Lay Filaments 10周年の革新：木材・セラミック・植物栽培まで、唯一無二のフィラメント群

すべての発明は実験から始まり、ある程度は革命的です。付加製造（AM）も例外ではなく、3Dプリントにおける新素材・新技術の実験的かつ革命的な側面は、常に驚きと興奮を与えてくれます。3Dプリントは比較的新しい技術ながら、ますます多くの分野・企業がインダストリー4.0へAMの力を借りて参入していることもあり、驚異的なスピードで発展しています。これは、満たすべき多様なニーズと克服すべき課題が膨大に存在することを意味します。

3Dプリント市場での10年間の歩み

10年前、3Dプリント市場にPLAとABSしかなかった頃、ドイツのエンジニア、カイ・パルティ氏が最初のフィラメント「LayWoo-D3」を発表しました。当時、市場初の木質フィラメントであり、発明者自らが3Dプリントコミュニティの関心を集めました。次なる発明「LayBrick」は、他メーカーにも木質・セラミックフィラメントの開発を促しました。今日では、カイ・パルティ氏がデュアルカラーホットエンドや反り防止ソリューションなど、フィラメント以外の発明も含め、期待を裏切らず次々と製品を送り出し続けていることは疑いようがありません。

Lay Filaments カタログ

Lay Filamentsのカタログは、バリエーションを含め10種類以上の革新的フィラメントで構成され、3Dプリント市場ではまだ類を見ない興味深い特性を備えています。Layフィラメントは非常にユニークで実用的な用途を持ち、多くの場合、「3Dプリントされたとは思えない」仕上がりの造形物を生み出します。これは特定の用途では大きな利点となります。カイ・パルティ氏のすべてのフィラメントは、市場投入前に徹底的なテストを経た高品質製品です。代表的な革新フィラメントには、GrowLay、LayWoodシリーズ、LayBrick、LayCeramic、Reflect-o-Lay、SoLay、MoldLay、PoroLayシリーズ、LayAwayシリーズなどがあります。

GrowLay（グロウレイ）

発売当時、GrowLayは3Dプリント史上かつてない素材でした。水、液体肥料、種子、基質を吸収する生分解性ミクロキャピラリーフィラメントであり、植物、菌類、地衣類、コケ、さらにはチーズの栽培構造として機能します。

画像1：Brown GrowLayとWhite GrowLayで3Dプリントされたパーツ。出典：Lay Filaments

Brown GrowLayとWhite GrowLayの2種類があり、両方とも食用色素で着色可能、滅菌も可能（熱滅菌は不可）です。この特性から、研究機関、製薬機関、クリエイティブなシェフにも人気があります。

動画1：Brown GrowLayフィラメントでの3Dプリント方法。出典：RucklerSaga

Brown GrowLayは天然木材セルを含有するのに対し、White GrowLayは含まないため、引張強度と剛性が低くなります。このためプリント難易度がわずかに高く、Brown GrowLayの経験者向けとされています。

LayWoodシリーズ

すべての始まりとなったLayWoo-D3は、2012年に登場しました。木材繊維40%を含有し、表面仕上げは木材のようです。サンディングや塗装が可能で、押出温度によって色が変化するため、ホームデコや木製モールディングなど装飾的なパーツのプリントに最適です。

画像2：Lay FilamentsのLayWoo-D3（右）とLayWood Flex（左）。出典：Lay Filaments

LayWood Flexは、LayWoo-D3に可塑剤を加えて開発されました。木材繊維35%、ポリマーバインダー、可塑剤で構成されます。LayWoo-D3と同様にサンディング・塗装が可能で、押出温度で柔軟性と色が変化し、年輪のような効果を再現できます。

LayBrickとLayCeramic

LayBrickは砂岩とポリマーバインダーで構成され、石材やセラミックのような表面仕上げになりますが、セラミックフィラメントとしての特性（焼成後の強度等）は持ちません。粗さは押出温度で変化します。LayWood同様、装飾パーツや建築模型のプリントに適しています。

画像3：カイ・パルティ氏のLayBrick（左）とLayCeramic（右）。出典：Lay Filaments

一方、LayCeramicは実際のセラミック特性を持つフィラメントです。このフィラメントで造形したオブジェクトは、脱バインダー・焼結プロセスを経てポリマーバインダーを除去し、完全なセラミックにする必要があります。その後、釉薬掛けなどの後処理でセラミックらしい外観に仕上げられます。

Reflect-o-Lay（リフレクト・オー・レイ）

Reflect-O-Layは、半柔軟なPLAと再帰反射ビーズで構成される、カイ・パルティ氏のもう一つの発明です。何百万もの反射顔料が充填されており、懐中電灯や車のライトで照らすと、角度に関わらず強く光ります。

動画2：Reflect-O-Layフィラメントの理論。出典：Lay Filaments

Reflect-O-Layは、自転車アクセサリーや交通安全用の受動的信号材、暗闇で光るアクセサリーのプリントに使用できます。このフィラメントで造形されたパーツは柔軟で洗濯可能なため、衣服に接着や縫い付けが可能で、洗濯しても反射特性を失いません。

SoLay（ソーレイ）

SoLayはゴムと同等の弾力性（ショア硬度90A）を持ち、靴底、ベルト、ブレスレットなどゴムと同様の用途を想定しています。繊維業界を念頭に開発されましたが、試作から最終製品まで幅広い業界で利用可能です。アルコール系インクで着色できる（フィラメントも造形物も）ため、実験的なフットウェアの3Dプリントに最適です。

