SLS 3Dプリンタでアイウェアを量産：Swiss Eyewearの事例

Marcus Marienfeld AGのアイウェアは、高品質でラグジュアリーな材料選定と熟練の職人技、そして革新的なアイデアをデザインに反映し続けることで、従来のアイウェアフレームとは一線を画すものとなっています。

金細工職人として活躍していた頃からMarcus Marienfeld氏は常に、これまでにないアクセサリーのデザインやその製造方法を追い求めてきました。

直近では、スイスの工房にFormlabsのSLS（粉末焼結積層造形）方式の3Dプリンタ Fuse 1を導入してアイウェアフレームを3Dプリントで量産する試みを始め、チタン製のパーツを成形するために3Dプリント製の型を使用する、いわゆるラピッドツーリングを行うようになりました。

本記事では、Marienfeld氏がSLS 3Dプリントの導入に至った背景、カスタムデザインの製品を量産できることの利点、そしてナイロンが材料として最適だった理由などを伺っています。

Marcus Marienfeld氏は、現在の拠点であるスイスに金細工職人としてやって来ました。彼はほどなくして、業界で長年当たり前となっていた旧態依然の製造技術に革命を起こす可能性を見い出しました。

彼の使命はジュエリーのデザインだけに留まらず、その製造分野にも新たなテクノロジーを導入することでした。ジュエリーコレクションを開発する会社からスタートしたMarienfeld氏は、ドローイングからモデル製作、生産に至るすべてのプロセスを内製で行い、手仕事の技術に常にこだわってきました。

金細工職人だった彼は、ジュエリーやアクセサリーの試作を手早く行う（ラピッドプロトタイピング）目的で、CNC加工機にデザインをプログラムする前段階で、SLA光造形方式の3Dプリンタを活用していました。

現在では、Marienfeld氏は主にSLS 3Dプリンタを彼の専門分野であるアイウェアの製造に使用しています。同社ではNylon 11パウダーをアイウェアフレームに採用し、高品質なフレームを製造しており、SLSプリントで生産用の型も製作しています。

Marcus Marienfeld AGは2022年から、カーボン、チタン、水牛の角、古いオーク樽の木材など、高級アイウェアに使用するこれらの材料に、SLS 3DプリンタFuse 1を使って、徐々にナイロンを導入しています。

「私たちが作るアイウェアは、世の中にある一般的なものとは別物です。」とMarienfeld氏は言います。

この方針の下、彼はFormlabsのSLS材料、Nylon 11パウダーをアイウェアのデザインに取り入れることを決めました。Marienfeld氏が最初に着手したのは、自身のスタジオでフレームフロントを中心に様々なデザインをFuse 1でプリントし、テストすることでした。直近では、初めてFuse 1でアイウェアフレームの量産を行っています。1回のプリントで80枚のフレームフロントを、およそ1日半で完成させることができています。

Fuse 1の粉末焼結積層造形方式は、高精細な造形とサポート材が不要となる特徴により、繊細なデザインや形状がプリントでき、プリント後にさらに精密な加工を施すことも可能です。

SLS 3Dプリントで量産された最初のアイウェアは、高品質なカーボン製テンプルが装着され、世界中の販売店に共有されます。また、ナイロン材を使用した他のアイウェアプロジェクトもMarienfeld氏の下で進行しており、通気孔をデザインに取り入れたスポーツ用のグラスは、別個にプリントしたパーツをアセンブリして完成するデザインとなっています。

Fuse 1のように、サポート材除去後の研磨を気にすることなくデザインしたものが量産できる3Dプリンタの場合、従来の切削や成形のようなデザイン面での制約がほぼ無くなり、非常に自由度の高いデザインを製品化することが可能です。「私たちはただフラットなだけではなく、外側に行くほど厚みを持たせたフレームをデザインしました。ほぼ円錐形状に近いデザインです。こういったものを作る際の最適解は、3Dプリンタを活用することです。他の技術では作ることができない特殊なデザインも、簡単にできてしまいます。」とMarienfeld氏は説明してくれました。

製造業、特に工業分野のFuse 1ユーザーにとっては、強度や耐熱性などの機械的特性がまず重要となりますが、Marienfeld氏は少し違った視点で材料を見ています。

材料選定の際、Marienfeld氏がNylon 11パウダーを選んだのは、その美しさが主な理由でした。

「私はNylon 11パウダーのダークグレーの色味とSLSプリント品の質感を強調したいと思いました。ニュートラルな印象があるので、異素材を組み合わせて遊ぶこともできますし、ジュエリーであればカラフルな要素も取り入れるのも良いんじゃないかと思ったんです。」とMarienfeld氏は言います。

さらに、仕上げ工程を経ても一定のグリップ力を保つセミグロス（半艶）の表面処理は、Nylon 11製アイウェアを販売する上でも、顧客がそれをかける上でも重要なポイントとなっています。

Marcus Marienfeld AGでは、以前からアイウェアの製造に多彩な生産技術を導入しているため、3DプリントとCNC加工など、従来型の工程とを比較することもできました。

Marienfeldのカーボングラスは、5軸のCNCマシンで削り出されています。細部の加工はすべてCNCで行いますが、お客様一人一人の顔にぴったり合うアイウェアを作ることはできません。

「でも3Dプリンタなら、すぐにできてしまうんです。CADデザインに慣れている人なら、3Dモデルの微調整も簡単にでき、PreFormでSTLファイルを開けばそのままプリントできます。フライス加工となると、ワークを機械上で固定するために、常にそれ専用の治具を作らないといけないのですが、これは非常にコストがかかってしまいます。」とMarienfeld氏は言います。

例えば、ある登山ガイドからの依頼で、オーダーメイド製品を実現した例があります。3Dプリントの活用により、僅か2週間で登山中の太陽光への特殊な偏光レンズを備えたナイロン製サングラスを提供することができています。

「従来型の製造方法で作らなければいけないカーボン製では、2～3カ月はかかると思います」とMarienfeld氏は説明してくれました。

Marcus Marienfeld AGは、ナイロン材でアイウェアを作るだけでなく、Fuse 1で独自の成形用金型も製作しています。Nylon 11パウダーは、その強度と寸法安定性から、特にチタン製メガネの金型製作にも活用することができます。

「アイウェアのフレーム用に曲げ加工を行うためのプレス金型を作っています。メガネのモデルによって曲げのアールを変える必要があります。これまではスチールを切削して金型を作っており、非常に手間がかかっていました。手間がかかるということは、1モデルあたりのコストも高くつくということなんです。」とMarienfeld氏は言います。

そんなNylon 11製の金型は上下2つの型で構成され、工場内のトグルプレス上で90kg程度の圧力に耐えて機能します。Nylon 11の優れた寸法安定性により、高圧でチタンのエッジが接触する箇所でも、金型にくぼみが生じることはありませんでした。

「私たちの目標は、常に成長を続けることです。規模や販売量ではなく品質とイノベーションにおいて、です。ニッチであり続けたいんです。」と、Marienfeld氏は自身のブランドについて語っています。

Marienfeld氏は、3Dプリンタによって試作品や金型の製作にかかる時間とコストを削減すると同時に、プロダクトデザインやその製造方法を新たに開発し続けることで、常に顧客に刺激を与えられる技術を手にしたと言えるでしょう。