アムステルダム大学はatum3Dと協力し、大規模なハイブリッドステレオリソグラフィー3Dプリント技術を研究しています。

この投稿は Bingdunxiong によって 2022-10-10 15:01 に最後に編集されました

2022年10月10日、アンタークティックベアは、アムステルダム大学（UVA）が、同大学が開発したSLAハイブリッドステレオリソグラフィー技術を商業化する計画で、オランダを拠点とする産業用3Dプリントソリューションサービスプロバイダーであるatum3Dとライセンス契約を締結したことを知りました。

△アムステルダム大学の一角。両者はサブミクロンの解像度で高速かつ大規模な3Dプリントを実現する手法の開発に取り組んでいる。同大学のヴァントホフ分子科学研究所で開発されたこの手法は、フォトリソグラフィーとステレオリソグラフィーを組み合わせて、広い範囲にわたって高解像度の特徴を作り出す。潜在的な用途としては、再生医療用の組織足場、マイクロ流体工学、光学部品などが挙げられます。

△ 高解像度印刷と高速印刷を組み合わせたハイブリッド光造形技術
実験技術の商業化<br /> ハイブリッドステレオリソグラフィーでは、DLP (デジタル光処理) プロジェクターを使用して大規模な低解像度のパターンを実現する複合イメージングを利用します。これらのレイヤーでは、事前に定義されたフォトマスクによりマイクロフィーチャの実現が可能になります。さらに、フォトマスクのパターンをレイヤー間で切り替えることで、3 次元の繰り返し微細構造を作成できます。

この方法は、わずかな変更を加えるだけで従来の DLP 3D プリンターに実装できます。材料には、現在ステレオリソグラフィーで使用されているフォトポリマーが含まれますが、セラミックや金属を充填したフォトポリマーなどの複合材料も含まれる可能性があります。この方法は原理実証セットアップを使用して実証されており、特徴サイズが 10 μm 未満の印刷部品を生産します。ただし、理論上の解像度の限界ははるかに低くなります。

ステレオリソグラフィー (SLA) テクノロジーは、レーザーを使用して、3D プリント作業タンク内で樹脂を層ごとに固めます。 1 つの層が完了すると、印刷版は再び下降して次の層の材料を配置し、印刷します。このサイクルが繰り返されます。現在 atum3D に商用利用のライセンスが供与されているこの方法は、高解像度印刷と高速印刷を組み合わせたものです。

△atum 3Dが開発した3Dプリント装置
DLP と SLA を組み合わせたハイブリッドステレオリソグラフィー技術<br /> これを発明したのは、発明当時、ファントホフ分子科学研究所の博士研究員であったスハス・ナワダ博士です。この特許は、アムステルダム市の技術移転オフィスであるイノベーション・エクスチェンジ・アムステルダム（IXA）と共同で申請された。

「ハイブリッドステレオリソグラフィー」と呼ばれるこの方法により、幅広いサンプルサイズで高解像度の 3D プリントを短時間で実現できます。これにより、再生医療などの高価値アプリケーションで機能部品を生産することが可能になり、外科手術に関連する時間スケールで臓器規模のコンポーネントを細胞レベル以下の解像度で印刷できるようになります。

たとえば、内皮細胞の成長に適した長さスケールである 50 μm の孔を持つ数センチメートルの血管コネクタ用の細胞スキャフォールドが印刷されました。同大学によれば、atum3Dの最高技術責任者兼創設者であるトリストラム・ブデル氏は、すでにこの技術の商業化の市場展望を見据えているという。報道によれば、彼のビジョンにより、この技術は制御された多孔質構造を持つ実物大の心臓ステントを1日もかからずに印刷できるという。同時に、腎臓を 3D プリントするのにかかる時間は、当初の 4 分の 1 しかかかりません。

トリストラム・ブデル氏は次のように語った。「この技術の拡張性のおかげで、臓器の足場を確実かつ制御された方法で製造できる製造施設が実現しました。印刷された臓器の足場はまだ生きた臓器ではありません。実際の移植可能な臓器を製造するには、さらなる作業と研究が必要です。しかし、これは間違いなく、この 3D 印刷技術を正しい視点で捉えた素晴らしい例だと思います。」

新技術のもう一つのパイロット例としては、200 μm のチャネルと 20 μm の閉じ込めを備えたマイクロ流体デバイスの製造があります。これらにはクロマトグラフィー固定相を配置するために使用される粒子が含まれており、3D プリント分析デバイスの分野で新たな可能性を切り開きます。その他の最終用途分野には、機械メタマテリアル、半導体、反応および分離用の多孔質カラムなどがあります。

「当社の現在の DLP 技術とこの新しい技術を組み合わせることで、画期的な 3D 印刷システムが実現すると考えています」と Tristram Budel 氏は言います。「これにより、わずか数時間で 10 センチメートル規模の大きな印刷物とマイクロメートル規模の特徴を組み合わせるという、これまで市場になかった可能性が開かれます。atum3D はすでに最初の顧客とこの技術を商業的にテストしています。実際、UvA の研究者と共同でこの技術を開発している間、関連する一連の実験をすでに完了しています。」

△AVATARのネイティブ4K UVプロジェクター
その他の混合光テクニック<br /> ハイブリッド DLP-SLA 3D プリンターは業界標準からは程遠いものですが、2 つのテクノロジーを組み合わせた前例はあります。 AXTRA3D は昨年末、SLA、DLP、LCD の長所を同じマシンで活用し、完全に等方性のコンポーネントの製造を可能にすることを目的としたハイブリッド光合成 3D 印刷技術を発表しました。

一方、In-Vision などの企業は、従来よりも高い解像度を提供する高速 DLP テクノロジの開発を続けています。同社は今年初め、ネイティブ 4K 機能を備え、ユーザーがさらに広い領域の材料を硬化させ、高い光学性能で移動露光を実行できるようにする Avatar Light Engine を発表しました。

アムステルダム大学はatum3Dと協力し、大規模なハイブリッドステレオリソグラフィー3Dプリント技術を研究しています。

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