鋳造はそのまま、原型だけを先に変える

ジュエリー製作は、CAD から原型出力、洗浄と二次硬化、鋳造、仕上げへと進みます。このうち光造形が入れ替わるのは真ん中の2工程だけで、鋳造炉も、石膏も、仕上げの手も、取引先も、いまのまま動かせます。SK本舗は ELEGOO と Phrozen の正規代理店として、また自社でキャスタブルレジンを配合する立場から、その切り出し方をご案内します。

  • 5工程のうち2工程 光造形が担う範囲
  • 14 × 19 μm 16K機のXY解像度
  • SK 自社 鋳造適合レジン
ジュエリーのイメージ

3D 光造形でジュエリー原型を作るということ

光造形プリンターが出すのは、鋳造で燃やして消すための樹脂の原型です。導入しても鋳造の工程は残り、変わるのは炉に入れる前の原型が手彫りのワックスから樹脂になる一点だけになります。鋳造の段取りをすでにお持ちなら、新しく覚えるのはスライサー設定とサポート設計、それに洗浄と二次硬化です。

3D で鋳造可能な原型を作る

3D プリンターで金属ジュエリーを直接作るのではなく、鋳造(キャスティング)用の原型をレジンで出力します。小型造形なら 1 日で原型完成可能(造形物による)、鋳造業者または社内炉で金属化、仕上げで完成という流れです。

3D で何が変わるか

鋳造の経験がないところから始める場合は、機械だけでは金属のジュエリーに届きませんので、原型を出して鋳造業者に渡す前提で選ぶことになります。渡す先の当てがない段階なら、機種選定より先に鋳造業者を探すのが順番です。

できること / 難しいこと

できる 難しい
微細な透かし・打刻模様(16K機のXY解像度 14 × 19 μm) プラチナ(商品仕様上の対象外。パラジウム等の白金族は未検証)
有機曲面・手彫りで困難な形状の表現 仕上がり金属で 50g 超の大型ピース(分割設計が要ります)
CAD から直接・データ再現の量産 鋳造工程は別途投資(炉・リング・石膏)
同一デザインの複数同時出力 既存ワックス職人スキルの完全代替

3D ジュエリー鋳造ワークフロー

CAD デザインから完成品までの 5 ステップ。3D プリンターが担うのは工程 2-3 で、SK本舗が提案するのはこの 2 工程の内製化です。

  1. 1

    CAD デザイン

    所要 0.5-2 日 / 担当: デザイナー

    Rhinoceros / Matrix / Fusion 360 などでジュエリーをモデリング。鋳造後の収縮を見越したサイズ補正もこの工程で行います。

  2. 2

    光造形出力

    所要 2-6 時間 / 担当: 自社(3D プリンター)

    光造形プリンターでキャスタブルレジン原型を出力。複数デザインの同時出力で時間効率を上げます。

  3. 3

    洗浄・UV 後処理

    所要 1-2 時間 / 担当: 自社

    未硬化レジンを洗浄し、IPA を完全に蒸発させてから UV 後処理機で二次硬化。サポート除去と表面整備までを含みます。

  4. 4

    鋳造(インベストメント石膏 → 焼成 → 鋳金)

    所要 1 日 / 担当: 鋳造業者 or 自社炉

    原型に湯道を付け、石膏でインベストメント、焼成炉でレジンを焼き切り、金属を鋳込む工程。鋳造業者との既存関係を維持したまま委託することも、社内で内製することも可能です(次セクション参照)。

  5. 5

    仕上げ・研磨・石留め

    所要 1-3 日 / 担当: 職人

    湯道カット、ヤスリ・研磨、石留めなど、最終仕上げは職人技。3D は職人技を置き換えるのではなく、原型工程を高速化することで職人の時間を仕上げに集中させます。

3D 原型から鋳造完成までのプロセス
3D 原型(左)から鋳造後の完成ジュエリー(右)へ。光造形がもたらすデザイン自由度を可視化。

3D プリンターは工程 2-3 を担当。SK本舗が提案するのはこの 2 工程の内製化です。鋳造以降は既存業者との協業、または段階的内製化(次セクション参照)でリスクを抑えながら拡張できます。

