米国は回転式3Dプリントを使用して高強度材料を製造している

米国は回転式3Dプリントを使用して高強度材料を製造している
米メディアの最近の報道によると、ハーバード大学の研究チームは、回転する3Dプリントノズルと精密に制御された位置移動を利用して、印刷された材料に木材などの天然素材に見られる微細な繊維構造を与え、複合材料の強度を大幅に向上させたという。この研究は、米国海軍研究所と付加製造投資会社ゲッティラボの資金提供を受け、米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載された。

歯や貝殻などの天然複合材料は、繊維構造の配置を利用して強度を高めています。この自然の特性を模倣するために、積層造形業界ではこれまで電磁場やその他の方法を使用してポリマー内に繊維構造を配置してきましたが、これらの方法では製造の複雑さが大幅に増加し、局所的な制御が困難になります。ハーバード大学工学・応用工学部の研究チームは、レオロジーを利用して3Dプリントで微細構造を生成することに成功した。このプロジェクトの3Dプリンターは、高速回転ノズルを使用してエポキシ樹脂ベースの液体原料を堆積します。ノズルの回転速度と位置を精密に制御することで、繊維の配列形態を効果的に制御し、生成された材料に異なる剛性を与え、異なる領域で異なる微細構造を実現します。


この方法は、熱溶解積層法(FDM)、ダイレクトインクジェット(DIW)、大面積積層造形(BAAM)などのさまざまな積層造形技術で使用でき、炭素繊維やセラミックスなどのさまざまな材料に適用できます。将来的には、回転式 3D プリント技術によって積層造形に新たな領域が開拓されると期待されています。


出典:科学技術省

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