ラージスケール・３次元ナノ光造形モールディング技術の開発と応用

• 研究課題/領域番号: 23360066
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 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, 工学研究院, 教授 (00314047)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2011年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
• キーワード: マイクロ光造形 / 精密部品加工 / セラミックス / マイクロマシン

研究概要

本研究では、新方式のナノ光造形法の研究と、光造形モールディングによるセラミックス機能デバイスの創製に関する研究を推進しました。ナノ光造形法に関しては、フェムト秒パルスレーザーと紫外レーザーを用いる2種類の手法を開発し、100nm以下の硬化線幅を得る基盤技術を確立しました。また、光造形モールディング技術の開発と応用に関しては、バイオセラミックスや圧電セラミックスを用いて、複雑な3次元形状を有するセラミックス構造体を作製し、医療や環境エネルギーなど幅広い分野へ応用できることを実証しました。今後、ナノ光造形とモールディング技術を組み合せて、高精度な3次元セラミックス機能デバイスを創製する予定です。

研究成果

• [雑誌論文] 超高精細3D プリンティングの開発とマイクロマシン応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 雑誌名: 技術士 巻: No.2 ページ: 20-23
• [雑誌論文] マイクロ・ナノ光造形法の新展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 雑誌名: インターラボ 巻: No.109 ページ: 15-20
• [雑誌論文] 三次元光造形システム =マイクロ光造形法の最近の進展= (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: 第24巻,第12号 ページ: 10-13
• [雑誌論文] マイクロ光造形モールディングによる次世代の多品種少量生産技術への期待 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 雑誌名: 粉体技術 巻: 第5巻,第7号 ページ: 638-645
• [雑誌論文] Three-dimensional ceramic molding based on microstereolithography for the production of piezoelectric energy harvesters (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Monri and S.Maruo
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A 200 ページ: 31-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional ceramic molding based on microstereolithography for the production of piezoelectric energy harvesters (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Monri
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A: Physical 巻: 197
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D molding processes based on two-photon microfabrication (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo
  • 雑誌名: SPIE Newsroom
  • DOI: 10.1117/2.1201211.004378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional metalized movable microstructures by the combination of two-photon microfabrication and electroless plating (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Ikegami, M.P.Stocker, K.Monaco, J.T.Fourkas, S.Maruo
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 巻: 51(印刷中)
  • NAID: 210000140836
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3 次元マイクロ・ナノ光造形法の開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 雑誌名: オプトロニクス 巻: 第30巻,第11号 ページ: 90-94
• [雑誌論文] Three-Dimensional Molding based on Microstereolithography Using Beta-Tricalcium Phosphate Slurry for the Production of Bioceramic Scaffolds (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Torii, M.Inada, and S.Maruo
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50, no.6
  • NAID: 210000070765
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional molding based on microstereolithography using beta-tricalcium phosphate slurry for the production of bioceramic scaffolds (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Torii, M.Inada, S.Maruo
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 巻: 50 号: 6S ページ: 06GL15-06GL15
  • DOI: 10.1143/jjap.50.06gl15
  • NAID: 210000070765
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3次元マイクロ・ナノ光造形法の開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 雑誌名: オプトロニクス 巻: 30 ページ: 90-94
• [学会発表] Three-dimensional ceramic molding process based on microstereolithography for the production of piezoelectric energy harvesters (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo, K.Sugiyama, Y.Daicho
  • 学会等名: Proc. of SPIE 8970
  • 発表場所: (89700H-1-89700H-9)
• [学会発表] Three-dimensional ceramic molding process based on microstereolithography for the production of piezoelectric energy harvesters (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Maruo, K. Sugiyama, Y. Daicho
  • 学会等名: Photonics West, OPTO
  • 発表場所: The Moscone Center, San Francisco, USA
• [学会発表] スパイラル型振動発電素子の特性解析と実証実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山健司,門利謙作, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演
  • 発表場所: (論文集 5PM3-PMN-009)
• [学会発表] Three-dimensional vibration energy harvester using a spiral piezoelectric element (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Sugiyama, K.Monri, and S.Maruo
  • 学会等名: Proc. of International Symposium on Micro-nanomechatronics and Human Science (MHS) 2013
  • 発表場所: (118-123)
• [学会発表] Spiral-shaped piezoelectric energy harvester produced by three-dimensional molding process based on microstereolithograhpy (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo, K.Sugiyama, K.Monri
