繁にに用いられる。 僕たちはソフトツーリングを用いることになるが、僕たちの部品は液体ポリマーを用いて作製することになるだろう。
●ドライストーンとハイドロストーン 次に、僕のお気に入りの材料を紹介しよう。 ここに２つの石がある。 ドライストーン と ハイドロストーン だ。 これらはカルシウムベースの化合物だ。もっと言うと、これはカルシウムの硫酸塩なんだけれども、これはモノを乾かすための乾燥剤とかに用いられる。 実は、君たちはこれを食べたことがあると思うんだ。というのも、これらは食べ物の中に含まれる凝固剤として用いられるからね。 だから、きっと食べたことがあるはず。 これは漆喰の基材になるものであり、乾いた壁を作ることができる。しかし、漆喰ってのは構造的な特性は酷いもんだ。 このドライストーンってのはカルシウムの硫酸塩と樹脂のマトリックスなんだ。そして、ここを見て欲しい。さらなる飛躍をもたらす例がここにある。 この例では、まずマシナブルワックス、OOMOOとドライストーンが写っているね。 遠くから見ると、みんな樹脂部品のように見える。 これは非常にスムーズな表面に仕上がっているし、構造的な特性にも優れている。しかしだ。この例の偉大なところってのは、まあ偉大なところはたくさんあるんだけども、ひとつ挙げるとコストが素晴らしい。 20ポンドが1ドルで手に入る。1ポンドのコストはまさにほぼ輸送費だ。 もう一度言うけれども、こいつは単なる漆喰じゃない。硫酸カルシウムのマトリックス材料だ。 そして、これにより可能になるのは吸水することができる点だ。君たちはこれを混合して、これらの硫酸カルシウム化合物を作る。 これは乾かない。この内部構造を成長させ、こいつは樹脂のマトリックスとなるのだ。 もう１つの材料はハイドロストーンだ。これだ。 ハイドロストーンは直線的なエッジのポルトランドセメントだ。それは、硫酸カルシウムと酸化アルミニウムの混合物だ。 これを用いれば、いくらか強度の高い部品を作ることができる。 これはコンクリートに見えるけれども、極端に滑らかな仕上がりとなる。煌めくコンクリートだ。 そして、これらの材料は、君たちがこれらを混合するとき、粘度が低い状態である。分厚いクリームみたいな感じかな。これらは本当に簡単に型に流しこむことができる。そして、これらの仕上がり非常に滑らかだ。そして、構造的な特性も申し分ない。 しかし、石油由来の化合物や化学的な方法に比べると、それはまさに地面にから石を拾ってくるみたいなものだ。だから、全てを終えて、配置すると、このやり方は丁度石を拾うような感覚になる。 詰まる所、それは格段に環境に優しいし、これらを製造するためのエネルギーはもちろんあるんだけれども、石油由来の化合物に比べりゃ優しい素材だ。 そして、今回の講義の焦点となるのは、マシナブルワックスから始めよ！ということはもう一度念を押しておく。そして、型を作り、フレキシブルツーリングをOOMOOで作製するんだ。 で、その後にハイドロストーンやらドライストーンって材料で君たちの部品を成形してくれたまえ。環境に優しい、安価なワークフローとしてね。 ドライストーンの白い仕上がりはより樹脂に近い見た目になる。
また、ハイドロストーンはグレーっぽい仕上がりで、もっとコンクリートっぽい感じがするね。でも表面は滑らかだ。で、ちょいと構造的な強度が高い。 これらは僕にとって、とびきりお気に入りの材料だ。 ●Cerrotru ところで、金属の鋳造に関してもいくつかのオプションがある。 これは去年、 台北から参加してくれた受講者のページ なのだけれども、本当に素晴らしい。彼は今回の課題に対してカスタムコインを作った。 ページの下の方を見てみると、これらの素晴らしい金属部品を彼は作ったんだということが分かるね。彼は僕が説明しようとしている材料を用いてこれらを作ったんだ。 詰まるところ、彼はカスタムコインと金属のキャラクターを今回の課題として製作したのだ。 では、そのようなものを作るためにはどうすれば良いのだろうか？ その鍵は合金にある。これらは低温で融解する。しかし、重金属を含有している。それらは環境に悪影響のあるものだ。そして機械的強度も弱い。 これは、 Cerrotru という商標の合金だ。これは非常に気持ちよく溶けるんだよね。400℉（204℃）より低いくらいかな。これは、オーブントースターの高温の範囲に収まる。だからと言って、オーブンの中で食べ物と一緒に使うのはやめたまえ！しかし、君たちがLabに置いておいたほうがいいもののひとつとして対流型のオーブンが挙げられる。 これらはCerrotruを溶かすことができるからね。で、驚くことに、これはOOMOOの適用できる温度範囲内だ。 だから、型をOOMOOで作って、トースターでCerrotruを融解させりゃ、金属部品の出来上がりってわけだ。 これは、素敵な金属部品に見える。これらは高温の合金に比べりゃ強度は劣るがね。しかし、もっと低温で融解する合金よりは強い合金だ。だから、こういうコインなんか作っちゃったりできるわけだ。 もう一度念押ししておくけれども、これは構造部品としては高機能なものではない！しかし、驚くほどオフィス用品とかにはすごくいい感じのものを作ることができる。 そして、僕たちはオーブントースターでCerrotruを溶かしてシリコン型に流し込むことができる。
