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マイクロ•ナノ光造形

机译：微米•纳米立体光刻

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摘要

現在，三次元CAD (Computer-aided Design)モデルから，立体モデルを自在に造形できる3Dプリンティングが注目を集めている.3Dプリンタの方式には，熱溶融樹脂を押し出して積層するFDM (Fused Deposition Modeling)法や，光硬化性樹脂をレーザ光で固める光造形法(Stereolithography：SLA)，粉体を積層させながらレーザ光で固める方法(Selective Laser Sintering：SLS)などさまざまな方法がある.なかでも，光造形法は，1981年に小玉秀男氏(当時，名古屋市工業研究所に所属)によって発明された日本発の技術であり，3Dプリンタの原点とも言える技術である.光造形法の特長の一つは，光硬化性樹脂を材料に用いるため透明な3Dモデルを作製できることである.このため，エンジンプロックや配管の流体可視化用モデルなど工業製品の試作に幅広く活用されてきた.また，光造形法は，3Dプリンタの中でも最も加工分解能が高く，高精細なモデルを作製できるという特長もある.とくに，従来の紫外線レーザを用いた光造形法とは異なり，フェムト秒パルスレーザを用いた「2光子マイクロ光造形法」を用いれば，100nm以下の加工線幅で微小立体構造を作製できる.われわれは，1997年にこの技術を実証して以来，2光子マイクロ光造形法の開発と応用研究を行ってきた.最近では，造形した3Dマイクロ構造体に無電解めっきを施して，金属構造体を作製したり，光硬化性樹脂材料を改良して機能デバイスを創製する研究に取り組んでいる.また，光造形を用いて作製した3D樹脂構造を鋳型に用いて，3D構造をセラミックス材料に置換し，さまざまなセラミックス機能デバイスを作製する研究も行っている.
机译：当前，可以从3D CAD（计算机辅助设计）模型中自由地形成3D模型的3D打印受到关注，3D打印机方法是将热熔树脂挤出并层压的FDM（熔融沉积建模）。 ）方法，利用激光使光固化树脂硬化的立体光刻（SLA），以及在堆积粉末的同时利用激光固化的方法（选择性激光烧结：SLS）。立体光刻技术是日本的一种技术，该技术是由Hideo Kodama（当时属于名古屋市工业研究所）于1981年发明的，可以说是3D打印机的起源。一个是，由于使用光固化树脂作为材料，因此可以生成透明的3D模型，因此，它已广泛用于工业产品的原型制作，例如用于发动机缸体和管道流体可视化的模型。该方法在3D打印机中具有最高的处理分辨率，并且能够生成高清模型。特别是，与使用紫外线激光器的传统立体光刻方法不同，使用了飞秒脉冲激光器。使用“光子微立体光刻法”，可以制造加工线宽为100nm以下的微小的三维结构，自1997年进行了该技术的研究以来，一直在开发和应用二光子微立体光刻法。最近，我们一直在从事通过化学建模3D微观结构的化学镀来创建金属结构或改善可光固化树脂材料的功能设备的研究。我们还通过使用通过立体光刻法生产的3D树脂结构作为模板，并用陶瓷材料替代3D结构，来进行各种陶瓷功能器件的生产研究。

著录项

  • 来源
    《日本機械学会誌》 |2015年第1154期|26-29|共4页
  • 作者

    丸尾　昭二;

  • 作者单位

    橫浜国立大学　大学院工学研究院(〒240-8501　橫浜市保土ヶ谷区常盤台79-5);

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