超微細・超精密3Dプリンティング技術の開発と応用複雑かつ高精細な3D微小構造体の転写・複製技術

2022.08.30 By 横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門工学部 生産工学科 丸尾 昭二

機械工学

研究概要

超高精細な3Dプリンタであるマイクロ・ナノ光造形技術を開発しています。この技術は、レーザー光によって光硬化性樹脂を硬化させて、任意の3D微小構造体を形成できます。さらに、マイクロ光造形法を用いた3D鋳型技術を開発し、多彩なセラミックスやコンポジット材料からなる3次元マイクロ構造体を複製・量産する技術も開発しています。たとえば、バイオセラミックスを用いた再生医療用足場や微小ネジなどを作製しています。

アドバンテージ

3次元マイクロ・ナノ構造体を自在形成できる光造形技術

3D鋳型樹脂型による3次元微細構造体の転写・複製

・多彩なセラミックス微粒子を用いて振動発電素子、バイオセラミックス足場などを作製

・マルチマテリアル・マルチスケール造形による機能デバイスの創製

事例紹介

サブミクロン加工線幅で複雑な3D微小構造体を作製。毛髪の上にウサギモデルを作製したり、光ファイバ先端にタービンを造形することも可能。ミリスケールの3Dモデルも高精細に造形可能。セラミックス鋳型を用いて微小な3D構造体を作製することも可能。

相談に応じられるテーマ

超微細・超精密3Dプリンティング技術の開発と応用複雑かつ高精細な3D微小構造体の転写・複製技術

3D微小構造体の立体形状計測技術

光ピンセットによるマイクロ部品の操作技術

主な所属学会

日本機械学会

応用物理学会

電気学会

化学とマイクロ・ナノシステム学会

米国電気電子学会(IEEE)

OPTICA(OSA)

主な論文

『マイクロ光造形による3次元セラミックス構造の作製と応用』「セラミックス, 56, 11, 714-717 2021

2光子造形による3次元ナノ加工の進展』「レーザー研究, 43巻,第11号,735-739 2015

主な特許

特許第6886182号「光造形装置」

特許第6890822号「セラミックス成形体の製造方法」

特許第6941350号「三次元形状推定システム、三次元形状推定装置、三次元形状推定方法及びプログラム」

特許第5078140号「微細構造造形方法」

特許第4806777号「流体制御デバイス」

特許第4500962号「微小構造体の製造方法」

主な著書

『マイクロ・ナノ光造形法による次世代造形技術』「産業用 3Dプリンターの最新技術・材料・応用事例,pp.262-277」シーエムシー出版 2015(分担執筆)

『Stereo lithography and Two-Photon Polymerization』「 Handbook of Laser Micro- and Nano-Engineering

(Springer, Cham) 」2021(分担執筆

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特許情報

特許第6886182号「光造形装置」

JPB 006886182-000000

特許第6890822号「セラミックス成形体の製造方法」

JPB 006890822-000000

特許第6941350号「三次元形状推定システム、三次元形状推定装置、三次元形状推定方法及びプログラム」

JPB 006941350-000000

特許第5078140号「微細構造造形方法」

JPB 005078140-000000

特許第4806777号「流体制御デバイス」

JPB 004806777-000000

特許第4500962号「微小構造体の製造方法」

JPB 004500962-000000