MIMAKIがリアルなカラーLED光硬化3Dプリントソリューションを提供

3Dプリンティングの分野には、3つの明らかなトレンドがあります。第一に、米国のHPや日本のキヤノンを筆頭とする2次元プリンターメーカーが3Dプリンティング機器市場に参入し、通常はプラスチック分野で3Dプリンティングに参入しています。第二に、ドイツのDMG森精機やTRUMPFを筆頭とする伝統的なCNC工作機械メーカーが3Dプリンティング分野に参入し、通常は金属分野で3Dプリンティングに参入しています。第三に、破壊的なハイテク新興企業、特にCarbonやDesktop Metalなどの企業は、創設者が主に学者であり、製品が正式に発売される前に数億ドルの投資資金を集め、業界の注目を集めています。

ミマキは、大判プリンターメーカーとしては最大手どころか、最も有名な企業でもない。本社は長野県の一角にあり、東京から新幹線で約1時間（東京から約200キロ）の距離にある。HPやキヤノンなどのIT大手と比べると、せいぜい地元の小さな企業としか言えない。しかし、MIMAKIの技術は非常に特殊であり、大判インクジェットプリンター、彫刻機、産業用大型プラットフォーム彫刻機、印刷染色校正機、プラットフォームインクジェットプリンターにおいて独自のものです。本日、MIMAKI はリアルなカラー LED 光硬化 3D プリントソリューションを発売しました。同社は、3Dプリンティング分野に進出する2Dプリンターメーカーの中でも、もう一つの特色ある企業となっている。

MIMAKIは、3DUJ-553 UV LED 3Dプリンティングソリューションが、1,000万色以上を備えた世界初の3Dプリンターであり、ロゴ、プロトタイプ、部品、製品をリアルな色で製造できるため、時間と労力がかかる3Dプリント製品の手作業による塗装が不要になると主張しています。

ミマキによれば、このデバイスの発売は、主に市場における2つの大きな問題点である色とサポートに焦点を当てている。色彩に関して言えば、市販の 3D プリンター機器では、リアルな色彩の製品を生産することが一般的に困難です。これには通常、印刷後の手塗りまたは機械によるスプレー塗装のプロセスが必要となり、時間と費用がかかります。第二に、ほとんどの 3D プリントオブジェクトでは、印刷後に安定したサポート構造を除去する必要があります。これには時間がかかり、リスクも伴います。

ミマキの3Dプリント装置「3DUJ-553」は、1,000万色のカラーオプションを備え、写真プリントと同じカラーで3Dプリントが可能です。さらに、水溶性サポート材は製品を傷つけることなく簡単に洗い流すことができます。これにより、この 3D プリントデバイスは、教育、医療、製造、建設などの分野での使用に適しています。

具体的には、ミマキが 1,000 万色以上を 3D プリントできるのは、独自の UV LED 硬化方式のおかげです。 3DUJ-553 のカラー印刷は、印刷結果のフルカラー機能を意味するだけでなく、開発されたシミュレーションプロファイルを通じて PC モニター上で色を正確に表示することもできます。

3DUJ-553 に使用されている感光性樹脂にはアクリル樹脂成分が含まれており、製造される製品の硬度は ABS 樹脂と同等です。つまり、3D プリントされた製品には追加の保護対策は必要なく、ネジで部品を接続しても製品が損傷することはありません。さらに、この樹脂は耐候性があり、表面が滑らかです。
3DUJ-553は水溶性支持構造を採用しており、水で簡単に洗い流すことができます。これは、他の 3D 印刷プロセスのように切断または削り取ることによってサポート材料を除去する必要がなく、サポート材料を簡単に除去できるため、非常に微細なオブジェクトを 3D 印刷する場合に明らかな利点があります。
カラー 3D プリントに関しては、2015 年にドイツのフラウンホーファーコンピュータグラフィックス研究所の Alan Brunton 氏とその同僚が「3D カラープリントの限界に挑戦: 半透明素材による誤差拡散」と題した論文を発表しました。この論文では、非常に鮮明でかなり正確なカラー 3D プリントオブジェクトを生成できるアルゴリズムプロセスが説明されています。このアルゴリズムに従って印刷されたオブジェクトは非常にリアルです。
研究者たちは、カラーイメージング、カラー管理、2D カラー印刷に関する数十年にわたる学術的知識を活用して、高解像度のマルチマテリアル 3D プリンターの品質を最大限に高め、その機能を十分に活用して実現しました。彼らの研究は、「ボクセル化された」インクジェット 3D 印刷に焦点を当てています。 2D 画像のピクセルが点に含まれる色によって計算されるのと同様に、3D ピクセルは単一のインクジェット液滴によって表されることがわかります。インクジェット技術によるフルカラー 3D プリントの難しさは、わずか 1 立方センチメートルの大きさの 3D プリントされたオブジェクトにも約 1,800 万滴の樹脂が含まれているという点にあります。したがって、これは制御アルゴリズムが処理するボクセルの数としては非常に多く、そのため、ほとんどのカラーインクジェット 3D プリントでは色の精度が最適ではありません。

科学者たちの研究では、プロセス中の樹脂の透明性を考慮しながらボクセルの色を非常に正確に制御することで、この技術をさらに一歩進めました。これは、今日のほとんどの樹脂がある程度光透過性を持っているため必要です。これは、3D プリント時に、オブジェクトの内部の色もその表面に表示される色に重要な影響を与えることを意味します。彼らは、ジオメトリ適応型誤差拡散ハーフトーン化アルゴリズムを提案しました。
- 異方性誤差拡散フィルターを 2D サーフェスに一貫した方法でマッピングし、ローカル情報のみを必要とするサーフェスボクセル表現のトラバーサルアルゴリズム。 - レイヤー化されたハーフトーン化アルゴリズム。トラバーサルアルゴリズムと任意の 2D エラー拡散アルゴリズムを組み合わせ、レイヤーの数を変更することでマテリアルの半透明性に適応したり、色域を拡大したりできます。
フラウンホーファーの「ボクセル化」インクジェット3Dプリントに加え、サムスンも2015年にカラー3Dプリントの特許を取得しました。
サムスンの特許には、独自の3Dプリンター、プリンターの制御方法、着色光硬化インク、および滲み防止剤が記載されている。プリンターには、カラーインクとバリア剤が入ったタンクがいくつかあります。各材料には対応するプリントヘッドがあり、感光性開始剤がプリントヘッドに接続され、印刷プロセス中にこれらの材料を硬化させます。サムスンのソリューションは、連続的なマルチカラー 3D 印刷プロセスです。
出典: 3D Science Valley 詳細: 米国での価格は 3,500 米ドルです。 XYZ、世界初のフルカラーFFFデスクトップ3Dプリンターを発売

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