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ステレオリソグラフィーの過去、現在、未来について知っておくべきことすべて

光重合槽、特にレーザーステレオリソグラフィー(SL/SLA)は、市場に登場した最初の3Dプリンティング技術です。チャック・ハルが1984年に発明し、1986年に特許を取得、3D Systemsを設立しました。このプロセスでは、レーザービームを使用して、槽内の光活性モノマー材料を重合させます。光重合(硬化)した層は、ハードウェアに応じて上下に移動するビルドプレートに付着し、連続する層が形成されます。SLAシステムは、マイクロSLA(µSLA)と呼ばれるプロセスで、レーザービーム径を小さくして非常に小さく精密な部品を製造することもできます。また、ビーム径を大きくして製造時間を長くすることで、2立方メートルを超える造形体積を持つ非常に大きな部品を製造することもできます。

初の商用3DプリンターであるSLA-1ステレオリソグラフィー(SLA)プリンターは、1987年に3Dシステムズ社によって発表された。

現在、光重合技術にはいくつかのバリエーションが存在する。SLAに続いて最初に登場したのは、テキサス・インスツルメンツが開発し、1987年に市場に投入されたDLP(デジタルライトプロセッシング)である。DLP技術は、光重合にレーザー光を用いる代わりに、デジタルライトプロジェクター(標準的なテレビプロジェクターに類似)を使用する。これにより、対象物の層全体を一度に光重合できるため(「平面」プロセスと呼ばれる)、SLAよりも高速となる。ただし、部品の品質はプロジェクターの解像度に依存し、サイズが大きくなるにつれて低下する。

材料押出成形と同様に、ステレオリソグラフィーも低コストシステムの登場により普及が進みました。最初の低コストシステムは、オリジナルのSLAおよびDLPプロセスに基づいていました。しかし近年、LED/LCD光源に基づく超低コストでコンパクトな新世代システムが登場しました。バット光重合の次の進化形は、「連続」または「層なし」光重合として知られており、通常はDLPアーキテクチャに基づいています。これらのプロセスでは、通常は酸素の膜を使用して、より高速で連続的な生産速度を実現します。このタイプのステレオリソグラフィーの特許は、2006年にEnvisionTECによって初めて登録されました。EnvisionTECはDLP企業であり、その後Desktop Metalに買収され、ETECにブランド名を変更しました。しかし、シリコンバレーに拠点を置くCarbon社が2016年にこの技術を最初に市場に投入し、以来、市場のリーダーとしての地位を確立しました。 Carbon社のDLS(デジタル光合成)と呼ばれる技術は、生産性を大幅に向上させ、熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂を組み合わせた耐久性のあるハイブリッド材料を用いた部品の製造を可能にします。3D Systems(図4)、Origin(現在はStratasysの一部)、LuxCreo、Carimaなどの企業も、同様の技術を市場に投入しています。

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投稿日時:2025年3月29日