Instant Shape : rewritable prototyping method using shape memory polymer and magnetic force
Instant Shape: 磁力と熱で書き換え可能なマテリアルの考案
Futa Maeda, Junichi Yamaoka
前田 楓太、山岡 潤一
Humans have a creative demand to reshape objects to enhance daily comfort and convenience. This demand is evident in activities ranging from do-it-yourself carpentry to using custom parts available on the market, encompassing both need-based and non-need-based situations. Shape memory polymers, which exhibit shape memory properties upon temperature change, show potential to fulfill this demand. This paper proposes “Instant Shape”, a prototyping method that combines shape memory polymers with magnetic force to enable non-patterned and quantitative shape change. Objects are first designed and formed with a thermal-melting-laminating 3D printer, then arbitrarily deformed by a magnet, and finally heat-treated to memorize the shape. We detail the prototyping process and present both system evaluations—assessing whether the strength meets everyday rewriting needs—and user evaluations—comparing ease of shape rewriting with similar methods. Application examples, including user studies, demonstrate the practicality of this approach, and future challenges and prospects are discussed.
人間は日常生活における快適性や利便性を高めるために、ものの形状を自在に変えたいという創造的な要求をもつ。この要求は、日曜大工による自作や市販のカスタムパーツを用いた改造といった日常的な行為からも明らかであり、必要性に基づく場合とそうでない場合の双方の状況において、形状変形に対する需要が存在する。温度変化により形状記憶特性を発揮する形状記憶ポリマーは、こうした要求を満たす可能性を有する。本研究では、形状記憶ポリマーを磁力で制御することで、非パターン的かつ定量的な変形を実現するプロトタイピング手法「Instant Shape」を提案する。提案手法では、熱溶解積層方式の3Dプリンタを用いて形状を設計・造形した後、磁石によって形状を任意に変形させ、熱処理によってその形状を記憶させる。本論文ではまず、提案手法のプロトタイピング過程を詳細に述べる。その上で、日常生活への実用を前提とした強度を有するかを検証するシステム評価と、類似手法との比較を通じたユーザ評価を実施し、プロトタイピング手法としての価値を明らかにする。さらに、ユーザスタディを含む応用例を展開することで、本手法の実用性と今後の課題・展望について論じる。
Year of Project: 2023.4 – 2025.3
Academic Conferences and Publications:
①Futa Maeda and Junichi Yamaoka. 2024. 磁性熱可塑性樹脂を用いたシェイプディスプレイの考案. In Interaction 2024. Information Processing Society of Japan, TOKYO, JAPAN, Article 269-273.②Futa Maeda and Junichi Yamaoka. 2024. Instant Shape: 磁力と熱で書き換え可能なマテリアルの考案. In Conference on 4D and Functional Fabrication 2024. Sig-4DFF, KANAGAWA, JAPAN.
Link to view the paper:
インタラクション2024のWEBサイトhttps://www.interaction-ipsj.org/proceedings/2024/data/bib/1B-19.html
Participated Exhibition:
1. Maker Faire Tokyo 20232. Wonder Make Fes 10（主催: LITALICO）3. 汐留サマースクール 2024（主催: 日本テレビ）4. KMD Forum 20245. 五感と空間の新しい関係展（主催: 日本テレビ）