画像4：SoLayフィラメントで造形したパーツの着色。出典：Lay Filaments

プリントしやすく、ダイレクトエクストルーダー搭載プリンター（Raise 3D Pro2、Creality CR-10など）での使用が推奨されます。

MoldLay（モールドレイ）

MoldLayはカイ・パルティ氏の最新作です。ワックスのような特性を持ち、ロストワックス鋳造用3Dモールドや、金属用永久モールドのプリント向けに設計されています。殆ど歪みがなく、ヒートベッド不要でプリント可能です。ロストワックス鋳造では、モールドをコンクリートで囲み、内部のフィラメントモデルを溶かして抜き、溶融金属を流し込みます。

動画3：MoldLayフィラメントによるロストワックス鋳造。出典：Lay Filaments

造形後、クエン酸水溶液に数時間浸けることで残ったコンクリートを除去できます。MoldLayは従来のロストワックス鋳造よりシンプルで安価、迅速です。溶融時に有毒ガスを出さず、専用設備も不要で、家庭用オーブンで焼成可能です。

PoroLayシリーズ

Lay-FommとGel-Layは、PoroLayファミリーの非常にユニークな2つのフィラメントです。PoroLay素材群は、微多孔性、浮力、伸縮性を持つフォームライク、ラバーライク、レザーライクなオブジェクトの3Dプリント向けに設計されました。

Lay-FommはLayFomm 40（ショア硬度40A）とLayFomm 60（ショア60A）の2種類があり、高多孔性で部分的に水溶性です。ポリマーと水溶性材料PVAで構成されます。造形直後は硬く強靭ですが、水に浸すとPVAが溶解し、微多孔性の弾性ゴム状オブジェクトになります。海洋生物シミュレーションなど、弾性スポンジ状オブジェクトのプリントに最適です。浸漬時間が長いほど柔軟性が増します。また、水以外にもオイル、グリセリン、インク、生理食塩水、イオン液体などで湿潤させたり、導電性を持たせたりできます。

動画4：LayFommフィラメントでプリントされたスポンジ。出典：Lay Filaments

一方、GelLayは水と接触するとゼラチンのような性質を示します。TPEエラストマーと水溶性PVAで構成されます。水との接触・浮力が必要な用途（生体力学など）でのソフトオブジェクトプリントに非常に有用です。

動画5：カイ・パルティ氏のGelLayフィラメントによる3Dプリント。出典：Lay Filaments

造形物は最初硬く強靭ですが、水で洗うか浸漬するとPVAが溶解し、ゼラチン状の特性を帯びます。LayFomm同様、水以外の液体（オイル、グリセリン、インク、生理食塩水、イオン液体、導電性液体など）での湿潤も可能です。

LayAwayシリーズ

LayAwayシリーズは、カイ・パルティ氏によるサポート材ファミリーで、EthyLay、High-T-Lay（旧Chamberlay）、LayCloud、LayPVAで構成されます。サポート材はFDM造形で複雑・精巧な構造を実現するのに役立ちます。造形後、サポートを手動で除去するか溶解除去します。サポート材を用いたプリントには、BCN Epsilon W27やRaise3D E2など、デュアルエクストルーダー搭載プリンターが必要です。

High-T-Lay（旧Chamberlay）は、軟化温度の高い材料向けの水溶性高温サポートフィラメントです。押出温度240℃、長時間のチャンバー温度約100℃に耐えられるため、PCやPOMなどのエンジニアリング材料だけでなく、ABSなど標準フィラメントとも併用可能です。水で溶解するため、HiPSなどD-リモネン（換気と保護具が必要）を溶剤とする他のサポート材とは異なり、換気設備の整った作業環境を必要としません。

画像5：高温材料向けサポート材High-T-Lay。出典：Lay Filaments

LayCloudは、TPUやTPEなど柔軟・半柔軟フィラメント専用に設計された、市場初のサポート材です。240℃までプリント可能で、冷水・温水両方で溶解します（温水の方が高速）。水溶性であるため、D-リモネネを溶剤とし、換気と保護具が必要なHiPSなどに比べ実用的な利点があります。

画像6：LayAwayシリーズのLayCloudサポート材。出典：Lay Filaments

LayPVAはカイ・パルティ氏のもう一つの水溶性フィラメントです。PVA（ポリ酢酸ビニル）はサポート材としてよく使われる水溶性材料です。無毒、無色、冷水・温水で溶解可能（温水の方が高速）。他のPVAフィラメントよりやや硬めでプリントしやすくなっています。PLA、ABS、ナイロン向けに設計されています。ヒートベッド搭載プリンターでも熱変形・熱劣化に強く、良好な密着性を維持できるよう設計されています。

ユニークで先見性のある3Dプリント材料

カイ・パルティ氏は非常にクリエイティブで多産な材料クリエイターです。約毎年、想像を超える新フィラメントを発表し、現在では十数種類のオリジナルで比類なき材料をポートフォリオに持っています。

Lay Filamentsは非常に汎用性が高く、様々な分野、様々なスキルレベルのユーザーによって、モールド、サポート材、植物栽培ベース、装飾用木質・セラミックアイテム、テキスタイル、道路安全アクセサリー、スポンジ・ゼラチン状オブジェクトなど、多数の用途で使用されています。

3Dプリントコミュニティは、カイ・パルティ氏の次なる独創的な材料を心待ちにしています。今後10年も、日々生まれる付加製造の新ニーズに応える最先端フィラメントがもたらされることを期待します。