オレゴン大学は、溶融電着技術の開発を促進するためにオープンソースのMEW 3Dプリンターを開発しました。

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-2-18 21:40 に最後に編集されました

2023年2月18日、アンタークティックベアは、オレゴン大学のポール・ダルトン准教授と彼のダルトン実験チームがオープンソースのMEW（溶融電着法）3Dプリンターを開発したことを知りました。この技術はこれまであまり注目されていませんでしたが、この 3D プリンターの発売により、この分野に大きな変化がもたらされるでしょう。

△この動画では、3Dプリントの溶融電着技術をスローモーションで紹介しています。現在利用可能な多くの直接書き込み技術の中で、溶融電着技術は、設備不足とコストの問題により、常に比較的弱い立場にありました。しかし、このオープンソース 3D プリンターの登場により、この技術はさらに普及し、産業界への応用の可能性が広がることが期待されます。 ”

△ 3Dプリント溶融電着技術プロセスの概略図
溶融電気リソグラフィー 3D プリンティングとは何ですか?
現在はあまり知られていない技術ですが、溶融エレクトロライティングは、シリンジまたはスクリュー押し出しと電気静電繊維吸引の組み合わせを使用して繊維と押し出し材料を正確に堆積させる高解像度技術です。言い換えれば、電界が堆積ヘッドから材料を引き出します。新しい技術なので、広範囲にわたる影響を及ぼす可能性があります。

「生産できるかもしれない」というのは、このタイプの 3D 印刷機器が不足しており、高価すぎるためです。世界中に溶融エレクトロライティングに取り組んでいる研究者のグループがありますが、研究コミュニティは現在、マスクステレオリソグラフィー (mSLA) やその他の直接書き込み技術に重点を置いているようです。電界紡糸は人気が高まっている技術であり、溶融電界紡糸も同様に人気が高まっています。しかし、溶融型電子書き込み技術は選択肢の 1 つとして考えられています。この技術は他の印刷プロセスに比べて美観が劣る可能性があり、それが開発を妨げる要因の 1 つとなっている可能性があります。

それでも、溶融エレクトロライティングは、組織工学、足場、ナノファイバー、軟骨、衣類などにとって画期的な技術となる可能性を秘めています。ポリマーと方向性繊維の配列および配置を組み合わせることで、このプロセスでは他の技術では実現できないタスクを達成できます。たとえば、軟骨を見てみると、それは複合材料の極めて複雑な配置です。他の技術でこの材料の 3D プリントを実現する方法がわかりません。

△新しいオープンソースMEW 3DプリンターはMEWronと呼ばれます
低コストの溶融型電子書き込み技術の進歩
ダルトン氏は、スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）の研究者、サイモン・ルポシャインスキー氏、パウラ・G氏、アンダー・ライザバル氏、ゾンケ・メンケ氏、ターベット・カンガー氏と共同で、1,000ドル（約6万8,000元）未満のオープンソースの融合型電気書き込み技術3Dプリンターを開発した。設計にはこの技術に必要な高電圧電源は含まれていませんが、他のほとんどの側面は含まれています。この試作品は玩具ではなく、溶融電着技術の研究を促進するであろう、完全に成熟した研究装置であることが分かっています。

ポール・ダルトン氏は次のように語っています。「これは最も高価な商用システムよりも実用的で、コストはそれらの 50 分の 1 にすぎません。何よりも素晴らしいのは、完全にオープンで文書化され、変更可能な Voron プラットフォームでありながら、ニーズに合わせて構築できるオープンシステムであることです。」

Voron は、CoreXY、Klipper ファームウェア、押し出しプロファイルに基づく、生産グレードの融合型エレクトロライティングシステムに取り組んでいるオープンソースコミュニティです。
このコミュニティは、自己複製マシンの作成や RepRap のような 3D プリンターのアクセシビリティの向上に重点を置くのではなく、ユーザーがより洗練された効率的なシステムを利用できるようにすることを目指しています。これは、従来のコンベアベルトベースの Marlin テクノロジースタックと競合する新しいテクノロジーです。

Voron 1.0 3D プリンターをベースにした新しいオープンソース MEW 3D プリンターは、MEWron と呼ばれます。これは、注射器またはフィラメント押し出し機を使用して実行でき、セラミックヒーターブロック、高電圧ワイヤ、および通電プリントヘッドを備えています。これにより、25 x 25 x 40mm のビルドボリューム内で、帯電ビルドプレート上に 0.9μm という細い繊維を生産できるようになります。

△これらの研究者は、新しい溶融電着技術が印刷における精密制御の問題を解決できることを発見した。
ダルトン氏は、建設プロセスを詳細に説明し、「知的自由がイノベーションを推進し、オープンソースのハードウェアがコストを削減し、アクセシビリティを向上させる」という原則を実証する論文が間もなく発表される予定だと述べた。同氏はさらに次のように付け加えた。「このフィラメントは、新素材の溶融電着の可能性を広げ、50～55μLのホットゾーンを備えているため、標準的なシリンジに比べて熱劣化の影響が軽減されます。」

Voron コミュニティは、現在は廃業している MZBot という会社の所有者である RCF によって 2015 年に設立されました。ソーシャルニュースサイト Reddit によって活性化された Voron コミュニティは、より一般的な Prusa プリンターコミュニティと比較すると発展が遅れています。しかし、このシステムの機能は最近さらに重要になってきています。

この 3D プリンターがどのような影響を与えるかはまだわかりません。これは、溶融電筆方式 3D 印刷技術にとって画期的な出来事となるでしょうか?たとえそうでなかったとしても、これはオープンソースツールのサポートにより 3D 印刷業界が進歩し続ける方法の 1 つになる可能性があります。

オレゴン大学は、溶融電着技術の開発を促進するためにオープンソースのMEW 3Dプリンターを開発しました。

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