MicroMaker3D は、ラミネート樹脂印刷 (LRP) による小さな構造物を 3D 印刷する新しい技術を発表しました。

2018年11月15日、アンタークティックベアは海外メディアから、ニュージーランドのCallaghan Innovationsが、高解像度のマイクロスケール構造の迅速なプロトタイピングを可能にする新しい3D印刷技術であるラミネート樹脂印刷（LRP）を開始したことを知りました。

ラミネート樹脂印刷 (LRP) により、研究者、開発者、製造業者は、電子機器、ウェアラブル、センサー、IoT デバイスなどのアプリケーション向けに、さまざまな印刷構造を迅速かつ簡単に、低コストで作成できます。

キャラハン氏は、この技術により開発者は、複雑さや密度に関係なく、非常に薄い厚さで最大 100 パーセントの密度で、1 層あたり最大 1 秒の速度で複雑な形状のサブミリメートル構造を印刷できると述べた。共同発明者の Andrea Bubendorfer 氏と Andrew Best 氏は、効率的、便利、かつ経済的な方法でマイクロスケール構造を迅速に製造するニーズに応えるために LRP を開発しました。

「微細加工、つまり非常に小型で高価値なデバイスの製造はニュージーランドの輸出産業です。しかし、これまでこうした微細構造の製造には時間がかかり、費用もかかりました」と共同発明者のアンドレア・ブベンドルファー氏は語る。

「対照的に、3Dプリンティングは製品の製造方法を変えましたが、微細加工に必要な小規模では機能できません」と彼女は付け加えた。ブベンドルファー氏と共同発明者は、効率的、便利、かつ経済的な方法でマイクロスケール構造を迅速に生産するというニーズを満たす方法の開発に着手しました。「小さい方では、5ミクロンくらいです。ちなみに、人間の髪の毛は約100ミクロンです。」

MicroMaker3D チームは、IDTechEx Launchpad プログラムと KiwiNet から資金、プログラム、アドバイスを通じてサポートを受けています。また、マッシー大学の積層造形センターのメカトロニクスエンジニアと Callaghan Innovations 高度エンジニアリングチームからエンジニアリングの専門知識を提供され、Johan Potgieter (マッシー大学のロボット工学教授であり、積層造形の専門家) と Olaf Diegel (製品開発教授であり、世界的に有名な 3D 印刷の専門家) からアドバイスと励ましを受けています。このプロジェクトは、KiwiNetから684,000ドルのシード資金も獲得しました。

Callahan Innovation MicroMaker3D チーム
LRP は、次のような用途に使用できる多目的 3D 印刷技術です。 • 自立型平面構造 (シャドウマスク、光学スリット、光学エンコーダー、フィルター、グリッドなど) • 紙、布地、PCB 基板上の構造 (ウェアラブル、使い捨てマイクロ流体デバイス、ラボオンチップデバイス) • 印刷された電子マスク • マイクロ 3D 印刷 (マイクロコンポーネント、MEMS スプリング) • 弾性材料の張り出し構造 - マイクロセンサー要素に最適この技術は強力です。 • 手頃な価格で使いやすい • 複雑さや密度に関係なく、レイヤーあたり数秒の速度で高速に処理できる • クリーンルームは不要 • 同じ高品質の材料を使用してプロトタイプから生産まで拡張可能
LRP は、次の点で優れています。• サイズと重量が重要なアプリケーション向けのラピッドプロトタイピング• 高精度で複雑な 5 ミクロンのボクセル印刷• 単層および多層構造の印刷• 非常に高い耐熱性と耐薬品性を備えた印刷物の作成• 紙、布地、シリコンウェーハ、PCB など、さまざまな基板への印刷
この技術はさまざまな構造物の製造に使用されています。例には次のものが含まれます。 • サメの皮膚、テクスチャ加工された表面 • マイクロプレート • ステンシル (マイクロ波アンテナなど) • マイクロフィルター • マイクロコンポーネント (ギア、レバースラスト、ニードルチップ、サークリップなど) • パターン化された導電トラック • カプセル化された構造。

技術比較:

ラミネーション樹脂印刷はフォトリソグラフィーと比べてどうですか?