Casting Process

ロストワックス鋳造の 5 ステップ詳細

3D 原型から金属ジュエリーへ──実際の鋳造工程では何が起きているのか。光造形原型を鋳造業者に渡したあと、または社内炉で内製化する場合に通る 5 工程を、図解付きで解説します。SK キャスタブルレジンが鋳造工程と適合する理由も、各ステップの文脈で見ていきます。

  1. インベストメント石膏埋め工程
    Phase 1 / 原型固定

    インベストメント石膏埋め

    原型は洗浄後に IPA を完全に蒸発させ、二次硬化まで終えてから埋没に進みます。IPA が残っていると焼成時にピッティングの原因になります。IPA は引火性の溶剤なので、洗浄と乾燥は火気から離れた換気のある場所で行ってください。3D 光造形で出力した原型に湯道(ゆみち:金属が流れ込む通路)を付け、金属フラスクに据えます。そこへ液体のインベストメント石膏を流し込み、原型を完全に埋め込みます。石膏内部に気泡が残ると鋳造品に欠陥が生じるため、真空脱泡装置で気泡を抜くのが一般的です。

    所要時間: 1-2 時間(脱泡 + 硬化待ち)

  2. Phase 2 / 原型消失

    焼成(バーンアウト)

    石膏が硬化したフラスクを専用の焼成炉に入れ、段階的に昇温します。焼成中は原型のレジンやワックスが燃えるため、炉は屋外へ排出する排気を確保した場所で運転してください。設置と排気の要件は炉メーカーの指示が優先です。金・銀のロストワックスで一般的なのは 150℃ → 300℃ → 600℃ → 730℃前後と上げ、各段階を2〜3時間保持する形です。上限の目安は 750℃ で、石膏系(硫酸カルシウム系)の埋没材はこれを超えるとバインダーが分解し、刺激性の有毒ガスである二酸化硫黄が発生します。銀や銅が硫化して鋳造品を損なうだけでなく、作業者の健康にも影響します。実際の温度と保持時間は、使用する埋没材メーカーの指定が優先です。この間に石膏内部のレジン原型が完全燃焼し、原型の形がそのまま中空のキャビティ(空洞)となって石膏内に残ります。

    SK キャスタブルレジンのポイント

    灰残量を抑える配合で、一般的なロストワックスの焼成プロファイルを前提に設計しています。埋没材そのものも、レジン原型に対応した銘柄を選ぶ必要があります。手彫りワックス用のプロファイルをそのまま流用すると、灰の残り方が読めません。もうひとつ、手彫りワックスと決定的に違うのが肉厚です。厚肉のまま焼成するとレジンが膨張して埋没材を割り、バリや寸法狂いになります。3mm を超える厚みは肉抜きし、レジンが抜ける穴を設けるのが前提になります。取り扱いは商品ページの SDS に従ってください。換気、保護手袋、保護眼鏡、硬化済みでの廃棄が必要です。

    所要時間: 6-12 時間(段階的昇温・保持)

    焼成炉でのバーンアウト工程
  3. 溶融金属の注湯工程
    Phase 3 / 金属化

    鋳金(金属注湯)

    焼成直後の高温状態のフラスクに、溶融させた金・銀などを注ぎ込みます(プラチナは融点が金・銀より大幅に高く、SK キャスタブルレジンは商品仕様上の対象外です。対応レジン・鋳造業者の選定が別途必要です)。遠心鋳造機・真空加圧鋳造機・重力鋳造など、金属とジュエリーサイズに応じた方式を選択。湯が細部までしっかり回るかどうかは、フラスク温度・金属温度・注湯速度のプロファイル設計に依存します。

