3次元デジタル技術は景徳鎮の磁器製造プロセス全体の革新と「窯の変化」の実現に貢献します。

出典: シャイニング3D

概要: 「一つの景徳鎮、陶磁器の歴史の半分」、古風でありながらもシンプルで永続的な磁器の都であるこの街では、何千年もの間窯の火が燃え続け、街の土壌を鍛えてきました。時が経つにつれ、その長年の文化的感情と控えめで上品な美的気質は、磁器とその職人技の形で受け継がれてきました。しかし、伝統的な陶磁器の製造工程は複雑で、マッチング精度も高くなく、現代の燃え盛る火の中で生まれ変わるためには、新しい技術を取り入れることが急務となっている。

同興鋳型は、最先端の技術で積極的に変化を求めている陶磁器メーカーです。次は、景徳鎮の同興鋳型を訪れ、同興の職人が3Dデジタル技術を通じて陶磁器のデザインと製造プロセスをどのように変えているのかを見てみましょう。

伝統的なモードにおけるセラミックデザインの欠点 精度が低い：伝統的な陶磁器のデザインでは、主に描画、実測、模型製作の段階で手作業や伝統的な測定ツールを使用しています。これはデザイナーの経験、生産材料、環境などの外部要因によって制限され、誤差が大きくなります。特に、職人が手描きの図面を3次元モデルに変換する場合、マッチング精度は高くありません。

△（写真提供：Visual China）
デザイン表現の誤差が大きい：陶磁器のデザイン計画を推進する過程で、デザイナーは製品自体について各方面とコミュニケーションをとり、議論する必要があるため、デザイン表現は特に重要です。手描きレンダリングの表現方法では立体感をうまく伝えることができません。この2次元の表示形態では最終製品との間に一定のギャップが生じます。

△（写真提供：Visual China）
時間がかかり、労働集約的で消耗品です。図面とモデルの不一致や、デザイナーが需要者に満足のいく作品を提供できないことが、何度も修正を繰り返すことにつながります。やり直しは職人の作業負荷を増やし、設計プロジェクトの進行に影響を与えるだけでなく、コストもかかります。さらに、従来の設計技術では、陶磁器が最終的に焼成され、成形された後にのみ設計効果が確認できます。設計プロセスが理想的でない場合は、再度最適化して再設計する必要があり、これも時間がかかり、労働集約的で、材料集約的です。

3Dデジタル化が陶磁器のデザインプロセスに役立つ

次に、ウサギの陶器の設計と製造を例に、3D テクノロジーが陶器の設計プロセスをどのように支援し、上記の問題に 3D デジタルソリューションを提供できるかを体験します。

1. 3Dスキャンモデリング ウサギの粘土モデルのスキャンには、EinScan Pro 2X Plus多機能ハンドヘルド3Dスキャナーを使用しました。粘土モデルのサイズが小さいため、今回は2X Plus固定全自動スキャンモードを使用しました。このモードでは、1フレームのスキャン時間は0.5秒未満であり、泥型の高精度な3次元データ取得がわずか3分程度で完了します。

△スキャンプロセス表示 △スキャンデータ表示
2. モデル設計 スキャンした陶土の下書きデータをプロの 3D 設計ソフトウェアにインポートし、ソフトウェア内でモデルの形状を変更したり、サイズを調整したりします。

△設計段階図
3. マスター型を作る調整したセラミックモデルを 3D プリンター/CNC 彫刻機にインポートして、セラミックマスターモールドを生成します。

△ 3Dプリント工程図
4. 生産と加工 印刷されたセラミック型は、デザイン効果を直感的に表現できます。要件が正しく伝達されると、石膏を使用して生産型を鋳造し、生産ラインに投入できます。その後、水分補給、素焼き、施釉、釉薬焼成、検査など複数の工程を経て陶磁器の完成品が製造されます。

△焼成工程の模式図（写真提供：Visual China）
△完成品展示
3Dデジタルソリューションの利点 高精度: EinScan Pro 2X Plus の単一フレームのスキャン精度は最大 0.04mm に達し、寸法精度の誤差は小さくなります。固定モードでは、ドットピッチが0.24mmと高く、粘土型の3次元形状を詳細に表示できるため、その後のセラミック製品の製造のための強固なデータ基盤が築かれます。

高効率：固定スキャンモードでは、EinScan Pro 2X Plusの単一フレームスキャン時間は0.5秒未満で、最大取得フォーマットは310×240mmに達します。粘土の下絵の高精度モデリングを完了するのに数分しかかかりません。従来の手作業による計測・設計方法と比べ、図面処理の効率が大幅に向上しました。

高効率: デジタルセラミック設計により、人件費と材料消費量が大幅に削減され、生産サイクルも短縮されます。設計プロセスの効率化により、セラミックの大量生産に適した基盤が築かれました。

高品質: デジタルプラットフォームの使用により、作業の品質が最適化されます。コンピューターによって自動的に生成されるパラメトリックデザインソリューションは、デザイナーにさらなる芸術的なインスピレーションを与え、より優れた作品を生み出すのに役立ちます。

環境に優しく省エネ: 設計者は新しい問題に応じていつでもソフトウェアを変更できるため、従来の試行錯誤のプロセスで生産材料が失われることはありません。また、デジタルスケッチを使用して需要側とタイムリーにコミュニケーションをとることで、やり直しの回数を減らすことができます。 3次元デジタル技術の応用により、従来の設計手法はペーパーレス設計、グリーン設計、軽量設計へと変化しました。

その他の派生アプリケーション

デジタルアーカイブ: 3D テクノロジーを使用すると、セラミックデータ情報を保存して、完全かつ正確で永続的な 3D デジタルアーカイブを確立できます。二次生産では再モデリングが不要となり、データベースから3次元データを取得してデジタル生産工程に投入できる一方、研究者やデザイナーは陶磁器のデジタル情報を分類・管理して作業負荷を軽減することができます。

仮想展示ホール：完成品を製作した後、EinScan Pro 2X Plusでスキャンすることもできます。テクスチャモジュールを使用すると、完成した陶磁器製品の色情報を高い忠実度で復元できます。オンラインディスプレイプラットフォームと仮想現実技術を組み合わせることで、陶磁器のシーンベースの3次元ディスプレイを実現できます。顧客が訪問すると、この仮想デジタル展示ホールで高品質のインタラクティブな体験を提供できます。

3次元デジタル技術は景徳鎮の磁器製造プロセス全体の革新と「窯の変化」の実現に貢献します。

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