BMF Precision: マイクロステレオリソグラフィー (PµSL) の解像度は 2 ミクロンです。

はじめに: 積層造形は、従来の技術では製造が高価であったり困難であったりする小型部品や形状の複雑な部品の製造によく使用されます。 Boston Micro Fabrication (BMF) は、2016 年の創業以来、小型で高精度な部品という別の市場ニーズにも取り組んできました。それで、BMFの技術と設備はどの程度発展したのでしょうか?利点は何ですか?

ボストンマイクロファブリケーション(BMF)——ボストンマイクロファブリケーションテクノロジー株式会社<br /> BMF Precision Tech Inc. は 2016 年に設立され、高精度 3D プリントの分野に注力しています。高精度 3D プリント技術と精密加工ソリューションの世界的なプロバイダーです。 Mofang Precision は、高い成形効率、低い加工コストなど、優れた利点を持つ投影マイクロステレオリソグラフィー (PμSL: Projection Micro Stereolithography) 技術を採用しています。現在、BMF Precisionは中国重慶に本社を置き、中国深圳、米国ボストン、英国ロンドン、ドイツフランクフルト、日本東京に支社を構え、世界33カ国に1,400社以上の協力顧客を有しています。

また、2022 年には、カリフォルニア州サンディエゴに新しい R&D センターである BMF サンディエゴ研究所 (SDRI) がオープンします。この研究所は、BMF のマイクロ 3D 製造プラットフォームによって独自に実現される最終製品のアイデアの開発と育成に専念します。新しいセンターは、深セン、重慶、東京、ボストンにある BMF の他のエンジニアリングチームおよび研究センターと連携して、研究およびエンジニアリング作業を実施します。

2018 年後半に最初のシステムが納入されて以来、BMF のマイクロ 3D 製造システムは 300 台以上が世界中の顧客に採用されています。これらのシステムは、プロトタイピング、開発、研究、生産認定に使用されます。このプラットフォームを最も多く採用している業界分野には、エレクトロニクス、光学/フォトニクス、医療機器、マイクロ流体工学、ライフサイエンスなどがあります。 BMF インスティテュートの設立は、同社が歯科、生物医学、生命科学業界向けの製品化アプリケーションの新分野に進出することを意味します。

投影型マイクロステレオリソグラフィー（PµSL）技術に基づく<br /> 積層造形市場の高付加価値の需要が市場の既存の技術では十分に満たされなかったため、BMF は投影型マイクロ立体造形 (PµSL) プラットフォームを立ち上げました。これらの部品は通常センチメートル単位であり、許容誤差の要件は通常数十ミクロンの範囲です。すでに数十社の産業顧客がこれらのシステムを使用してテストと開発を行っており、最終用途のコンポーネントを生産する可能性を実証しています。 BMF は、プラットフォームを改善し、生産要件が満たされるようにすることで、これらの顧客のニーズを満たすために引き続き努力していきます。

PμSL 3D 印刷技術の成形プロセスでは、まずモデリングソフトウェアを使用して 3 次元構造モデルを構築します。次に、スライスソフトウェアを使用して 3 次元モデルを一定の層厚でスライスし、特定のパターンを持つ一連の 2 次元画像を取得します。次に、PμSL 3D 印刷システムを使用して、スライスされたパターンの各層に全面投影露光を実行します。前の手順を繰り返し、層ごとに積み重ねて、最終的に目的の 3 次元構造を形成します。

PμSL テクノロジーは全面露光を採用しており、露光パターンは DMD によって制御されます。したがって、一般的に、PμSL 3D 印刷システムの最大成形フォーマットは、光学解像度と DMD ピクセル数に依存します。DMD イメージングチップのサイズは固定されており、投影レンズを通じて固定された投影フォーマットのみを実現できます。最大成形フォーマットはシステムの光学解像度と矛盾する関係にあり、つまり、システムの光学解像度が増加すると、それに応じて最大成形フォーマットが減少します。スティッチング技術はこの矛盾をうまく解決し、高解像度、大判、クロススケールの印刷を可能にします。