フォトリソグラフィーは、フォトマスクから基板上の光感応性フォトレジストにパターンを転写するために微細加工で使用される一連のプロセスです。プロセスのさまざまなステップを実行するために、レーザーダイレクトライターやマスクアライナーなどの特殊な機器が使用されます。フォトリソグラフィーは、高度に専門化された高価なクリーンルーム施設で、訓練を受けたオペレーターによって実行されます。永久フォトレジストを使用することで、フォトリソグラフィーでは約 2 ミクロンまでの解像度を実現できます。通常、フォトリソグラフィーは少数の層に制限されます。

LRP は、高い熱安定性と酸、アルカリ、溶剤に対する耐性を備えた微細加工用に設計されたドライフィルムフォトレジストを使用します。プロセスは自動化されており、クリーンなスタンドアロンシステムに収容されており、高速プロジェクターを使用して CAD から直接迅速にパターン化できるため、フォトマスクプロセスが回避されます。 LRP は 5 ミクロンまでの解像度を実現し、多数のレイヤーを印刷できます。

技術的な違い:

ラミネート樹脂印刷とナノ印刷の違いは何ですか?

ナノプリンターは、2 光子重合 (TPP) を使用して、通常は超短レーザーパルスを照射することにより、一度にナノメートルサイズのボクセルを含む構造を印刷します。通常、リソグラフィーと LRP の両方に同様のフォトレジストが使用されます。微細加工と同様に、ナノプリンティングは高価であり、高価なクリーンルーム環境で高度なスキルを持つオペレーターを必要とします。

対照的に、LRP は高速で、ボクセル単位で印刷するのではなく、ナノスケールではなく顕微鏡レベルの解像度で構造の層全体を一度に印刷します。 LRP はコスト効率が高く、ユーザーフレンドリーで、独自の小型クリーンルーム環境で動作します。

ラミネート樹脂印刷は高解像度 3D プリンターと比べてどうですか?

微細構造用の 3D プリンターの限界を押し広げることに大きな関心が寄せられていますが、現在、マイクロエレクトロメカニカルシステム (MEMS) デバイスやその他の微細構造に必要な微細構造レベルでのラピッドプロトタイピングが可能な 3D プリンターは存在しません。さらに、3D 印刷技術の限界を克服するために、印刷された材料は通常、印刷可能性に最適化されており、その特性は MEMS の要件を満たしていません。

対照的に、LRP を使用すると、開発者はパフォーマンスに最適化された印刷材料を使用して、すべての平面で 5 ミクロンという小さな特徴を印刷できます。使用されるマイクロマシニング樹脂は、MEMS デバイス内のアクティブ構造を変形させる弾力性など、20 年間の微細構造性能を備えています。さらに、LRP はサポート材料に印刷されるため、たわみに必要な張り出し構造を簡単に構築できます。

ラミネート樹脂印刷は電子プロトタイプと比べてどうですか?

電子プロトタイピングは、さまざまな基板上に電子デバイスを製造するために使用される印刷方法です。プリンテッドエレクトロニクスのラピッドプロトタイピングでは、反復的な設計に直接的なフィードバックを使用し、開発時間を大幅に短縮します。電子プロトタイピングマシンは通常、電子機器を印刷するために使用される高価な特殊なマシンです。

LRP は、パターンをフォトレジストに転写する微細加工原理に基づいているため、フォトリソグラフィーを使用して配線パターンをパターン化と選択エッチングによって銅被覆基板に転写し、プリント回路を作成するという、エレクトロニクス業界向けに開発されたプロセスに似ています。したがって、LRP はこのアプリケーションでの使用に非常に適しています。

MicroMaker3D は、ラミネート樹脂印刷 (LRP) による小さな構造物を 3D 印刷する新しい技術を発表しました。

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