    所要時間: 数分(注湯の瞬間)+ 冷却

  4. 鋳造後の石膏破壊と取り出し・洗浄工程
    Phase 4 / 取り出し

    取り出し・洗浄

    フラスクを冷却したのち、石膏を破壊して鋳造品を取り出します。表面に残ったインベストメントは超音波洗浄機や流水で除去し、湯道・湯口を切除して、ジュエリー本体の素地(バーニッシュ前)が現れます。

    所要時間: 数時間(冷却 + 取り出し + 洗浄)

  5. Phase 5 / 仕上げ

    仕上げ・研磨・石留め

    湯道の切除痕をヤスリで整え、サンドペーパー・バフ・研磨ホイールで段階的に磨き上げ、最終仕上げに石留めを行います。3D 原型の精密さがそのまま仕上がりに反映されるため、この工程の品質は原型のXY解像度(16K機で 14 × 19 μm)と相関するので、原型段階の精密さがそのまま仕上がりに出ます。

    SK本舗コメント

    鋳造機・焼成炉・仕上げ機材は他社製品との組み合わせが一般的です。SK本舗は ELEGOO と Phrozen の正規代理店として、既存の鋳造ワークフローに合わせた機種選定をご提案します。

    所要時間: 1-3 日(仕上げ工程の作業ボリュームに依存)

    研磨・仕上げ工程

自社で持つ範囲は、原型出力から順に広げる

原型出力だけを内製する段階1から入るのが、投資と回収の順序としては素直です。判断の材料になるのは、月に作る原型の数(直近3ヶ月の平均)と、原型1個の外注費(直近の請求書)、それに外注の納期が理由で断った案件・待たせた案件がどれだけあるかです。

Phase 1

出力のみ内製

投資額の目安: ¥10-50 万(機材)

光造形機、洗浄と二次硬化の設備、キャスタブルレジン。鋳造は外注のままなので、鋳造業者との関係を維持したまま原型の待ち時間だけを短くできます。SK本舗が扱っているのはこの範囲で、社内に鋳造の作業者を置かないまま始められます。

推奨対象: 月の原型数が一桁台から

Phase 2

鋳造リング内製

投資額の目安: + ¥30-100 万

真空鋳造機とインベストメント石膏に、焼成炉が加わります。石膏に埋めた原型を焼き切る工程がある以上、焼成炉は省けません。焼成だけを外部に出す形は高温フラスクの移動になるため現実的ではなく、焼成炉を置かないなら埋没以降をまとめて外注する形になります。

推奨対象: 鋳造の作業者が社内にいる場合

Phase 3

完全内製

投資額の目安: + ¥100-300 万

研磨・石留めの設備と職人。ここは機械では代替できません。投資額は、鋳造機と焼成炉のメーカーや中古の有無で価格帯が大きく変わります。

推奨対象: 仕上げまで社内で完結させる場合

段階1から入ってください。鋳造まで一度に内製化すると、焼成炉と鋳造機の投資が先に立ちます。当社が扱っているのは光造形機とレジンなので、鋳造は既存の取引先を続けていただいて構いません。段階2以降をご検討でしたら、必要な設備の一覧をお出しします。

キャスタブルレジンは、焼き切るための樹脂です

キャスタブルレジンは、鋳造の焼成工程で燃え尽きることを前提に配合された光造形用レジンです。通常の造形用レジンだと灰が多く残り、石膏の空洞に残った灰が湯回り不良や気泡を起こします。違いは強度や色ではなく、燃え尽き方にあります。その用途に向けて SK本舗が自社で配合しているのが SK キャスタブルレジンです。玄人専用品として販売しているため焼成パラメータの個別サポートは付かず、ノークレーム・ノーリターン商品になります。価格は500gで ¥21,800(税込・¥43.6/g)、税抜では ¥19,818(¥39.6/g)です。

評価軸 SK キャスタブルレジン 一般的なキャスタブルレジン
灰残量 少(鋳造欠陥が出にくい設計) 中-多(メーカーによる)
鋳造温度プロファイル 既存ジュエラーの標準プロファイルに適合 メーカー独自プロファイル要
収縮率 自社配合・品質を自社管理 メーカー・ロットでばらつきあり
微細表現 高解像度機種で微細模様も再現 機種・素材依存
価格 自社企画・製造の SK オリジナル 輸入品・為替影響あり

