紫外線レーザ造形による金属ならびにセラミックスのアディティブ·マニュファクチャリング

摘要

三次元（3D：Three Dimensions）構造に数値演算を施して二次元（2D：Two Dimensions）断面の集合データとし、薄い断面を加工して成型しながら積層しつつ接合することで、複雑な構造体へとリバースする発想はラビッド·プロトタイピング（RP：Rapid Prototyping）と呼ばれ、電気製品の試作や流体模型の作製に用いられた。その草分け的な手法セある光造形法は日本人研究者により考案され、その後ソフトウェアやハードウェアの開発とともに世界へ広まった経緯がある。現在の3Dプリンタ技術へとつながり、材料を順に付加し積層する工程から、アディティブ·マニュファクチャリング（AM：Additive Manufacturing）と総称されるに至った。我々の研究グループでは、光硬化性の液体樹脂に微粒子を分散させて高粘度のペースト素材を調合し、金属やセラミックス製の複雑構造を自在に造形する独自のプロセス技術として確立した。また、焦点径が可変できる。特殊なレーザシステムを採用することで、寸法精度と描画速度の両立を実現する新しい光造形プロセスを開発した。さらに、高強度の紫外線レーザをペースト素材へ照射することで、樹脂成分の除去と微粒子のマイクロ接合を同時に実施し、微細で複雑な構造を有する金属やセラミック部材の直接造形も進めている。光造形法の原理や開発過程につ、いて説明するとともに、電磁波デバイスや生体用インプラントを作製した研究事例について詳細を述べる。