●Zamak Zamakは合金の一種で、数百℃程度高温で用いる。だから、オーブントースターで扱える範囲を超えてしまっている。しかし、Labの標準インベントリに加えられている。 僕たちは小さな炉を持っている。これを用いて君たちはこれらの合金を融解させることができるのだ。つまり、より高温の環境だということだ。 これも、リンクを加えとかなきゃな。ちょっと説明させてくれないか。 これを鋳造するには、１つの方法としてモールドマックス合金を用いる方法がある。これはシリコンなんだけれども、どの種類なのか僕はよく知らないが、これは樹脂用に用いられる。しかし、これは鉱物を担持しているシリコンの一種だ。 これは560℉という高温で用いることができる。 OOMOOを用いるよりも、さらなる高温領域における鋳造を可能にする。 君たちがこの材料を用いる時は、ひとつの技法として、金属の冷却は非常に容易であることが挙げられる。小さな泡を捕らえることが可能なんだ。これをペーパータオルで拭き取ることができる。こうやって冷却された金属表面を改良するのだ。そして、これを用いてフレキシブル型をつくる。 もしくは、他にも高温で成形するには型用の粘土を使う方法が挙げられる。このデルフト粘土のようにね。 これらの周りに充填して、もしくは、さらに高温を目指すのであれば、最終的には砂型を用いる。この型は粘土と砂から成る。一回ぽっきりしか使えないけどね。しかし、一度部品を取り出せば、その部品の周りに材料を塗って、新しい型を作りゃあ良いんだよ。 ●アルミニウムの鋳造 さて、最後にアルミニウムの鋳造について話ししておこう。 このページは、アルミニウムの鋳造に関するページだけれども、これはFabLabじゃあ行うことができない。なぜならば、おそらく目下のところこれにはさらなる高温環境を実現できる炉が必要になるからだ。で、粘土型を必要とする時、君たちはこのような高温での作業場が必要になってくる。しかし、逆に言えば、そういう環境さえあれば、アルミニウムの部品を鋳造することができる。 ●金属の鋳造に関するまとめ このような方法を用いれば、Cerrotruなどの合金とOOMOOを組み合わせることで、君たちは金属の鋳造を行うことができる。 ZamakとMold Maxとの組み合わせ、もしくは粘土との組み合わせにより、それよりも高温での鋳造が可能になる。そうやって、より強度の高い部品を作ることができる。 そして、アルミニウムを用いる際には、君たちは真剣に適切な準備を行う必要がある。 これらが金属の鋳造を行うための選択肢だ。 Feori、君はZamakを用いた例は持っているかい？可能なら見せて欲しいんだけれども。 Feori：小ちゃいですけど、こんな感じの例があります。 それは、型から取り出した後に仕上げたの？つまり、後処理したものなのだろうか？ Feori：少し研磨してます。そんな頑張ってませんけどね。 OK。フレキシビリティーに関してはどうだい？ Feori：壊してしまいました（笑） そうかい（笑）OK。 Feori：でも、これは微小な製作例です。僕は100g程度のリングを作ったことがあります。これを作った時は嬉しかったなあ。 Feori：あと、ひとつだけ言っておきたいことがあります。 Feori：僕はMoldMaxとZamakとを組み合わせるのは、あまり良い材料の組みわせではないと思っています。なぜならば、Zamakは400℃まで温度を上げなきゃならないからです。MoldMaxは300℃だったと思います。 それは正しい意見だ。 でも僕たちは、特にペーパータオルでMoldMaxの塵を拭き取ってやれば、その温度で良好な挙動を示すことを見出したんだ。これらにより完全で安全な長時間の高温がもたらされる。僕たちが見つけ出したのは、君たちはそれをちょいと押し上げるってことだ。 Feori：なるほど。 僕自身はまだ、トライしてみたことはないので、僕はZamakがMoldMaxと一緒にうまく機能するかどうかは分からない。やってみようと思う。 