  • 学会等名: Proc. of the 6th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2013)
  • 発表場所: (162)
• [学会発表] Spiral-shaped piezoelectric energy harvester produced by three-dimensional molding process based on microstereolithograhpy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Maruo, K. Sugiyama, K. Monri
  • 学会等名: The 6th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2013)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
• [学会発表] Three-dimensional vibration energy harvester using a spiral piezoelectric element (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugiyama, K. Monri, and S. Maruo
  • 学会等名: International Symposium on Micro-nanomechatronics and Human Science (MHS) 2013
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Microscale three-dimensional laser printing and molding for MEMS application (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Maruo
  • 学会等名: The third Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP 2013)
  • 発表場所: ETRI, Daejeon, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] 3次元マイクロ光造形・鋳型技術の開発とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 学会等名: オプトメカトロニクス協会フォトンテクノロジー技術部会講演会
  • 発表場所: 機械振興会館別館(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] 3次元マイクロ光造形・鋳型技術の開発とラボオンチップ・バイオ応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 学会等名: 三次元ナノ・マイクロ構造研究集会
  • 発表場所: 大阪大学接合科学研究所(茨木市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] マイクロ光造形法の開発とラボオンチップ・医療応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 学会等名: 平成23年度医療ICTシンポジウム
  • 発表場所: はまぎんホールヴィアマーレ(横浜市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-02
• [学会発表] 2光子マイクロ光造形の開発動向と応用展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 学会等名: 強光場科学研究懇談会
  • 発表場所: カンタムエレクトロニクス株式会社(横浜市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-10
• [学会発表] 光ディアクティベーションを用いたナノ光造形法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大野彰人, John T. Fourkas,丸尾昭二
  • 学会等名: 第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演
  • 発表場所: (論文集 113)
• [学会発表] マイクロ光造形モールディングによるスパイラル発電素子の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門利謙作, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演
  • 発表場所: (論文集 111)
• [学会発表] 圧電セラミックスを用いた光造形モールディングによるマイクロ発電素子の試作と機能実証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門利謙作,丸尾昭二
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: (2012 講演論文集 1A1-T01)
• [学会発表] Single-photon microstereolithography using photo-induced deactivation (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Ono, M.P.Stocker, J.T.Fourkas, and S.Maruo
  • 学会等名: Abstracts of International Union of Materials Research Societies - International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: (B-7-O24-010)
• [学会発表] Development of three-dimensional power generation devices using ceramics molding process based on microstereolithography (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Monri and S.Maruo
  • 学会等名: Abstracts of International Union of Materials Research Societies - International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: (B-7-O24-007)
• [学会発表] Three-dimensional ceramic molding based on microstereolithography for the production of micro power generation devices (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Monri and S.Maruo
  • 学会等名: Book of Abstracts of 9th International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA 2012)
  • 発表場所: (32)
• [学会発表] Three-dimensional molding processes based on one- and two-photon microfabrication (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo
  • 学会等名: International Conference on Frontiers of Manufacturing with Photons, Energetic Particles and Power fields (MP3)
  • 発表場所: Wuhan
  • 招待講演
• [学会発表] Three-dimensional laser microfabrication and its applications to functional microdevices (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo
  • 学会等名: International Symposium on Micro-Nano Systems for the Interaction of Young Researchers
  • 発表場所: Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] Three-dimensional molding processes based on one- and two-photon microfabrication (2012)
  • 著者名/発表者名: Shoji Maruo
  • 学会等名: International Conference on Frontiers of Manufacturing with Photons, Energetic Particles and Power fields (MP3)
  • 発表場所: Wuhan（中国）
  • 招待講演
• [学会発表] Development of three-dimensional power generation devices using ceramics molding process based on microstereolithography (2012)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Monri