鋳造業者から指定プロファイルが出ている場合は、他社品に合わせることもできます。いま扱っているのは Phrozen Castable Resin W40 Orange(在庫限り)の1点で、500g ¥33,000、¥66.0/g です。

ジュエリー原型に推奨する 5 機種

光造形 3 機種が主軸。FDM とフルカラーは、原型ではなくジュエリービジネス全体の補助としてご紹介します。

ELEGOO Mars 5 Ultra
光造形 / 個人作家・スタート

ELEGOO Mars 5 Ultra

XY解像度 18 × 18 μm(9K)、造形面積 153.36 × 77.76 mm で、16K 2機種の約48%です。月に数個ならこの1台で足ります。まず1個出して鋳造まで通るかを確かめる段階に向きます。

商品ページ
ELEGOO Saturn 4 Ultra 16K
光造形 / 中小ジュエラー主力

ELEGOO Saturn 4 Ultra 16K

XY解像度 14 × 19 μm、造形面積 211.68 × 118.37 mm。まとめて出して鋳造に回す運用の主力機です。長時間の無人バッチで異常を拾う AI カメラを積んでいます。1回に何個載るかは原型の投影面積で決まります。

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Phrozen Sonic Mighty Revo 16K
光造形 / 量産・大型

Phrozen Sonic Mighty Revo 16K

XY解像度も造形面積も Saturn 4 Ultra 16K と同じ(14 × 19 μm / 211.68 × 118.37 mm)で、違いは Z 高さが 235mm と 15mm 高いことです。バングルのように立てて出す形があるならこちら。寸法精度(XY ±0.05mm)と光の均一性(≧75%)を公表しているのも本機です。

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Bambu Lab A1 mini Combo
FDM 補助 / パッケージ・ディスプレイ・治具

Bambu Lab A1 mini Combo

原型本体ではなく、ジュエリービジネス全体の補助として活躍。多色 FDM で、店舗ディスプレイ、パッケージ試作、撮影用の什器、研磨治具などに使えます。

商品ページ
Flashforge CJ270(取扱準備中)
フルカラー補助 / 顧客プレゼン用モック

Flashforge CJ270(取扱準備中)

フルカラー出力で、宝石の色味を含めた完成イメージモックを作れます。発売時期・価格・予約受付の開始時期はいずれも未定で、現在は購入いただけません。

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原型に使うのは光造形の3機種です。XY解像度は 18 × 18 μm と 14 × 19 μm の差ですが、リング1個の透かし彫りならどちらも実用域に入ります。効いてくるのは1回に何個並ぶかで、そこは造形面積で決まります。FDM とフルカラーは原型を作れないので、パッケージ試作や撮影什器、顧客提案用のモックといった周辺工程での併用になります。

内製に切り替えたときのコストの見方

原型を外注から内製に切り替えると、1個あたりの変動費は下がります。ただし設備の償却まで含めた総額が下がるかどうかは、月に作る原型の数しだいです。

1個あたりの内製変動費

樹脂とサポート材 + 洗浄液・手袋・離型フィルムなどの消耗品 + LCD と FEP の償却 + 電気 + 作業時間の人件費 + 失敗した分

月の差額と回収月数

月の差額 =(原型の外注費 − 内製の変動費)× 月の原型数 − 月の固定費

回収月数 =(プリンター + 洗浄硬化の設備 + 換気 + 工具 + 初回の検証費)÷ 月の差額

原価を見積もるときの数字

SK キャスタブルレジンは ¥43.6/g(税込)・¥39.6/g(税抜)。電気代は 1kWh あたり ¥31 前後で概算、LCD は目安3,000時間で ¥10,000〜¥20,000、小型機の年間ランニング目安は ¥11,500〜¥62,000(月100〜400g 使用想定・水洗いレジン前提)です。リング原型1個の樹脂量を仮に5g とすれば樹脂代は ¥218 になります。原型の外注費だけは取引先で差が大きいので、直近の請求書の数字を使ってください。当社の価格は税込表示なので、請求書ベースで比べるときは税抜同士に揃える必要があります。

