3DM Digital Manufacturing、ユーザーが「特定の波長を狙う」ことができるレーザー技術を発表

3D プリンタおよびレーザー光源の開発会社 3DM Digital Manufacturing は、選択的レーザー焼結 (SLS) 3D プリンティング レーザーを特定の材料や用途に合わせて調整できる新技術を発表しました。

CO2 ビームやファイバー ビームと比較して、3DM のカスタマイズ可能なレーザーは、機械的特性が強化された高解像度の部品を短いリードタイムで生産できると言われています。 研究開発環境でテクノロジーを完全に最適化した同社は現在、独自の機械の発売を通じてそれを市場に投入する準備を進めています。 これらがリリースされれば、カスタマイズが重要となるさまざまな 3D 印刷のユースケースが容易になることが期待されます。

「当社をユニークにしているのは、独自のレーザーを製造していることです」と 3DM Digital 製造の CEO、Ido Eylon 氏は説明します。 「私たちはCO2レーザーやファイバーレーザーなどを使用していません。実際に私たちは独自のレーザーを製造しており、ユーザーがプラスチック素材に最も適合する特定の波長を狙うことができます。それが私たちの技術の中核にある違いです。」

3DM における SLS レーザーの革新

3DM は名目上 2016 年にイスラエルで設立されましたが、そのテクノロジーのルーツは大株主であるダニエル・マジャー博士に遡ります。 ワイツマン科学研究所を卒業した 3DM 創設者は、電気光学部品の研究開発に 30 年を費やし、同時にレーザー開発にも従事し、ほぼ 10 年を 3D プリンティングに費やしてきました。

マジャー氏の研究に基づいて、3DM は現在、既存の印刷技術よりも最大 10 倍の速度でポリマー粉末の溶融を可能にする、すぐに市場に投入できるレーザーを開発しました。 さらに、この技術は熱可塑性プラスチックを現在の主要プリンターよりもはるかに優れた解像度の部品に変換できると言われており、産業用 3D プリンティングの新たな市場を開拓できる可能性があります。

特に 3DM は、2019 年に 5,700 億ドルと評価された世界のポリマー製造市場において、3D プリンティングがさらに大きなシェアを獲得できると考えています。 「不十分な技術革新」により、産業用3Dプリンティングは「この市場のほんの数パーセント」に限定されていたが、同社の技術の低コストと高い拡張性はこれを変える可能性があると同社は述べている。

3DM は当初、Terralab Ventures のインキュベータ会社としてスタートしましたが、Terralab Ventures は現在も株式の約 23% を所有していますが、その後スピンアウトされ、テルアビブ証券取引所に上場されました。 この取引により、同社のIPOは2021年6月までに完了し、純利益は約1,300万ドルとなり、最初の商用製品の発売に向けて資金を投入した。

3DM のテクノロジーはどのように機能しますか?

では、3DM 独自のレーザーは、市販されている他のレーザーと正確にどのように違うのでしょうか? 光源自体は基本的に、米粒よりも小さい一連の小さな量子カスケード レーザー (QCL) によって形成されます。 これらはそれぞれ数ワットのエネルギーを放出し、その波長は特定の材料や部品層の配置方法に合わせてカスタマイズできます。

特定の波長に固定されている従来の CO2 レーザーとは対照的に、3DM の技術により、より効率的な (そして潜在的にははるかに高速な) レーザー吸収が可能になると述べています。 同社はまた、同社のレーザーが非常に高レベルの表面仕上げを備えた部品を生成すること、およびそのレーザーが意図した波長の柔軟性により、どのようにしてより幅広い材料プールと互換性を持たせることができるかを指摘しています。

基本的に、3DM は、冷却機構、ドライバー、レンズで構成されるアセンブリにレーザーを取り付けてレーザー モジュールを形成することで、レーザーを市場性のある製品に変えてきました。 これらのいくつかを組み合わせてビーム ユニットを作成すると、3D プリンティング中に特定の粉末上に最初の多波長スポットを作成し、部品の形状を書き込むことができます。 次に、4 つのビーム ユニットを組み合わせて 3DM プリントヘッドを作成します。

製品の最初の反復では、同社はゾーン間に隙間がないことを保証するステッチング アルゴリズムを使用して 4 つのビーム ヘッドを組み合わせました。 そうは言っても、同社は、そのアプローチは拡張可能であり、より多くのビームを導入することで 3D 印刷速度が向上する可能性があると述べています。 サードパーティによるテストでは、このテクノロジーにより、他の主要な SLS プリンタよりも優れた機械的特性を備えた部品が得られることさえありました。

他の面では、安価なファイバーレーザーと比較して、3DM のテクノロジーは、レーザーの相互作用を確保するための添加剤を必要とせずに、より高い波長を照射することができます。 実際、同社のレーザーは、あらゆる熱可塑性プラスチックの吸収特性に適合する方法で、中赤外スペクトルのあらゆる波長で放射でき、採用者は特定の使用事例に最も経済的な原料を選択できます。

3DM の今後の市場向け製品

すでに 3DM はレーザー プリントヘッドを 4 ヘッド プロトタイプの R&D システムに統合しており、その第 1 世代マシンは現在「製品化」に近づいていると言われています。 これらのマシンの正確な仕様は公開されていませんが、冷却効率を高めるレイアウトで、ビルド チャンバーの屋根にプリントヘッドが取り付けられていると考えられています。

3DM は自社のテクノロジーを繰り返し開発する中で、その潜在的な持続可能性と後処理の容易さの利点を特定することを目指しています。 アプリケーション面では、同社はインソールなどの柔軟な素材から部品を製造できることを検証しましたが、特にマスカスタマイゼーションや特殊素材が必要な分野では、引き続きレーザーの幅広い使用例が見られます。

レーザーの利点やアプリケーション開発での共同作業に興味のある材料やプロセスに取り組んでいる方は、こちらから 3DM デジタル マニュファクチャリングに問い合わせて詳細を確認することをお勧めします。

最新の 3D プリンティング ニュースを入手するには、3D プリンティング業界のニュースレターを購読するか、Twitter でフォローするか、Facebook で当社のページに「いいね！」をすることを忘れないでください。

ここにいる間、私たちの Youtube チャンネルに登録してみませんか? ディスカッション、報告書、ショートビデオ、ウェビナーのリプレイが含まれます。

積層造形業界での仕事をお探しですか? 業界でのさまざまな役割については、「3D プリンティングの求人」にアクセスしてください。

注目の画像は、3DM Digital Manufacturing のレーザー プリントヘッドを示しています。 3DM デジタル マニュファクチャリングによる画像。

Paul は歴史とジャーナリズムを卒業し、テクノロジー ニュースの最新スクープを見つけることに情熱を持っています。