でも、僕たちのグループはMoldMaxの中にZamakを流し込むことができることに気がついたんだ。 僕たちのグループはこれを高温で用いたんだけらども、結果は良好に見えた。 Feori：話は変わりますが、質問です。シリコンかゴムを挟み込むことができるような材料をご存知ですか？ いや、知らないな。今のところは。僕はそのようなことができるポリマーは知らない。 話を戻すが、本気で高温を扱いたいのであれば、Aremcoには非常に面白い材料が揃っている。そして、彼らは陶器の成形材料も取り揃えている。アルミニウムやら、ジルコニアやら、粘土の類など型に混ぜ入れて燃やしてやるんだ！これらは狂ったような温度まで上げなくちゃならない。 僕はこれをどの位温度を上げてやりゃ良いのか知らないんだけれども、スペックを見てみると、1760℃が上限だね。これはもはやフレキシブルではない。これはリジッドツーリングだ！ Feori：僕の目標は銀とか金を使うことなんですが、伝統的なロストワックスはやりたくないんですよね。だって、めっちゃ時間かかりますからね。 そうだね。まあ、これらのセラミックスの材料も面白いよ、ということは言っておきたい。 まずは、マシナブルワックスから始めたまえ！そして、成形してみよう。それで物足りなきゃ、燃やせ！超高温に温度を上げよう！そんな感じだ。 ●ガラス で、驚くべきことに、注意さえ払えばガラスも成形できるんだよね。 彼はSamだ。 僕は君たちにこの方法を１つのステップとしてオススメしているわけじゃないよ。 彼は融解したガラスを用いたいと思ったんだ。僕が思うに、彼はウォールナット材を切削したんだ。そして、その後それを濡らした。そして、僕はオススメしないけれども、彼は型の下側に手を置いて、溶けたガラスを流し込んだんだ！もちろん彼は高音用のグローブを身につけていただろうが、それよりも見ていただきたいのが、型が黒焦げになってるだろう？何が起こったかと言うと、湿った木材の型に高温のガラスを流し込んだんだから、蒸気のバリアが形成されたのだよ。そして、蒸気のバリアで木材の表面が炭化されたってわけだ。この方法を用いれば、ガラスの部品を成形することができるんだ。
●食べ物 そして、最後に食べ物に関してだ。Smooth-Onには食べても安全な材料が取り揃えられている。食べ物に関しては、他の材料を用いてはならない。他の材料は有毒な化学物質を用いている場合がある。しかし、この店には食べても安全な素材を一通り揃えている。そして、これは今回の課題のキラーアプリだ。 今回の課題に対してとある受講生はこのように取り組んだ。つまり、彼女は猫が好きなんだけれども、こなような型を作ってハイドロストーンとドライストーン の猫を作った。 うん。キレイな写真だね。彼女はペインティングまでしている。いずれにしても、これらはハイドロストーンの猫であるのだが、ファンシーだし、射出成形された樹脂部品みたいに見えるね。 しかし、そのあと彼女は食べても安全な材料を用いて、チョコレートの猫を作ったんだ。 そういうわけで、カスタムされた食べ物を作るためのカスタムツーリングは今回の課題を行うにあたり、いい応用例だと思うんだ。そして、キャンディやらパスタやらの形状をカスタムして作ることができるようになるんだ。 でも、再度注意しておくけれども、食べても安全であるということは確認するようにね。 受講者：ひとつコメントしておきたいことがあります。可食用素材についてですが、プロセス全体を完全に食べても安全にしないといけませんよね。 受講者：つまり、例えば60℃以上で数分間熱するとか、そういうことを考えないと… 受講者：つまり、単にシリコンに食べ物を流し込むだけじゃダメですよねってことです。私たちはプロセス自体を安全にする必要があります。そして、その方法はWebサイトに書いてあります。 ああ。それは本当にいいコメントだね。しかも、それを実行するのは簡単だ。 Smooth-Onではこれらの素材を用いたプロセス関して非常によくまとめられている。だから、君たちはプロセス全体を通して確認する必要がある。 しかし、それは材料だけの話じゃない。全体、つまり、ツーリングや作業場所、手袋など全てが清浄で食べ物を扱っても安全であることが望ましい。それは、単に素材だけの話じゃなくて、全てのワークフローに関することなんだ。 だから、君の着眼点はまさに正しい。君たちはこのドキュメントに従う必要がある。 （つづく） 講義の目次は 【和訳版】FabAcademy 2016 からご覧ください。 ※この記事は FabAcademy 2016 におけるニール・ガーシェンフェルド教授（MIT）による講義動画をもとに作成しました。正確な訳ではないので間違っていたら指摘いただけるとありがたいです。