熱硬化性構造用のレーザー駆動 3D プリント

アモイ大学（XMU）の研究チームは、熱硬化性材料の3Dプリンティングにおける大きな進歩、フレキシブルエレクトロニクス、ソフトロボティクス、生物医学用足場などの製造を再構築する可能性のある飛躍を明らかにした。「自立型熱硬化性デバイスのレーザー支援直接三次元印刷」というタイトルの論文に記載されている新しく開発された方法は、その場でのレーザー誘起固化と直接インク書き込みを統合します。

これにより、支持材なしで複雑な自立型熱硬化性構造を作成することが可能になり、多くの場合支持してから除去する必要がある既存の方法に比べて大幅な改善となります。印刷中、しっかりと集束されたレーザーが強力な光熱効果によってポリマー ジェットを急速に硬化させ、0.25 秒以内に架橋を引き起こします。このプロセスでは、50 マイクロメートルもの微細な構造分解能が達成され、特に材料特性のリアルタイム調整が可能になります。機械的弾性率は最大 10 倍、電気的特性は最大 20 倍変更できます。

この速度、精度、調整可能性の組み合わせは、硬化効率の低さ、材料の適合性の制限、性能調整の制限、支持構造への依存といった問題を抱えていることが多い従来の直接描画 3D プリンティング アプローチ (熱、音響、または UV 支援) からの大きな脱却を示しています。

影響は広範囲に及びます。研究者らは、この「高速で安定したプログラム可能な製造戦略」により、フレキシブルエレクトロニクス、マイクロ流体システム、ソフトロボティクス、臓器オンチッププラットフォーム、生物医学用足場などが複雑な場所に適した、複雑で多機能な熱硬化性デバイスの開発を加速できる可能性があると述べている。3Dアーキテクチャと特注の材料特性が必要とされる。実際、XMU のイノベーションは、熱硬化性樹脂ベースのデバイスの積層造形における重要な障壁を下げる可能性があります。サポート材料の必要性を排除し、構造的および機能的特性のオンザフライ制御を可能にすることにより、新しい方法は、新興技術分野で高度なコンポーネントを製造するための、より効率的で拡張性があり、汎用性の高いルートを提供します。