独自の折紙設計ソフトウェア

研究チームはこれまでに、入力した任意の多面体を1枚の紙だけで折れることを証明したソフトウェア「Origamizer」、折紙パターンの変形シミュレーションや形状探索を実現した「Crane」を作成してきた。今回の研究ではこれらを拡張し、ユーザが自分で設計した折紙を印刷用のパターンに変換する機能と、ユーザが入力した多面体に折れるような印刷パターンを自動計算して出力する機能両方を実現した。ユーザが入力した任意の多面体を自己折りした成果は世界初である。

超・高解像度の「自己折り」

現状は、最大A2サイズのシートを最小3 mmの辺長で自己折り可能。つまり、最大で88,008個の面を自己折り可能であり、これは従来の自己折り技術の1200倍以上の値である。インクジェット印刷の精細さを活かして露出部の幅を0.1 mm程度のオーダで変化させると、それぞれの折り目の角度を0度から180度の範囲で制御することができる。

熱収縮シートの加熱で狙いのプロダクトを成形

設計した印刷パターンを熱収縮シート（ポリオレフィンのフィルムやポリエステルの布など）に印刷し、パターンが印刷されたシートを約70度から100度の範囲でお湯などで加熱。すると、シートが露出する部分が熱により収縮する一方、シートが露出していない部分の収縮はインク層により抑えられる。この結果、目標としている折紙の形状が完成。非常に複雑な折紙パターンでも、熱を与えるだけで数秒から数分で自己折りすることができる。

汎用的なUVプリンタを使用

プリントするフィルムも含め、UVプリンタも工場やFabLabなどで使用される汎用的なものを使用しているため技術の再現性・応用性が高い。UVプリンタに用いられるインクジェットプロセスは、従来の4Dプリントや自己折りの研究で使われてきた造形手法、例えばFused Deposition Modeling（FDM）方式の3Dプリンタなどに比べて、短時間・高解像度での印刷が可能なため、複雑なパターンのプリントが可能となった。

フルカラー印刷にも対応

UVプリンタがもともとはフルカラー印刷のための装置であることを利用して、形状と装飾を1回の印刷で同時に実現できる。これにより、プリーツのような構造と色の付いたノースリーブジャケット、さまざまな色や模様を個別に印刷できる花束のギフト、お湯をかけることによって変形しメッセージが読めるようになるインタラクティブなポストカードなど、複数のアプリケーション事例を示した。