  • 学会等名: International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] hree-dimensional ceramic molding based on microstereolithography for the production of micro power generation devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Monri
  • 学会等名: International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA 2012)
  • 発表場所: 弘前
• [学会発表] Single-photon microstereolithography using photo-induced deactivation (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihito Ono
  • 学会等名: International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] マイクロ光造形モールディングによるスパイラル発電素子の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門利謙作
  • 学会等名: 第４回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 小倉
• [学会発表] 光ディアクティベーションを用いたナノ光造形法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大野彰人
  • 学会等名: 第４回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 小倉
• [学会発表] 圧電セラミックスを用いた光造形モールディングによるマイクロ発電素子の試作と機能実証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門利謙作
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: 浜松
• [学会発表] マイクロ・ナノ光造形と3次元鋳型技術の進展 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 学会等名: レーザー加工学会講演会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Metalized movable microstructures produced by the combination of two-photon microfabrication and electroless plating (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ikegami, M.P.Stocker, K.Monaco, J.T.Fourkas, S.Maruo
  • 学会等名: 24^<th> microprocesses and nanotechnology conference (MNC 2011)
  • 発表場所: 京都全日空ホテル(京都市)
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] マイクロ光造形モールディングによる3次元多孔質スキャフォールドの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥居嵩, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 2光子マイクロ光造形を用いた金属化マイクロ可動部品の作製法の提案と実証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池上崇, J.T.Fourkas, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] マイクロ光造形モールディングによるマイクロ発電素子の開発(チタン酸バリウム微粒子を用いたセラミックス構造体の作製と圧電効果の実証) (2011)
  • 著者名/発表者名: 門利謙作, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 2光子マイクロ光造形の新展開～フォトニクス,MEMS,バイオ応用～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二
  • 学会等名: 第337回マンスリーセミナー
  • 発表場所: 光産業技術振興協会(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Near-net-shape fabrication of three-dimensional bioceramic scaffolds using microstereolithography and ceramic slurry (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Torii, M.Inada, S.Maruo
  • 学会等名: 12th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2011)
  • 発表場所: かがわ国際会議場(高松市)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] 光造形マルチモールディングの研究(第4報)バイオセラミックスを用いた3次元スキャフォールドの高精度作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥居嵩, 丸尾昭二
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山市)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] マイクロ光造形モールディングによる3次元多孔質スキャフォールドの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥居嵩, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: (講演論文集 91)
• [学会発表] マイクロ光造形モールディングによるマイクロ発電素子の開発(チタン酸バリウム微粒子を用いたセラミックス構造体の作製と圧電効果の実証) (2011)
  • 著者名/発表者名: 門利謙作, 丸尾昭二
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: (講演論文集 113)
• [学会発表] 光造形マルチモールディングの研究(第4 報)バイオセラミックスを用いた3次元スキャフォールドの高精度作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥居 嵩,丸尾昭二
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会 2011
  • 発表場所: (講演論文集 1A2-H10)
• [学会発表] Near-net-shape fabrication of three-dimensional bioceramic scaffolds using microstereolithography and ceramic slurry (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Torii, M.Inada, and S.Maruo
  • 学会等名: Proc. of 12th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
  • 発表場所: (A#0144)
• [学会発表] Optically-controlled lab-on-a-chips produced by two-photon microfabrication and molding processes (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo
  • 学会等名: International Symposium on Optomechatronic Technologies
  • 発表場所: Hong Kong
  • 招待講演
• [図書] Optically driven microfluidic devices produced by multiphoton microfabrication, Optical Nano and Micro Actuator Technology (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Maruo(分担執筆)(George K. Knopf; Yukitoshi Otani (Eds.))
  • 出版者: CRC Press
• [図書] 二光子励起により作製したマイクロマシン 高効率2光子吸収材料の開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二(分担執筆) (渡辺敏行 監修)
  • 出版者: 株式会社シーエムシー出版
• [図書] 高効率2光子吸収材料の開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸尾昭二(分担執筆)
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: 株式会社シーエムシー出版
• [備考] 丸尾研究室ホームページ
  • URL: http://www.mnt.ynu.ac.jp/mlab/Index.html
• [備考] 横浜国立大学 丸尾研究室
  • URL: http://www.mnt.ynu.ac.jp/