△PμSL技術と他の3Dプリント技術の比較

Boston Micro Fabrication は、投影マイクロステレオリソグラフィー (PµSL) テクノロジーに基づく高度な付加製造ソリューションの世界的リーダーです。世界中の多くの大手企業が PµSL テクノロジーを使用して、超高解像度 (2µm ～ 50µm) と印刷許容範囲 (+/- 10µm ～ +/- 25µm) で微細構造を 3D プリントしています。マイクロ精密 3D プリントは、幅広い業界に適した優れた製造プロセスです。BMF は部品に極めて高い設計自由度を与え、自由な形状、超高解像度、精度、複雑さ、再現性を実現し、そのサイズと許容範囲はマイクロ射出成形部品に匹敵します。本日、Antarctic Bear は Boston Micro Fabrication の 2μm シリーズプリンターに焦点を当てます。BMF は、ユーザーがニーズに応じて選択できるように、10μm および 25μm プリンターも開発しました。

2μmシリーズプリンターには以下の利点があります。
●カスタマイズ可能な高解像度光学系とモーションプラットフォーム（解像度2μmまで）
● 高解像度と大面積を同時に実現する段階的な反復プロセス ● 高精度 3D プリントオブジェクト用の制御可能な加工技術 ● リアルタイム画像モニタリング、オートフォーカス、露出補正 ● microArch グラフィカルインターフェイスシステムと顧客パラメータ設定を備えたオペレーティングソフトウェア

このプリンターには、microArch® S130 と microArch® S230 の 2 つのモデルがあります。 2 つの主な違いは印刷サイズで、S230 は 50 x 50 x 50 mm であるのに対し、S130 は 50 x 50 x 10 mm です。 microArch® S230 は、感光性樹脂に加えて、セラミック部品も印刷できます。要約すると、microArch 3D 印刷システムは、工業用プロトタイプや少量生産向けの超高解像度、大面積印刷が可能です。

アプリケーションシナリオ

●医療分野: 3D プリントは、医療界が患者を治療する方法を完全に変えました。ステントから人工器官、手術計画まで、3D プリントが活用されています。生体適合性材料を追加すれば、可能性は無限に広がります。 2µm の解像度を実現できる microArch シリーズの 3D プリンターは、医療用 3D 印刷アプリケーション向けの使い捨て医療部品を印刷するのに最適なツールです。

●エレクトロニクス:エレクトロニクス業界は、多数の新しい 3D プリントアプリケーションの恩恵を受けています。消費者や企業がデバイスの小型化を図りながらパフォーマンスの向上を目指す中、電気部品やコネクタの革新は常に進化しています。従来の製造技術はもはや生産に適さない場合もありますが、マイクロ 3D プリントは、これらの複雑で小さなデザインを製造する新しい方法を提供します。

●マイクロ流体工学:さまざまな業界で、生産および開発アプリケーションにマイクロ流体技術を導入し始めています。医療および製薬研究分野では、ラボオンチップなどのツールやその他のデバイスを通じて人体を模倣する方法を模索し続けています。これらの製品のマイクロ 3D プリントにより、より精密で複雑なシステムを作成できるだけでなく、現在達成できないコストと速度で作成できる新しい可能性が開かれます。

●マイクロメカニカルデバイス：バルブ、ポンプ、センサー、スピーカー、マイクなど、小型で高精度な部品を使用して機能と性能を拡張する製品は、マイクロ 3D プリントを使用して製造できます。現在、これらの部品の成形や機械加工は難しく、コストもかかります。 microArch シリーズは、これまで現在の積層造形プラットフォームでは実現できなかった、新たな範囲の機能と幾何学的自由度を実現します。

●教育・研究:イノベーションの世界は拡大し続けていますが、その部分は小さくなっています。マイクロ AM プラットフォームを使用することで、学術界は製品設計、創薬、マイクロ濾過、MEMS 研究の限界を押し広げ、研究の幅と深さを広げることができます。

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