チタンに見る夢

Exhibition,Technology and Design,UTokyo — yam @ October 25, 2014 1:04 am

Titanium_crown

チタンという金属はとても貴重なものだと思われています。でも実は、地球の表面付近にある元素では9番目に多い元素で、銅の百倍ぐらいあるんだとか。チタンは金属の中でも特に非強度が高く(軽くて強い)、硬いのに折れにくく、酸にも強く、海辺にあっても錆びない、人の肌に触れてもアレルギーを起こさないなど、いわゆる生活用品や建材として最適の特性を備えた、金属の優等生です。にもかかわらずご存知のように、使われているのは高級時計やゴルフのヘッド、航空機の部品など、高級品や高機能部品ばかり。理由は高価だから。ふんだんにあるのになぜ高価なのでしょう。

問題は作るのが難しいということです。自然界には酸素をはじめ他の元素と非常に強固に結びついた状態で存在するため、引きはがして純チタンにしようとするとエネルギーを大量に使います。ようやく純チタンを手に入れても、硬くて粘りがあるので削るのも曲げるのも難しく、高熱では酸素や窒素と再結合するので、空気中では溶接もできない。結局、使おうとするとお金がかかるので、レアメタル(希少金属)に分類されてしまいました。ちなみに酸素を引きはがさない状態の「酸化チタンの粉」は、安くて真っ白なので「チタニウム・ホワイト」として絵の具によく使われています。

このように豊富にありながら高価な金属チタンですが、「実はアルミも百年前はレアメタルだった。技術革新が進めば、当たり前のように使われるようになる」とレアメタルの専門家の岡部徹教授は言います。いつか私たちは、チタンに囲まれて暮らすのでしょうか。

写真は業界の人が「クラウン」と呼ぶ、準チタンの「切り落とし」です。チタンの固まり(円筒)を作るときにできる上澄みのような部分で、「不純物が多く、スカスカなのでゴミみたいなもの」(岡部教授)なのだそうです。切り落とされた上澄みは直径約80センチ、厚さ5センチほどの巨大な円盤で、周囲には溶けたチタンの突起がきれいに並び、酸化皮膜による光の干渉で金色に輝いていて、まさにクラウン!。

通常は直ちに切り刻まれて再精錬にまわされるのですが、かけらの一つを工場で分けてもらってきました。23日にスタートした「チタン/3Dプリンティング 〜 マテリアルの原石」展の玄関を飾っています。

Research Portrait 01 「チタン/3Dプリンティング 〜マテリアルの原石」
日時: 2014年10月23日(木)- 11月2日(日) 11:00 – 19:00(入場無料)
場所: 東京大学生産技術研究所S棟1階ギャラリー

 

 

ようやく

Exhibition,Technology and Design,UTokyo — yam @ October 22, 2014 6:52 pm

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東京大学の教授に就任して一年半が経ちました。慣れないことも多くて、ばたばたしておりましたが、少しまとまった形で報告できることが整ってきたので、皆さんにお知らせします。

私たちの研究室では、先端技術の夢を社会に伝えるべく、様々な研究者と共同でプロトタイプを開発する活動を行っています。その発表の場として、Research Portraitという展覧会のシリーズを企画しました。その第一弾として、「チタンをコモンメタルへ」を目標にするレアメタル研究者の岡部徹教授、Additive Manufacturing(3Dプリンティング)研究の草分け的存在である新野俊樹教授との共同でチタン/3Dプリンティング 〜マテリアルの原石を開催します。

チタンは、軽くて強くて耐食性にすぐれ、金属アレルギーを引き起こさないなど実用に優れた特性を持っています。医療用のインプラントやゴルフクラブヘッドなどに使われているものの、私たちになじみのある金属とは言えないチタンですが、実は地球の地表付近に存在する元素の中では10番目に多く(銅やニッケルよりもおおい!)資源としてはふんだんにあるのです。とても酸素を結びつきやすく、酸素を引きはがすのにエネルギーを使うために、高価なレアメタルとなっています。岡部先生は、ご本人曰く「誰も注目しない頃から、ずっとレアメタルを研究してきた」その分野の第一人者でです。

3Dプリンティングも、オバマ大統領が次世代のの基盤技術として推奨して有名になり、パーソナルなものづくりのための魔法の箱として注目されています。しかし一方で十分な精度、強度が出ない、人々が自由に使えるソフトウェア環境が整っていないなど、基礎研究が十分でないこともあって、「なんでも作れる」からは少し遠い状況にあります。新野先生は3Dプリンティングを含むAM(Additive Manufacturing)技術についてはリーダー的な宅割りを果たす研究者です。

どちらの技術も、私たちの生活を支えるマテリアルとして、今ホットで、かつ本格的な実用化直前にあります。ほんの百年前まではアルミニウムもレアメタルでしたし、合成樹脂もプラスチックな(自由に造形できる)夢の素材でした。チタンの精錬技術が向上し、3Dプリンティングの製造技術が洗練されてきたとき、デザイナーやエンジニアは、どのようなプロダクトを生み出せるでしょうか。「チタンの椅子」や「チタンのピアス」、3Dプリンタで作った「タケトンボ」や「透かし」などのプロトタイピを見て、未来のかけらを見つけていただければ幸いです。

展覧会タイトル:
Research Portrait 01 「チタン/3Dプリンティング 〜マテリアルの原石」
日時: 2014年10月23日(木)- 11月2日(日) 11:00 – 19:00(入場無料)
場所: 東京大学生産技術研究所S棟1階ギャラリー
主催: 東京大学山中研究室、岡部研究室、新野研究室
Web: http://www.design-lab.iis.u-tokyo.ac.jp/exhibition/rp01/index.html#header
協力: アスペクト株式会社、トーホーテック株式会社、東京大学前田研究室

 

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