月産数別の試算例(想定モデル・実績ではありません)

月間原型数 外注総額 内製総額 削減額 投資回収
5 個 ¥75,000 ¥4,000 ¥71,000 4.9 ヶ月
20 個 ¥300,000 ¥16,000 ¥284,000 1.2 ヶ月
50 個 ¥750,000 ¥40,000 ¥710,000 0.5 ヶ月

上の表は「外注の原型単価 ¥15,000/内製の原型単価 ¥800/設備の初期費用 ¥350,000」と仮に置いた試算です。当社の実績値ではありません。原型単価は取引先で大きく変わるため、必ず自社の請求書の数字に置き換えて計算してください。 使用量の測り方です。スライサー(ChituBox や Formware3D)がスライス時に樹脂の体積を mL で出してくれます。密度を掛ければグラムになるので、設計を変えるたびに再計算できます。ボトルの減りで測る方法は、バットへの初回充填が数百 mL 規模になってリング原型10個ぶんの消費とは桁が違うので、原価の把握には向きません。焼成プロファイルが合うまでのテスト分は丸ごと捨てることになるので、この分を入れずに出した回収月数は実態より短く出ます。受注が増える効果は別勘定です。売上と原型コストの削減額は単位が違います。

次のアクション

ジュエリー原型の機種・レジン選定や、鋳造業者とのワークフロー擦り合わせまで、SK本舗が伴走します。お気軽にご相談ください。

どのパターンに当てはまるか

当社がご相談を受ける範囲でよくある2つの入り方です。金額は事業ごとに大きく変わるため載せていません。

既存ジュエラーの導入イメージ

パターンA:鋳造は外注のまま、原型だけを内製する

手彫りの経験があり、鋳造業者との取引が続いている場合

課題
カスタムオーダーの提案に手彫り原型の日数がかかり、商談が止まる。
導入構成
16K機 + SK キャスタブルレジン + 洗浄と二次硬化の設備。鋳造は既存業者を継続。
この構成でできること
商談中に形を出して見せられます。鋳造の設備投資は発生しません。
小規模ジュエリーブランドの導入イメージ

パターンB:1台で試してから、量に合わせて増やす

これから3Dを入れる、または月の本数が読めない場合

課題
原型を外注していて、月あたりの本数と単価は分かるが、内製に切り替えて合うかが読めない。
導入構成
Mars 5 Ultra 1台で検証し、1回に並べたい本数が増えてから16K機を追加。
この構成でできること
自分の設計での樹脂使用量と失敗率が分かるので、2台目以降の判断ができます。

ジュエリー特有の 4 失敗パターン

ジュエリー鋳造で実際に起きやすい失敗とその対策を整理しました。導入前にチェックいただき、初回試作の失敗を避けてください。

失敗パターン 何が起きるか SK本舗のサポート
非キャスタブルレジンの使用 焼成時に灰残量が過多になり、鋳造欠陥(湯回り不良・気泡)が発生しやすくなる。 SK キャスタブルを含むキャスタブル専用品からご提案します。
焼成プロファイルの不一致 レジンが完全燃焼せず、残渣で湯回り不良。仕上がりのディテールが崩れる。 初回はテスト原型での擦り合わせを推奨し、鋳造業者との進め方は事前相談でご案内します。
サポート痕で石座・爪を破損 仕上げ時に石座や爪が欠ける・折れる。鋳造後の修正が困難で不良品化する。 スライサー設定とサポート位置の最適化をご相談ください。
二次硬化(UV 後処理)の過多・不足 寸法狂い・脆化・焼成時の燃焼性低下が起きる。完成度が想定を下回る。 UV 後処理機の推奨タイム・温度の資料を提供します。なお厚肉のまま焼成するとレジンが膨張して埋没材を割り、バリや寸法狂いになります。3mm を超える厚みは肉抜きし、レジンが抜ける穴を設けてください。

よくあるご質問

3D プリンターで金属ジュエリーを直接作れますか?

