| 研究課題/領域番号 |
19H02039
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 横浜国立大学 |
|---|
研究代表者 |
丸尾 昭二 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (00314047)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
|
|---|
| キーワード | アディティブ・マニュファクチャリング / ３Dプリンティング / 光硬化性樹脂 / マイクロ光学素子 / ナノ・マイクロ加工 / アディティブマニュファクチャリング / ナノマイクロ加工 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
2光子マイクロ光造形法は、最も高精細かつ微細な3Dプリンティングである。従来は、単一の光硬化性樹脂で3D微小構造体が作製されてきたが、多様な機能デバイスを作製するには、複数種の材料を組み合わせたマルチマテリアル造形が不可欠となっている。本研究では、我々が考案した「局所加熱による温度勾配によって、微小な樹脂液滴を遠隔操作する方法」を用いて、複数種の材料を入れ換えながら3D構造体を一体作製できるマルチマテリアル3D造形法を開発する。まず、温度勾配による樹脂液滴駆動の基本原理を解明し、さまざま光硬化性樹脂の駆動特性を明らかにする。そして、本手法をフォトニクス、MEMS、医療など幅広い分野へ応用する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、材料浪費とコンタミネーションの無いマルチマテリアル2光子造形法を開発した。本手法では、基板上に配置した複数の液滴材料を遠隔操作しながら、3Ｄ造形物を一体作製する。実験では、液滴を駆動する条件を最適化した。さらに、液滴の入れ替え時に造形基板の位置決めを高精度に行うために、フェムト秒レーザーによって硬化するボクセルを検出するオートフォーカス法を考案し、高精度な位置決めを実現した。そして、実際に複数種類の樹脂材料を用いてマイクロレンズやメタマテリアルを試作した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、次世代のものづくりのキーテクノロジーの1つである超高精細3Ｄプリンティング技術において、複数種類の材料を用いて、複雑な3Ｄ微小構造体を一体造形するマルチマテリアル3Ｄ造形法を実現している。マルチマテリアル3Ｄ造形法を用いることで、樹脂のみならず樹脂と金属の複合体も形成できることから、高性能マイクロレンズ、マイクロマシン、メタマテリアル、医療用足場など多様な応用デバイスを創製できるため、高付加価値製品の創出に大きく貢献することが期待できる。また、本手法で考案した液滴材料の遠隔駆動技術は、3Ｄ造形のみならず、化学合成・分析や表面修飾など幅広い分野への応用展開も期待できる。
|
