フラウンホーファーILT、100ナノメートル解像度のDLP-MPP 3Dプリンターを開発

印刷速度と印刷精度の間には常に克服できないギャップがありました。

DLP（デジタルライトプロセッシング）は、造形速度が比較的速い3Dプリント技術ですが、最大印刷精度は10ミクロン程度です。印刷速度を確保しながら、より高精度な印刷を実現することは困難です。 MPP（多光子重合）はナノ精度の3Dプリント技術ですが、印刷速度が非常に遅いです。 2つの技術を組み合わせれば、精度と速度の両方を実現できるでしょうか?

2019年2月9日、Antarctic Bearは海外メディアから、LightFab GmbH、Bartels Mikrotechnik GmbH、Miltenyi Biotec GmbHの協力を得て、フラウンホーファーレーザー技術研究所ILTのエンジニアが現在、DLP（デジタル光処理）とMPP（多光子重合）の3D印刷技術を組み合わせた3Dプリンターを開発中であることを知りました。このプロジェクトは「UV 重合と多光子重合の組み合わせによる付加製造における高い生産性と精細度の実現」と呼ばれ、HoPro-3D と略されます。
欧州連合とノルトライン＝ヴェストファーレン州が資金提供している HoPro-3D プロジェクトは、高速 3D 印刷と超高精度 3D 印刷の間のギャップを埋めることを目指しています。サブミクロン解像度の MPP 3D プリンターの最大の欠点は速度です。低出力レーザーのパルスを使用して単一の UV 光子を生成するため、一度に 1 つのボクセル (3D 解像度の 1 ピクセル) の材料しか硬化できません。 DLP は最も高速な 3D 印刷方法の 1 つです。比較すると、MPP 3D プリントの解像度は 100 nm (ナノメートル) で、DLP 3D プリントの 10μm の 1,000 倍になります。

両方の技術を 3D プリンターに組み込むことで、サブミクロンのディテールを備えたより大きなソリッドを迅速に作成できます。たとえば、マイクロメカニカルシステムやマイクロ流体システムを備えた埋め込み型バイオメディカルデバイスを 3D プリントできます。レンズやプリズムなどの光学機能要素もオブジェクトに組み込むことができます。この技術を光で制御される 3D プリントされた微細構造と組み合わせることで、より大きなコンポーネント上に光ベースの回路を 3D プリントすることが可能になります。

「必要に応じて、露光システムを切り替えるつもりです。私たちにとっての課題はプロセス制御です」と、フラウンホーファー ILT の HoPro-3D プロジェクトマネージャーであるマーティンウェーナー博士は説明します。コンセプトはすでに開発されており、現在、適切なマシンが構築されています。「彼らは、3D プリントされたフィーチャのサイズに応じて使用するプリントモジュールを独自に決定する制御ソフトウェアを開発しており、マクロとマイクロの間で 3D プリントを自由に切り替えることができます。」
このシステムには、365 nm の波長で発光する高性能 LED と HD 解像度の DLP チップが搭載されており、MPP モジュールはフェムト秒レーザーと高速スキャナーおよび顕微鏡光学系を使用しています。これは「両方の長所を兼ね備えた」3D プリンターです。 HoPro-3Dプロジェクトは2018年11月から3年間実行され、その頃には商業販売可能な機械が完成する見込みだ。
出典: 3ders

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