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2021 年度 研究成果報告書

液滴操作によるマルチマテリアル微細3Dプリンティング技術の開発と応用

研究課題

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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
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
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。

自由記述の分野

アディティブ・マニュファクチャリング

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。

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公開日: 2023-01-30   更新日: 2025-01-30  

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