タイの伝統を助けるレーザ技術

October, 10, 2024, Bangkok--新しい研究は、レーザ技術がタイの最も古い伝統の1つである寺院や宮殿の内部または上部に置かれた華やかな階段状の傘を保存し、継続するのにどのように役立つかを示している(J. Laser Appl., doi: 10.2351/7.0001370)。
タイ語で「チャット」、サンスクリット語で「チャトラ」と呼ばれる複雑な模様の金属製の傘は、よく訓練された職人が組み立てるのに6ヶ月もかかる。CO2レーザと材料のわずかな変更により、タイの複数の研究所の研究者は、繊細な装飾を作成するために必要な時間を短縮する方法を実証した。

段構造の傘の意味
1,400年にわたり、タイのチャットは王室と宗教の両方のコンテクストで名誉を象徴してきた。複雑な切り欠きパタンで装飾された同軸の円筒形の傘は、3〜9層の奇数番号のスタックにグループ化されており、最も狭いものが上部に、最も広いものが下部にある。タイの現(公式に戴冠した)君主のみが9段のチャットの下に座ることが許されており、5段または7段は王位継承者または寺院の王室の後援を象徴している。

チャット(chats)は、国の77の省全体にある29,000以上の「ワット(wats)」またはタイ仏教寺院の外壁も飾っている。ほとんどは真鍮、銅と亜鉛の耐久性のある合金でできており、重要な伝統的な色であるイエローゴールドに似ている。

モンクット王工科大学の物理学者Pichet Limsuwanによると、毎年50本以上の段になった傘を修理しなければならない。新しいワットには、新しいチャットも必要になる。各チャットは、紙に手作業でパタンを描き、デザインを真鍮のプレートに転写し、手作業でパタンをドリルで切り出し、すべてが輝くまで磨くという骨の折れるプロセスを経て構築されている。

作業のスピードアップ
モンクット王工科大学の物理学者Pichet Limsuwanによると、毎年50本以上の段になった傘を修理しなければならない。

今日、高出力のコンピュータ制御レーザは、金属表面に迅速な切断とエッチングパタンを実行できる。しかし、このプロジェクトの材料を評価したところ、Limsuwanと同氏のチームは、文献に真鍮のレーザ切断の報告を見つけることができなかった。また、1µm前後の波長での銅の反射率は約90%であり、反射率が高すぎてレーザ切断には適していない。研究チームは代わりに、71%の鉄、18%のクロム、8%のニッケル、および銅よりも費用対効果が高い他の元素を微量に含むステンレス鋼を選択した。

切断のために、Limsuwanのグループは、10.6µmの波長と5kHzのパルス周波数で動作する商用CO2レーザを選択した。そのレーザは厚さ2mmの鋼板を165mm/sで切り裂く。ステンレス鋼は真鍮のようには見えないため、チームは窒化チタン(TiN)コーティングを施し、市販の物理蒸着システムで仕上げた。

概念実証として、研究チームはワット・タート・トーン(Wat That Thong)という寺院の頂上にある風化した7段のチャットに代わる新しいチャットを製作した。チームは、古い傘のデザインを手描きで描いたものから、レーザ切断システムを制御するコンピュータにパタンを移した。作業員は、カットされた7枚の鋼板を円筒状に丸めてから、TiN膜を堆積させ、層に特徴的な金色にした。

研究チームは、このプロセスが完了するまでに約113時間、つまり5日かかると推定している。実際には、開始から終了まで1〜2か月かかる場合があるが、それでも通常の3〜6ヶ月よりは短い。Limsuwanによると、チームが抱えていた最大の課題は、これらの階段状の傘とそのデザインの歴史と意味についてもっと学ぶことだった。