イスラエルの光源開発会社が、より高品質な3Dプリントのための独自のレーザーを発売

出典: Microsoft News および Offweek

2023年3月9日、Antarctic Bearは、3Dプリンターとレーザー光源の開発企業である3DM Digital Manufacturingが、選択的レーザー焼結法（SLS）3Dプリントレーザーを調整することで、特定の材料やアプリケーションで動作できる新しいテクノロジーの発売を発表したことを知りました。

3DM のカスタマイズ可能なレーザーは、CO2 やファイバービームと比較して、より短いリードタイムで、機械的特性が向上した高解像度の部品を製造できると言われています。同社は研究開発環境で自社の技術を完全に最適化し、現在、独自のデバイスを発売して市場に投入する準備を進めています。これらの製品がリリースされると、パーソナライズされたカスタマイズが重要なさまざまな 3D プリントのユースケースが促進されると期待されています。

3DM Digital Manufacturing のコア技術は、同社が 3D プリント専用に開発した半導体レーザーです。これにより、同社は最大 6 個のレーザーを 1 つのビームに効率的に結合し、ビーム出力と印刷速度を向上させることができます。
(画像提供: 3DM Digital Manufacturing)
「当社のユニークな点は、独自のレーザーを製造していることです」と、3DM Digital Manufacturing の CEO、Ido Eylon 氏は説明します。「CO2 レーザーやファイバーレーザーなどは使用していません。実際に独自のレーザーを製造しており、ユーザーはプラスチック材料に最適な特定の波長を使用できます。」

3DM は名目上は 2016 年にイスラエルで設立されましたが、その技術のルーツは大株主であるダニエル・マイヤー博士の経歴にまで遡ることができます。イスラエルのワイツマン科学研究所を卒業した3DMの創設者は、30年間にわたり光電子部品の研究開発に従事し、レーザー開発にも取り組み、10年近く3Dプリンティングの研究に携わってきました。

3DM は、Majer の研究を基に、現在の印刷技術よりも 10 倍速くポリマー粉末を溶かすことができるレーザーを開発し、近々発売する予定です。さらに重要なことは、この技術により、熱可塑性付加製造の解像度を現在の主要プリンターで可能な解像度よりもはるかに高めることができ、産業用 3D 印刷の新たな市場が開拓されることです。

3DM は、3D プリンティングが世界のポリマー材料製造市場でより大きなシェアを獲得できると考えています。現時点では、技術革新が不十分なため、産業用3Dプリンティングは「市場のわずか数パーセントを占めるに過ぎない」が、同社は、その技術の低コストと高い拡張性により、この状況を変える可能性があると述べた。

3DM はもともと Terralab Ventures のインキュベーター企業であり、同社は現在も 3DM の株式の 23% を保有しています。 3DM は後に分社化され、イスラエル証券取引所に上場されました。同社は2021年6月にIPOを完了し、1,300万ドルの資金を使って初の商用製品を発売した。

3DM の特許取得済みレーザーと市場の他のレーザーの違いは何ですか?
光源自体は、本質的には米粒よりも小さい小さな量子カスケードレーザー (QCL) の配列によって形成されます。各光源は数ワットの電力を放射することができ、波長は特定の材料や部品層の配置に合わせて調整できます。

3DM 社によると、従来の固定波長 CO2 レーザーとは異なり、同社の技術はレーザー光をより効率的に（そしておそらくより速く）吸収できるという。同社はまた、同社のレーザーは表面仕上げが非常に優れた部品を生産できると指摘しており、対象とする波長の柔軟性により、より幅広い材料との互換性も実現している。

基本的に、3DM は、冷却機構、ドライバー、レンズで構成されるアセンブリにレーザーを取り付けてレーザーモジュールを形成することで、レーザーを市場性のある製品に変えます。それらのいくつかは、3D 印刷中に特定の粉末上に最初の多波長スポットを作成し、部品の形状を書き込むことができるビームユニットに組み合わせることができます。 4 つのビームユニットを順番に組み合わせて 3DM プリントヘッドを作成します。

製品の最初の反復では、同社はステッチングアルゴリズムを使用して 4 つのレーザープリントヘッドを組み合わせ、領域間に隙間がないようにしました。とはいえ、同社によれば、この方法は拡張可能であり、より多くのビームを導入することで 3D プリントの速度が向上する可能性があるという。サードパーティのテストでは、この技術により、他の主要な SLS プリンターよりも優れた機械的特性を持つ部品が生成されました。

さらに、3DM のテクノロジーにより、レーザー相互作用を確保するための付加製造を必要とせずに、より安価なファイバーレーザーに比べてより長い波長が可能になります。同社のレーザーは中赤外線スペクトルのあらゆる波長で放射できるため、あらゆる熱可塑性プラスチックの吸収特性に適合し、採用者は特定の使用例に対して最も経済的な原材料を選択できるようになります。

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