ソフトロボットの開発を基に、香港中神大学の教授らがシリコン3Dプリンターを開発した。

出典: 36Kr

シリコン 3D プリンターの登場により、これまでのシリコンの製造方法は革新的に変化しました。

かつて、シリコーンの生産は主に金型と一連のプロセスフローによって行われていました。具体的には、シリコーンの製造には、事前に関連する金型を作成し、金型にシリコーンを注入し、シリコーンが固まった後に完成品を取り出す必要があり、専門的な金型設計と加工技術に大きく依存します。金型製作コストが高いため、パーソナライズおよびカスタマイズされた生産規模には適していません。

従来の製造方法とは異なり、シリコン 3D プリンターは金型製造ステップを省略し、最終部品を直接印刷できるため、多材料、小型、複雑な構造の製造の難しさが大幅に改善され、製造時間とコストを効果的に節約でき、シリコン製品のパーソナライズおよびカスタマイズ製造に適しています。

現在、シリコーンは、その高い弾性、生体適合性、熱安定性、耐腐食性により、ヘルスケア、航空宇宙、食品生産、ウェアラブルデバイスなど、多くの分野で広く使用されています。これにより、パーソナライズ、精度などの面で、シリコーン構造に対する要求が高まっています。

例えば、医療分野では、3Dプリントされたシリコンシェルを使用して、剛性と性能が実際の人間の臓器に近い柔らかい人体臓器モデルを製造でき、カスタマイズされた補綴物の作成や外科手術のシミュレーションに便利です。科学研究では、3Dプリントシリコンはフレキシブルエレクトロニクスやソフトロボットの製造に適しています。

ハードクリプトンは、香港中文大学（深圳）のテクノロジー変革センターを通じて、最近香港中文大学（深圳）の第1回「神仙湖」国際イノベーション・起業家コンテストの決勝で優勝した朱建氏のチームプロジェクトが、ソフトロボットの研究開発ニーズに基づいてシリコン3Dプリンターを開発したことを知りました。

△ 3Dシリコンプリンター製品写真

朱建の研究分野には、ソフトインテリジェントロボット、バイオニックロボット、スマート材料と構造が含まれます。カナダのアルバータ大学で博士号を取得し、ハーバード大学やシンガポール国立大学で関連研究を行ってきました。現在は香港中神工科大学の准教授です。

技術面では、海外メーカーが中国に出荷するシリコン3Dプリンターの精度は一般的に200ミクロン程度である。これに対し、朱建氏のチームは実験環境で50ミクロン未満の印刷精度を達成しており、同チームが最近出荷したものは100ミクロンの精度となっている。

朱建氏はハードクリプトンに対し、当社の調査によると、世界にはシリコンプリンターを製造する数少ない企業が主にドイツ、スイス、米国に分布していると語った。業界の集中度が高く、価格の市場化が不十分で、国際的な政治的影響を受けやすいため、高度な 3D シリコンプリンターを国内に輸入することは困難です。競争環境を見ると、海外メーカーが主導的な地位を占めており、国内メーカーは概ね初期段階にあることがわかります。

そのため、国内市場を前にすると、朱建氏のチームはより広い市場開発スペースを持っています。今後、大規模出荷が実現できれば、ローカライズ化の流れに乗って、安定した顧客基盤を獲得する先駆けとなるかもしれない。

現在、朱建氏のチームの顧客は主に科学研究分野から来ており、国内の大学がウェアラブルデバイスやソフトロボットなどの製品の研究を行うのを支援している。今後、チームは3Dシリコンプリンターの精度をさらに最適化し、顧客基盤を産業分野にまで拡大していきます。

精度の飛躍的進歩に関しては、朱建氏のチームはプリンターの設計と製造パラメータをさらに最適化し、印刷精度を向上させます。

朱建氏のチームは、精度の最適化に加えて、3Dシリコンプリンターの機能の多様化を模索し、ハイドロゲルや生体材料などの印刷機能を機能モジュールに追加する予定です。お客様は、独自の印刷ニーズに応じて関連モジュールを購入し、任意の機能を追加できます。

朱建氏は、このコンセプトの標準化されたプリンターがまだ市場に登場していないのは、主に設計が難しく、異なる印刷方法の間で共通点を見つける方法を考慮する必要があるためだと紹介した。しかし、確かなのは、この構想された標準化されたプリンターが、将来のシリコンプリンター技術の変化における重要な方向性の 1 つになると予想されることです。

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