3Dプリント部品をメッキで強化する方法｜電気メッキと無電解メッキの違いを解説

「バキッ」。3Dプリントしたパーツを、ほんの少し力をかけすぎた瞬間に聞こえるあの音。パーツや接続部分のテスト中に、押したり引いたりする力が強すぎて、せっかくの作品が壊れてしまった経験は、多くの人にあるのではないでしょうか。

3Dプリント材料の強度について学んでおくことも大切ですが、少しの工夫と創意工夫によって、大切な3Dプリント作品を守り、さらに強化する別の方法があります。それが「メッキ（めっき）」の世界です。

3Dオブジェクトへの電気メッキ

メッキの歴史は200年以上前にさかのぼります。Lifewire.comの発明家専門家であるMary Bellis氏による『電気メッキの歴史』によると、「イタリアの化学者ルイジ・ブルニャテッリ（Luigi Brugnatelli）が1805年に電気メッキを発明した」とされています。

一方、3D設計ソフトウェアの進化により、オブジェクトづくりは格段に容易になりました。多くの制作者は真っ白な画面からスタートし、デジタルモデルを構築してからそれをプリントします。

職人から生まれるハイブリッド作品

アーティストのAdam Mugavero氏は、これらとは少し異なるアプローチで制作を行っています。彼はまず何よりも職人であり、木工作家です。希少材から一般的な木材までを扱い、唯一無二の芸術作品を生み出しています。

特に得意とするのはアイウェア（眼鏡）の制作です。彼が「クチュール作品」と呼ぶ、顧客からの注文に応じて仕上げる特注品を作っています。黒檀（エボニー）、パープルハートなど、美しい木材を使い、Adam氏は一つひとつ丁寧に眼鏡をハンドクラフトします。

作品が完成すると、今度はその木製の造形物を3Dスキャンし、Autodesk Fusion 360に取り込んでデザインをさらに洗練させ、微調整を加えます。その後、Stratasys Objetプリンタでモデルを3Dプリントするのです。

メッキがもたらす「最もクールな瞬間」

ここからが最も興味深い部分であり、メッキという手法を探る理由でもあります。プリントされたプラスチックモデルを電気メッキにかけ、より強靭で、より個性的に、そして彼が思い描く通りの外観へと仕上げるのです。これはいわば、プラスチックの中に金属を吹き込む作業と言えます。

Adam氏はさまざまな種類の金属を使い分け、メッキ業者と緊密に連携しながら制作を進めています。

無電解メッキとは

無電解メッキは、化学メッキまたは自己触媒メッキと呼ばれる手法を使用します。水溶液中で化学反応が起こることで、金属分子がプラスチック分子に結合していきます。

Wikipediaによれば、「最も一般的な無電解メッキは無電解ニッケルメッキですが、銀、金、銅の皮膜もこの方法で施すことができます（天使鍍金／Angel gildingなどの技法がその例です）。電気メッキと異なり、析出を形成するために溶液に電流を流す必要がない」とのことです。

実際の加工事例：RePliFormの技術

ある企業RePliForm社が、電解メッキと無電解メッキの両プロセスをどのように活用しているかを紹介した優れた動画があります。使用するプロセスによって、異なる厚みの金属皮膜を施すことが可能です。

同社は銅とニッケルの両方を使用し、2つの金属の厚みをカスタマイズすることで、パーツごとの目的に応じた最適な仕上がりを実現しています。ぜひ動画「Metal Plating 3D Printed Plastics by RePliForm」をご覧ください。