3Dプリントを始めると、金や銀、ダイヤモンド、ジュエリーなどを3Dプリントできないかと考える人が多いようです。 この質問には、この記事でお答えして、より多くの人に知ってもらうことにしました。

この素材を使った3Dプリントや、ジュエリーの製作など、知りたい情報が盛りだくさんです。その答えと、プロセスを紹介するクールな動画をご覧ください。

金を3Dプリントできるのか？

ロストワックス鋳造で、溶かした金を型に流し込んで固めることで金を3Dプリントすることができます。 また、DMLS（Direct Metal Laser Sintering）という金属の3Dプリントに特化した3Dプリンターでも可能です。 通常の3Dプリンターでは金は3Dプリントできませんが？

3Dプリントゴールドは、複雑なデザインを作るだけでなく、14Kや18Kのゴールドも選ぶことができるので、本当に素晴らしいです。

これとは別に、ジュエリーの小さなパーツを矯正するために一般的に使われる追加材料の量や量を変えることで、金色、赤色、黄色、白色など、さまざまな色の金を印刷することもできます。

金を3Dプリントするには、いくつかの専門技術や高品質の機器が必要であり、大きく分けて2つの方法でしか3Dプリントできないことを念頭に置いておいてください：

1. ロストワックス鋳造の技法
2. ダイレクトメタルレーザー焼結

ロストワックス鋳造の技法

ロストワックス鋳造は、約6000年前から行われていたため、ジュエリーを作る最も古い技術のひとつとされていますが、現在は技術の進歩により手順が少し変わってきており、3Dプリンターもその一つです。

ロストワックス鋳造は、金やその他の金属の彫刻を、オリジナルの彫刻やモデルの助けを借りて作成するシンプルな技法です。 ロストワックス鋳造技法の優れた点は、費用対効果が高く、時間を節約でき、設計した形状に金を3Dプリントできることです。

もし、あなたがまだ迷っていて、実際の例を知りたいのであれば、ローレルペンダントに宝石をセットするキャスティングビデオをご覧ください。

ダイレクトメタルレーザー焼結

Direct Metal Laser SinteringはDMLSとも呼ばれ、金を3Dプリントするのに最適な方法と言えるでしょう。

どんな複雑なモデルでも、そのデザインを機械に取り込むだけで、簡単に作成することができます。

この技術の最も優れた点は、複雑さという点でさらに悪いモデルを作ることができることです。 金を3Dプリントできるかどうかを示すビデオを見てみましょう。

金専用の「プレシャスM080」という機械を使っています。 高価な金粉を材料としていますが、購入すると非常に高価で、一般ユーザー向けではありません。

3Dプリンターによるゴールドジュエリーの利点は、従来のジュエリー制作方法では不可能な形状をいかに作ることができるかということです。

また、ソリッドな作品を作るのではなく、中空な形を作るので、材料をたっぷり節約することができます。 ジュエリー作品は、より安く、より軽くなります。

1. 通常の方法と同じように、ゴールドにしたい3Dプリントモデルのデザインをアップロードするところから始まります。 それがDMLSマシンにアップロードされます。
2. この機械には、金の金属粉が入ったカートリッジがあり、各層の後に、機械のバランスハンドルで水平にします。
3. UVレーザービームは、3Dプリンターがプリントベッドの上で行うように、デザインの最初の層を形成します。 ただ、フィラメントなどの材料を押し出すのではなく、光が粉末を燃やして固め、モデルを形成する点が違います。
4. 1層印刷したら、パウダーを少し下げて、ハンドルでカートリッジから余分なパウダーを1層目の印刷の上に持ってきます。
5. レーザーは、パウダー内に置かれたモデルに直接貼り付けられる最初の層の真上から照射されます。
6. この工程は、DMLSマシンにアップロードされたデザインモデルの最後のレイヤーに到達するまで、レイヤーごとに進んでいくことになる。
7. 3Dプリント終了後、完成したモデルをパウダーから取り出す。
8. 他の3Dプリントモデルと同様に、モデルからサポートを取り外します。
9. 後処理として、クリーニング、サンディング、スムージング、ポリッシングを行います。

DMLSの欠点は、非常に高価であるため、自宅で金型印刷をしたいユーザーのためだけに購入することができないことです。

そのため、オンラインで簡単に見つけることができる経験豊富な会社からサービスを受けるのがベストです。 それでも、宝石店から直接金製品を購入するのに比べて、多くのお金を節約することができます。

金などの金属材料の印刷に最適とされるDMLS機には、以下のようなものがあります：

• 3Dシステムズ社製 DMP Flex 100
• EOSのM100
• ザクトメタル製XM200C

銀を3Dプリントできるのか？

DMLSプロセスやロストワックス鋳造で微細な金粉を使うのと同じように、銀を3Dプリントできます。 銀の3Dプリントには特殊な3Dプリンターが必要なので、デスクトップ機ではできません。 モデルを3Dプリントして、メタリックシルバーをスプレー塗装すれば、基本的に模倣できますよ。

DMLSは銀の3Dプリントに最も適したオプションですが、価格帯がなんと100,000ドルからなので、購入するには非常に高価です。

そのため、手袋やメガネ、マスクなどの安全用品が必要です。

産業界で行われることが多いので、多くの安全対策が必要です。

DMLSは、ロストワックス鋳造と比較して、38ミクロン（0.038mm）のZ分解能まで下げることができ、銀やその他の金属の印刷に重要で有益な、さらに低い分解能まで下げられるので、最適な選択肢と考えられています。