いいえ、現在広く実用化されているのは「金属ジュエリーの原型を 3D プリンターで作り、それを鋳造で金属化する」というワークフローです。光造形プリンターでキャスタブルレジン製の原型を出力し、ロストワックス鋳造でゴールド・シルバーなどに鋳金します。SK本舗が提案する 3D 活用は、この原型工程の内製化です。

キャスタブルレジンは普通のレジンと何が違いますか?

焼成で燃え尽きるかどうかです。造形用レジンで代用すると灰が残り、その灰が湯回り不良の原因になります。

Saturn 4 Ultra 16K と Sonic Mighty Revo 16K はどちらを選ぶべきですか?

解像度も造形面積も同じです。寸法精度と光の均一性を公表しているのが Sonic、AIカメラが付くのが Saturn。バングルを立てて出さないなら Z の15mm差は効きません。

光造形で作った原型を、いまの鋳造業者に持ち込めますか?

先に業者へ聞くのは、キャスタブルレジンの原型を受けてくれるか、焼成プロファイルを樹脂向けに調整できるか、持ち込みの単価と最小ロット。断られた場合はお問い合わせからご相談ください。

SK キャスタブルレジンと他社キャスタブルレジンの違いは?

SKは自社配合で、宝飾原型向けの商品仕様です。他社品も扱っているので、鋳造業者の指定プロファイルがあれば合わせられます。いまお取り扱いしているのは Phrozen Castable Resin W40(在庫限り)です。

鋳造設備を自社で持つべきですか?

事業規模次第です。Phase 1(出力のみ内製・鋳造は外注)から始めることを強く推奨します。鋳造機・焼成炉・インベストメント石膏には数十万〜数百万円の追加投資が必要で、月の鋳造数が継続的に 20 個を超えるくらいから Phase 2 を検討するのが現実的です。一度に全部内製する戦略は失敗事例も多いため、本ページでは段階的内製化ロードマップを提案しています。

ロストワックス手彫りの職人を置き換えるのですか?

置き換えではなく、職人の時間を仕上げ工程に集中させるための補助だとお考えください。原型工程を高速化すると、職人技がより価値を出しやすい仕上げ・研磨・石留めに時間を回せます。複雑な有機曲面や微細模様は3Dが得意ですが、最終的な完成度は職人技に大きく依存します。

微細な透かし模様は本当に再現できますか?

16Kクラスなら原型段階で再現できます。鋳造後にどこまで残るかは焼成プロファイルとサポート位置、金属種しだいなので、初回はテスト鋳造で見てください。スライサー設定はご相談いただけます。

透明レジンでサンプル提示は可能ですか?

できます。SK新高透明度レジンなどを使えば、宝石を入れる前の透き通った原型サンプルが作れます。鋳造前のデザイン確認にも使えます。

同時複数出力で量産対応はできますか?

16K機なら造形面積が 211.68 × 118.37 mm あります。1回に何個載るかは原型の投影面積とサポート間隔しだいなので、設計データをお送りいただければ目安をお出しします。

既存の鋳造業者の機器・温度プロファイルに合いますか?

一般的なロストワックスのプロファイルを想定して配合していますが、業者ごとに最適値は違います。初回はテスト原型で擦り合わせてください。なお玄人向け商品のため、焼成パラメータの個別サポートは対象外です。

個人作家でも導入できる価格感ですか?

必要なのは光造形機・洗浄と二次硬化の設備・キャスタブルレジンの3点で、金額は各商品ページをご確認ください。鋳造は外注のままで始められるので、鋳造設備の投資は要りません。

補助金や法人見積は対応していますか?

ものづくり補助金・IT導入補助金など、3Dプリンター導入に活用できる補助金の申請サポートを行っています。法人見積、稟議書サポート、複数台導入の割引相談も承ります。詳しくは法人見積・補助金活用の窓口へ。