2023 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of 3D stereolithography technology by non-contact magnetic support operation
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21H01308
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
大路 貴久 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (30334709)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁気浮上 / 光造形 / 磁性光硬化樹脂液 / AM技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現有の磁気支持型光造形装置を用いて，「磁性光硬化樹脂液（mPCR液）の磁気支持による一次元・二次元操作造形試験」を行った。三次元光造形のためには，垂直造形（磁気支持方向）および水平造形が不可欠である。
現有装置は，レーザー光源，スルーホール付電磁石，頂点位置制御用レーザー変位センサからなる固定側と，mPCR液用リザーバ（シャーレ），XYZステージからなる可動側で構成される。さらに，シャーレ内にはサポート治具（先端での固着用）が具備される。磁気支持された液錐頂点の光硬化は前年度確認済みであったが，難所であった治具先端への固着後のmPCR液の引き上げ，連続供給が可能となった。そこで，垂直造形，水平造形を試みた。
垂直造形では，UVレーザー（出力75mW）を照射時間0.5秒で間欠的に連続位置決めされたmPCR液錐頂点に照射・硬化させた。ステージ垂直移動分解能Δz= 0.1 mm，30回の繰り返し動作により，硬化物1層あたり平均0.101 mmの精度で3.0 mmの垂直造形物の作製に成功した。同様に水平方向に対しても，ステージ水平移動分解能Δx= 0.2 mm（実際はシャーレ内で水平大変位させたのちΔx= 0.2 mmの位置に戻す），15回の繰り返し動作により3.25 mmの水平造形物の作製に成功した。0.25 mmの差異はレーザー光径（φ1.0 mm），光出力，および照射時間に起因するものと考えられる。なお，光照射タイミング，ステージ移動指令は半自動（matlab/simulinkプログラム，キーボード入力）である。垂直方向・水平方向ともに，条件通りの精度が得られることから更なる高精度化が期待できる知見が得られた。完全自動化（CAD連携を含む）や高速・高精度造形等の課題があるが，磁気支持光造形の基礎的技法が確立されたことで，システム化への見通しを得ることができた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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