銀を3Dプリントすることで、様々な仕上げや色合い、スタイルにすることができます：

• アンティークシルバー
• サンドブラスト
• ハイグロス
• サテン
• グロス

同じロストワックス鋳造、インベストメント鋳造、DMLSの方法で、一度に複数のシルバーアートモデルを3Dプリントする機能があります。 あるYouTuberは、5つのシルバーリングを同時にプリントしました。

スライサーでリングとそのデザインを作りながら、まるで木のような1本のバックボーンに貼り付けていく。 彼の動画は以下からご覧ください。

そのため、金市場よりも比較的安価に購入できるオンラインサービスプロバイダーの助けを借りることもできます。 最高のデザインとサービスを提供するプロバイダーには、以下のようなものがあります：

• マテリアライズ
• Sculpteo - "Wax Casting "素材の下にあります。
• クラフトクラウド

ダイヤモンドを3Dプリントできるのか？

一般的に、ダイヤモンドは単結晶であるため、3Dプリンターで3Dプリントすることはできません。実際のダイヤモンドは、ほぼ完全に並んだ炭素の結晶から、特定のダイヤモンド状の構造で作られています。 最も近いのは、サンドビックが作った複合ダイヤモンドです。

ダイヤモンドはこの地球上にあるものの中で最も硬いもので、自然界で2番目に硬い物質の58倍も硬いと言われています。

サンドビックは、常に新しいものを生み出し、古い技術も進化させることに取り組んでいる組織です。 彼らは、史上初のダイヤモンドを3Dプリントしたと言っていますが、まだいくつかの欠陥があります。 その大きな欠陥の1つは、ダイヤモンドが輝かないということです。

サンドビックは、ダイヤモンドの粉末とポリマーを使い、UVライトを照射して層を形成することで、3Dプリントダイヤモンドを作りました。

実際のダイヤモンドとほぼ同じ組成のものを作ることができるオーダーメイドの新機構を発明し、そのダイヤモンドは鋼鉄の3倍以上の強度を持つとしています。

3Dプリントダイヤモンドの熱伝導率は、銅や関連金属よりもはるかに高いのです。

ダイヤモンドの3Dプリンティングが、他の素材と同じように簡単にできるようになる日は、そう遠くないと言えるでしょう。 彼らがどのようにこのことを実現したかは、短いビデオで見ることができます。

ジュエリーを3Dプリントすることは可能か？

フィラメントやレジンなどの通常の3Dプリンターで、プラスチックから指輪やネックレス、ピアスなどを3Dプリンターで作ることができます。 ペンダントや指輪、ネックレス、ティアラなど、さまざまなジュエリーを3Dプリンターで作り、Etsyなどで販売するビジネスも多く行われています。

3Dプリントジュエリーの最大の特徴は、複雑なデザインの作成、複数のパーツの同時プリント、時間の節約、コストの軽減など、さまざまなメリットがあることです。 3Dプリントはあらゆる面で優れていますが、いくつかの理由でまだ導入しない人がいます。

3Dプリンターはすごいけど、手作りにはかなわない」と考えるジュエラーもいるようですが、現在の開発状況や今後の展開を考えると、3Dプリンターによるジュエリーは、間違いなく手作りに匹敵するものになると思っています。

3Dプリンターは、従来の製造方法では実質的に不可能な形状を作り出すことができます。

ジュエリーの3Dプリントにも、SLAやDLPの技術が使われています。 紫外線に反応する樹脂を光硬化させ、小さな層を一度に形成していく方法です。

これらのマシンは、AmazonのElegoo Mars 2 Proのようなものであれば、200～300ドル程度と手頃です。

SLA/DLPのカテゴリーに属する鋳造材料で、最も優れていて広く使われているものには、次のようなものがある：

• NOVA3D ワックスレジン

• シラヤテックキャスト3Dプリンター用樹脂

• IFUN ジュエリー用鋳造レジン

もし、ワックスで仕上げるのが面倒な場合は、スプレーでメタリックなゴールドやシルバーに塗装し、サンド＆スタンプで磨くと、金属のような輝きを放つジュエリーを作ることができます。

Thingiverseで人気のある3Dプリントジュエリーのデザインをご覧ください。

• ウィッチャーIII ウルフスクール メダリオン
• カスタマイズ可能なFidget Spinner Ring
• GDリング - エッジ
• ダース・ベイダー・リング -The Next Ring Episode Size 9-｜BookLive!
• エルサのティアラ
• ハミングバード・ペンダント

このOpen Source Ringを樹脂製3Dプリンターで3Dプリントしました。基本樹脂と柔軟樹脂を混ぜて、より耐久性を持たせています。

樹脂3Dプリンターで3Dプリントしたジュエリーを鋳造する方法とは？

この作業には、ワックスと同じような働きをするフォトポリマーと呼ばれるキャスタブル樹脂が使われます。 この作業は、インベストメントキャストと呼ばれる有名な技法で行われます。

1. まず、お好みのスライサーでモデルデザインを作成し、ファイルを保存して、3Dプリンターにアップロードします。
2. 高解像度の樹脂製3Dプリンターでデザインをプリントし、すべてのサポートを切り落とし、スプルーワックスロッドをモデルに装着します。
3. スプルーのもう一方の端をフラスコの底面の穴に差し込み、フラスコの殻を入れる。
4. 水と出資金を混ぜたものを殻の中に入れ、これを炉の中に入れて超高温に加熱する。
5. インベストメントモールドの下穴から焼けた金属を流し込む。 乾燥したら、水につけてインベストメントをすべて取り除く。
6. あとは後処理に移り、スムージング、フィニッシング、ポリッシングで最後の仕上げをすることになります。

このプロセスを見事に表現した以下のビデオをご覧ください。

専門的な作業なので、安全対策は万全にし、事前に正しいトレーニングを受けておく必要があります。